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鑄鋼上冠鑄件工藝設計與數(shù)值模擬仿真_畢業(yè)設計-免費閱讀

2025-08-14 14:19 上一頁面

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【正文】 參考文獻 - 31- 參考文獻 [1] 高尚書 . 計算機技術及在鑄造行業(yè)中的應用 .鑄造, 1995,(6):31~ 38 [2] 姜彬 . UG 壓鑄模具設計入門與提高 北京:電子工業(yè)出版社, : 2~ 5 [3] 侯擊波 , 程軍 . 鑄件充型過程的數(shù)值模擬技術 華北工學院學報 . 1997: 1~ 3 [4] 李弘英 , 趙成志 鑄造工藝設計 北京:機械工業(yè)出版社, [5] 葉榮茂 , 吳維岡 , 高景艷 . 鑄造工藝課程設計手冊 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,: 74~ 134 [6] 陳琦 , 彭兆弟 . 鑄造合金配料速查手冊 北京:機械工業(yè)出版社 , : 848~ 849 [7] 陸文華 , 李隆盛 , 黃良余 . 鑄造合金及其熔煉 北京:機械工業(yè)出版社, : 299~339 [8] R. Stoehr. Simulation in the Design of Sand Casting Proceedings of Modelling Casting and Welding Proceses. Rindge, Nwe Hampshire, USA,1980: 3~ 18 [9] 于梅 . 金屬液在充型和凝固過程中夾雜物運動的數(shù)值模擬: [碩士學位論文 ]. 沈陽:沈陽工業(yè)大學 . 20xx [10] 柳白成,荊濤等 . 鑄造工程的模擬仿真與質(zhì)量控制 [M]. 北京 :機械工業(yè)出 社 , ~170 致謝 - 32- 致 謝 在畢業(yè)論文即將完成之際,我謹向曾經(jīng)給我?guī)椭椭С值娜藗儽硎局孕牡母兄x ! 首先要感謝我的指導老師盛文斌副教授,他在學習和做人方面給予我悉心的指導,使我增長了知識,拓寬了眼界, 還學會了科學的思維方法,鍛煉了分析問題解決問題的能力。另外,本課題造型方法是采用呋喃樹脂砂造型,不僅能夠提高鑄件的表面質(zhì)量,還可大大改善勞動條件和工作環(huán)境,提高生產(chǎn)效率。鑄件的凝固順序表現(xiàn)為縱向下部先凝固、上部后凝固,橫向邊緣先凝固中心后凝固,即鑄件薄壁處先凝固,壁厚較大處后凝固,薄壁處凝固速度快,厚壁處凝固速度慢,鑄件厚度最大處最后凝固,如圖 52 所示。 凝固過程 鑄件的凝固過程也就是金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的結(jié)晶過程 ,液態(tài)金屬結(jié)晶過程乃是由形核和長大兩個基本過程所組成,并且這兩個過程是同時并進的。 鑄件充型過程與液態(tài)金屬的流動、傳熱及傳質(zhì)過程密切相關,是一個伴隨著熱量散失以及凝固的 非恒溫流動過程,可用質(zhì)量守恒和動量守恒方程描述,而充型過程中金屬液與鑄型之間的熱交換可用熱量平衡方程來描述,在這個過程中最基本又最重要的物理現(xiàn)象是傳熱和流動 [9]。上冠鑄件的澆注溫度可控制在 1560℃ ~ 1600℃ ,本鑄件取 1580℃ 。隨著鋼中含碳量的增加,它的強度、硬度、耐磨性、切削加工性能顯著提高,而耐蝕性下降。此外,金屬爐料的 P 含量均應小于 %。 鑄件配料的方法很多,主要有計算配料法、查表配料法、圖解配料法、計算尺配料法和計算機配料法等。另外,砂 箱與模板的定位裝配如圖 。其模底板中心距為 2100mm。我們選擇 HT200 作為模底板的材料。砂箱壁排氣孔的尺寸及分布如圖 3圖 34所示。 (a) (b) 圖 31 砂箱的三維圖 ( a)上砂箱 ( b)下砂箱 第三章 鑄造工藝裝備設計 - 17- (2) 確定砂箱箱壁厚度、砂箱截面結(jié)構(gòu)及砂箱外壁加強筋:上、下砂箱壁厚均取 45mm。但紅松質(zhì)地松軟,耐磨性差,為了提高 木模的使用壽命、保證鑄件的表面質(zhì)量,需在木模外表面涂一層油漆。 該上冠的鑄型排氣孔可由鑄工在造型時自設,起模后 用 Φ12 鋼管扎出,主要設在冒口處。具體驗算公式如下: G 件 max=G 冒 ???? 式中, G 件 max—— 冒口可以補縮最大鑄件的重量, kg; η—— 冒口的補縮率, %; ε—— 鋼液的凝固收縮率, %。代入上式,求得所需外冷鐵的重量 G=1730kg。在鑄件最大外輪廓處設計有 8塊外冷鐵。采用單包雙注孔澆注,注孔直徑 50mm, A控 =178。由于鑄件屬厚、薄相差懸殊的大型回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu),為保證鑄件的充型能力,澆注系統(tǒng)設置為一個的截面為圓柱形的直澆道 ,然后對應一個截面為圓柱形的橫澆道,適當增加平均靜壓頭高度,澆注系統(tǒng)設置位置如圖 24所示,澆注系統(tǒng) UG三維造型圖如圖 25所示。 ⅱ 為安全起見,取體收縮率= 6℅。 (2) 機械加工余量的確定。 根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)、分型面的選擇,本鑄件的 內(nèi)部空腔采用一個砂芯來形成 。 缺點:不利于順序凝固和補縮。 ( 5)不使砂箱過高,因為高砂箱造型困難,填砂、緊實、起模、下芯都不方便。分型面的優(yōu)劣,在很大程度上影響鑄件的尺寸精度、成本和生產(chǎn)率。 上冠鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 該上冠鑄件屬于壁厚相差懸殊的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu),由于材料的導熱性差且鑄造時鋼水在型腔內(nèi)的溫度差較高,使上冠的冷卻極不均勻,產(chǎn)生較大的溫度梯度形成較大的熱應力與組織應力,且易在中間壁厚處形成縮松縮孔等缺陷。只有在兩個分析都準確的前提下才能正確預測可能造成缺陷的區(qū)域。 AnyMESH 能編輯由 AnyPRE 生成的網(wǎng)格文件。具體來說,該軟件具有以下特點: ( l)具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫,真正實現(xiàn)了 CAID、 CAD、 CAE 和 CAM 等模塊之間無數(shù)據(jù)交換的自由切換,并且可實施并行工程; ( 2)采用復合建模技術,將實體建模、曲面建模、線框建模、顯示幾何建模與參數(shù)化建模等建模技術融于一體; 第一章 引言 - 4- ( 3)采用基于特征的建模和編輯方法作為實體造型的基礎,形象直觀,類似于工程師傳統(tǒng)的設計方法,并能采 用參數(shù)驅(qū)動; ( 4)曲面設計采用非均勻有理 B 樣條作為基礎,可用多種方法生成復雜曲面,特別適合于汽車外形和汽輪機葉片等復雜曲面的造型; ( 5)二維圖功能強大,可方便地從三維實體模型直接生成二維工程圖,可以按照 ISO 標準和國標生成各種剖視圖、標注尺寸、形位公差和漢字說明等; ( 6)以 Parasolid 為實體建模核心,目前許多著名 CAD/CAE/CAM 軟件均以此作為實體造型的基礎; ( 7)提供了界面良好的應用開發(fā)工具,并能通過高級語言接口,使 UG 的圖形功能與高級語言的計算功能緊密結(jié)合,便于用戶開發(fā)專用 CAD 系統(tǒng); ( 8)具有良好的用戶界面,絕大多數(shù)功能都可通過圖標實現(xiàn);進行對象操作時,具有自動推理功能;在每個操作步驟中,都有相應的提示信息,便于用戶做出正確的選擇。這兩個功能模塊在協(xié)助講解組合體以及機件的表達方法內(nèi)容時,能通過迅速改變實體的形狀,讓學生從各種不同的角度觀看和了解形體,提高學生分析視圖的能力。目前擁有 46000 家客戶,全球裝機量近 400 萬臺套。鉻鎳鋼中加入鉬元素后,顯著改善淬透性,有良好的空氣硬化性能,并有優(yōu)良的抗回火脆性能力,所以鉻鎳鉬鑄鋼易于制造大型或復雜形狀的鑄件,采用正火熱處理后仍可得到高強度的力學性能。其中研究和應用較多的是鉻鎳系合金和鉻鉬系合金。 關鍵詞: 鑄造,鑄造合金, 變質(zhì)處 理,澆注 系統(tǒng)設計, 工藝工裝設計 Abstract II — — Abstract Casting lowcarbon martensitic stainless steel developed in the 1960s. The steel has good hardenability, good room temperature and low temperature mechanical properties, corrosion fatigue strength and static and dynamic fracture toughness, good casting, fing, welding and machining process performance and excellent service performance (such as anticavitation abrasion resistance, low temperature performance). It has been widely used in the field of hydropower, thermal power, nuclear power industry. In this paper, we designed the technology and equipment of the Shang guan castings that the material for ZG06Cr13Ni4Mo (martensitic cast stainless steel). I used UG software to draw threedimensional shape, then used AnyCasting software to process simulation, analysised the simulation results, modifyed the process, arrived at the most reasonable process design finally. Shang guan castings required that the high strength, good wear and corrosion resistance, and not allowed to have trachoma, shrinkage. We used the furan resin sand to Modeling, the alkaline electric arc furnace return method to Melting. To ensure the quality of castings, gating system using the top note, sprue using a cylindrical, and placing the filter at the gate Cup, the cold iron in the hot junction. In the method ,we can improve casting yield,and the quality of the castings greatly. Key words: casting, casting alloy, Modification, gating system design, technology and equipment design 目錄 III — — 目 錄 摘 要 ................................................................................................................................. I ABSTRACT..................................................................................................................... II 目 錄 ...............................................................................................................................III 第一章 引言 .................................................................................................................... 1 低碳合金不銹鋼鑄造技術分析 ........................................................................ 1 鉻鎳鉬系合金性能 .................................................................................. 1
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