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叉车桥壳铸造数值模拟及工艺研究
| 论文题名： | 叉车桥壳铸造数值模拟及工艺研究 |
| 关键词： | 叉车桥壳;球墨铸铁;铸造工艺;浇注系统;计算机模拟;有限元分析 |
| 摘要： | 桥壳在叉车中起着举足轻重的作用，它的质量要求非常严格，不允许有任何铸造过程留下的缺陷。近年来随着计算机技术的发展，计算机数值模拟技术已发展为铸造过程最具潜力的模拟预测工具，并在某些方面已经进入工业化应用阶段，成为铸造行业发展不可缺少的环节。将桥壳铸造过程通过数值模拟软件进行仿真模拟，使整个铸造过程清晰明了的表现出来，对实际生产有借鉴和指导的作用。 本文针对球墨铸铁后桥壳铸造过程中容易产生缩孔、缩松、热裂等典型缺陷，采用计算机辅助设计软件UG，建立三维实体模型，使用有限元数值软件ProCAST对铸件充型和凝固过程进行定性模拟再现，分析了铸造过程产生缺陷的主要原因，研究其改善机制，指导优化了浇注系统的设计，制定了新工艺，降低了铸件缺陷率，达到提高产品质量，缩短模具试制周期的目的。 本文首先利用“大孔出流”理论对球铁桥壳的浇注系统进行设计，得到初始设计方案。通过UG建立三维模型，并用Solidworks对模型进行修复，然后利用ProCAST中的虚拟模具技术对方案进行模拟，从模拟结果分析出该方案冒口设计太小，造成凝固过程补缩不足，在中间鼓包部分出现空洞。因此在该方案基础上另外设计了两套不同冒口的浇注系统（方案一为普通冒口浇注系统，方案二为控制压力冒口浇注系统）。对于两种方案主要模拟了桥壳充型过程的速度场与温度场、凝固过程的温度场，以及对可能产生缩孔缩松等缺陷的区域进行预测，完成模拟部分。模拟完成以后，结合模拟结果改善了桥壳生产工艺，获得了质量优良的铸件。 通过模拟所得的结论有：①通过正交试验的方法研究了铸造工艺参数：浇注温度和浇注速度对铸件缩孔缩松缺陷作用要小，浇注系统补缩作用要强。②浇注温度为1430℃，浇注速度为1.056，即采用高温快浇，产生的缺陷较少。③采用静压紧实造型，冷芯盒三乙胺法造芯，经各种工序制成浇注系统；采用稀土镁硅铁合金为球化剂，加入量为铁液质量的1.40～1.50％，使用硅-钡类复合孕育剂，加入量为0.4～0.5％。 |
| 作者： | 曾娟 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 苏勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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