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板形铸铁件消失模铸造充型过程模拟分析

仇珊  
【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。


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