板形铸铁件消失模铸造充型过程模拟分析

【摘要】：干砂消失模铸造工艺是80年代末开始投入工业应用并逐步得以发展完善 的铸造新技术。由于其诸多优点(如铸件尺寸精度高、表面粗糙度低、机械加 工量少、环境污染小等)，该技术被认为是一项很有发展前景的近净型加工技 术和清洁生产技术。近年来，消失模铸造过程计算机模拟仿真使得如今消 失模铸造技术的自动化程度更高，优化工艺设计，缩短产品试制周期， 降低成本，减少铸件缺陷，确保铸件质量。因此，已成为铸造领域 最热门的研究课题之一。该课题就是为工艺设计提供模拟和校核手 段，以传热理论、流体力学及金属凝固理论等为基础，利用数值分 析技术、数据库技术和可视化技术等对铸造过程进行仿真，从而模 拟出在铸件充型、凝固和冷却中的流场和温度场，并根据这些物理 场对铸件质量进行预报，从而提高铸件工艺设计的准确性、高效性。 采用了PRO／E作为三维造型软件，用美国UFC公司著名的ProCAST 软件作为铸造过程计算机模拟仿真工具，深入探讨了消失模铸造过 程中的特点。在对铸造过程流场、温度场、气隙压力以及铸造缺陷 预计的数学模型进行深入分析研究的基础上，成功地制定出了一套 铸造工艺CAD／CAE的工艺流程。该课题以减速器下箱体铸件为实 例，进行了工艺CAD建模；通过对实际铸件生产条件的测定，建立 了泡沫塑料、铸件、型砂的材料参数库；合理地选择数学模型、设 置运行参数；成功地对铸件成型过程进行了模拟，细致分析比较了 两种浇注系统的优劣，并与实际相结合优化工艺参数设计。