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    壳体球材型铸件铸造工艺研究发展

    类别:行业动态   发布时间:2020-03-26 16:30:21   浏览:

      1壳体球铸件铸造铁件概况。

      该件为某铸造企业预备选用壳型铸造新工艺出产的一种批量比较大的铸件,原料为QT500-7,铸件不答应出现缩孔,缩松缺点,并要经过油压渗漏实验。因为该厂家是初次在球墨铸铁件上选用壳型铸造工艺,为提高工艺可靠性并能确保模具开发一次成功,规划人员希望能凭借铸造CAE技能剖析工艺,添加可靠性。

      2壳体球铁件凝结进程数值模仿。

      依据剖析意图,确认了以下剖析进程:①首要按照球铁件铸造工艺规划特色,结合铸件形状,初步规划出工艺计划。②对规划的铸造工艺进行凝结进程剖析,初步判别铸件缩孔及缩松倾向,若可行即可投入木模试出产来验证,若不满意液相散布情况,则改善工艺再剖析,直到得到比较合理的液相散布,再投入木模试出产来验证,终究再正式进行铸造模具规划与制造。

      铸造CAE体系详细进程主要包含导入三维实体模型,网格剖分;确认资料热物理性能,出产进程参数,初始条件和边界条件;物理场数值核算;成果显现等几个进程。

      2.1铸造工艺体系的三维实体造型。

      该铸件及其浇注体系,冒口的三维造型及安装作业在Pro/EngineerWildfire3.0软件上完成。华铸CAE10.0剖析体系是一套依据有限差分原理编制的用于模仿铸造充型凝结进程的核算机数值仿真软件,大致分为前处理,核算剖析和后处理三个根本模块。前处理模块主要用于模仿实践物理环境的核算环境的设置,核算剖析则用于数值求解,然后处理主要对各种数值解以多种表达方式显现出来,以增强数值解的可读性及成果的剖析和断定。因为该剖析软件充分考虑了铸造出产的实践情况,在STL网格剖分时提供了一种所谓"优先级别"功用,使用户造型时对砂型的处理非常便利,仅需将它简化为一正六面体,然后与铸件,浇注体系,冒口等按尺度正确安装,终究在同一坐标系下将各组成部分转化为STL格局的文件保存,至此就完成了铸造模型一切部分的三维实体造型作业。

      2.2网格剖分。

      考虑到核算精度,为确保剖分单元的连通性,兼顾核算精度和效率,将网格尺度初定为4mm,剖分完成后调用华铸CAE前置处理模块中的网格查看功用,判别剖分单元是否连通,若有不连通的单元存在,则需调整剖分步长,减小网格尺度,重新剖分,直到所得剖分成果中一切单元均连通。同时还需确保所得网格单元数不超越体系配置所答应的核算单元数。当然,在满意核算精度的前提下,优先选用网格单元数较少的剖分计划,以削减核算时间。归纳考虑以上原则,终究确认选用网格尺度为2mm的剖分计划,从而完成了实体网格剖分。

      2.3凝结进程温度场的数值模仿。

      取得满意的网格区分后,进入华铸CAE的核算模块,按照厂家提供的工艺参数对该铸件重力铸造进程核算参数进行设置,别离输入资料热物理性能,出产进程参数,初始条件和边界条件。为尽快得到成果以满意厂家出产的需要,咱们仅对纯温度场进行了核算。所谓纯温度场核算,便是依据"瞬时充填,初温均布"的假设,对凝结进程进行传热剖析。如果想取得更精确的核算成果,就要先进行充型进程中的活动与传热耦合剖析,然后以所得的温度散布为初始温度场,再进行凝结进程的温度场核算。

      2.4模仿成果的后置处理。

      图2是铸件在初步规划的工艺下凝结核算后液相散布及缩孔模仿成果。

      2.5凝结进程的剖析。

      实践表明,仅依据传热学的原理剖析球铁件的凝结进程是不行的,有必要结合球铁的凝结特色加以补充。球墨铸铁在凝结进程中既有液态缩短,凝结缩短,又有石墨分出发生的胀大。微观上,铸件成形进程中所表现出的体积变化是胀大,缩短相抵的净成果,所以均衡凝结理论认为,在铸铁中浇冒口的作用仅仅用来补充铸件冷却,凝结时发生的胀缩的差值,冒口不用晚于铸件凝结。按此原则,冒口模数或尺度没有必要一定比铸件大。此外,壳型铸造时树脂砂壳型的刚度比传统砂型铸造的砂型的刚度高得多,根本没有型壁移动现象发生,有利于球铁石墨化胀大发生的自补缩作用得以充分发挥。因此,选用这种工艺出产球铁铸件时,冒口尺度适当减小相同能取得较好的补缩作用。依据模仿成果可知,铸件在此工艺下的凝结进程中仅有一处孤立液相区,冒口颈均提前关闭,从而为完成利用球铁石墨化胀大发生的自补缩作用奠定了良好基础。厂家随后按此工艺进行了实验并解剖了孤立液相区域,共实验10件,没有1件发生缩孔,缩松缺点,从而确保了工装一次规划成功,缩短了试制周期。

      3结语。

      铸造CAE技能以可视化方式模仿了铸造凝结进程,比较精确地反映铸造缺点发生的情况和散布规则。经过模仿信息结合有限的出产验证,可找出工艺不足之处,削减试制本钱和铸件缺点,提高经济效益。

    壳体球材型铸件铸造工艺研究发展(图1)

    壳体球材型铸件铸造工艺研究发展(图2)

    壳体球材型铸件铸造工艺研究发展(图3)


     

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