大型轉(zhuǎn)缸鑄鋼件的鑄造工藝設(shè)計(jì)及優(yōu)化畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-06-26 19:34本頁面
【正文】 通過鑄件缺陷圖可以清楚看到鑄件缺陷出現(xiàn)的位置，缺陷位置主要出現(xiàn)在底部和中部連接處，鑄件頂部的凸臺處，吊鉤頂部和分割體三的圓環(huán)處。對于鑄件底部的缺陷主要是由于在底部冷卻的過程中鑄件中部開始凝固，而且中間凝固速度快于底部的凝固速度，致使在底部凝固完全前中部已經(jīng)完全凝固，導(dǎo)致沒有液態(tài)金屬補(bǔ)縮來源，最終導(dǎo)致鑄件底部出現(xiàn)缺陷?？梢詼p少冷鐵數(shù)目并在底部加入側(cè)冒口對鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮，消除缺陷。對于鑄件頂部凸臺處，由于凸臺處的壁厚大于周圍鑄件壁厚，最終導(dǎo)致該處凝固時間大于周圍的凝固時間，致使缺陷的出現(xiàn)?？梢栽谒膫€凸臺處加入冷鐵消除缺陷。對于分割體三處的圓環(huán)處，由于圓環(huán)的壁厚大于周圍鑄件的壁厚，致使在凝固時滯后于周圍鑄件的凝固，最終沒有足夠的液量補(bǔ)縮，致使缺陷的出現(xiàn)。可以在熱結(jié)處加冷鐵，使熱結(jié)處首先凝固，再圓環(huán)頂部安放冒口，對圓環(huán)進(jìn)行補(bǔ)縮，在圓環(huán)底部加冷鐵以增加冒口的垂直補(bǔ)縮距離。對于鑄件吊鉤處，主要是應(yīng)為加強(qiáng)筋與外壁交接處過早的凝固，堵塞了補(bǔ)縮通道，使吊夠沒有足夠的液量補(bǔ)縮，致使缺陷的出現(xiàn)。可以通過在加強(qiáng)筋和外壁交接處加發(fā)熱補(bǔ)貼，保證補(bǔ)縮通道的暢通，完成補(bǔ)縮缺陷的任務(wù)。 初始鑄造工藝方案的優(yōu)化根據(jù)以上分析結(jié)果，對初始鑄造工藝進(jìn)行優(yōu)化，具體如下：1） 鑄件底部加入三個側(cè)冒口，以補(bǔ)縮分割體二的縮松缺陷。仍然保留一部分冷鐵增加冒口的補(bǔ)縮距離；2） 在鑄件頂部加強(qiáng)筋處加入六塊保溫補(bǔ)貼，保證補(bǔ)縮通道暢通；3） 分割體三的垂直圓環(huán)頂部加入圓柱形暗冒口，并在周圍加入冷鐵以增加該冒口的垂直補(bǔ)縮距離；4） 在鑄件頂部凸臺處分別加入冷鐵，使該部位首先凝固，去除缺陷。優(yōu)化后的工藝圖如410所示，其中綠色部分為冷鐵，黃色部分為發(fā)熱補(bǔ)貼。圖46 優(yōu)化后的工藝圖圖410 優(yōu)化后的工藝圖 優(yōu)化后的鑄造工藝方案的模擬將優(yōu)化后的鑄造工藝圖用SOLIDCast進(jìn)行模擬，其流場為：圖47 澆注開始階段 圖 48 澆注中期圖 49 澆注完成通過分析以上的充型過程可看出過程平穩(wěn)并且可將鑄件充填完整。也可看出澆注過程順暢，而且澆注速度、澆注時間合適，澆完之后鐵液仍保持很高的溫度，這樣澆注過程便不會對最后鑄件質(zhì)量造成不好的影響。圖 410 凝固開始圖411 凝固過程中圖412 凝固中期圖 413 凝固完成圖412 凝固末期通過對優(yōu)化后的鑄件的凝固模擬可以看出：鑄件底部側(cè)冒口和圓環(huán)頂冒口最后凝固，這樣就可以對鑄件底部和圓環(huán)進(jìn)行有效地補(bǔ)縮；鑄件頂部凸臺先于鑄件其他部位凝固，這樣就凸臺得到有效地補(bǔ)縮；加強(qiáng)筋處凝固時間明顯加長，這樣可以有效補(bǔ)縮鑄件吊鉤部位。圖 413 鑄件缺陷圖圖413是鑄件的凝固圖，從圖中可以看出鑄件各個冒口對鑄件起到了很好的補(bǔ)縮作用，鑄件整體沒有缺陷。新的工藝方案解決了所有初始方案的缺陷，制造出完美沒有缺陷的鑄件，進(jìn)而達(dá)到了這次研究的最終目的。鑄件工藝收得率η=鑄件的質(zhì)量/澆注總質(zhì)量100%=10938Kg/149445Kg100% =%。 結(jié) 論在三維造型部分，充分利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行鑄造工藝的輔助設(shè)計(jì)。，按照圖紙對鑄件進(jìn)行作圖，得到鑄件的三維圖。，精確計(jì)算鑄件的體積和表面積，進(jìn)而得到鑄件的模數(shù)。而在工藝設(shè)計(jì)方面，、冒口、冷鐵、補(bǔ)貼等進(jìn)行作圖，精確的繪出鑄件的初始工藝和優(yōu)化的工藝圖。在工藝設(shè)計(jì)部分，通過分析鑄件熱結(jié)位置，確定冒口的安放位置。應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行鑄件模數(shù)精確計(jì)算，運(yùn)用模數(shù)法對冒口進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)鑄件外形及熱結(jié)位置，將冒口設(shè)計(jì)成腰型易割冒口。根據(jù)鑄件的特殊形狀，采用頂注式澆注系統(tǒng)，根據(jù)澳贊公式得到阻流截面積S阻=105 cm，進(jìn)而得到半徑為r阻=58 mm。在在鑄件底部添加冷鐵實(shí)現(xiàn)順序凝固。用SOILDCast對鑄件的初始工藝進(jìn)行數(shù)值模擬，觀察鑄件的凝固過程，分析缺陷出現(xiàn)的位置及其原因，為工藝方案的優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。對初始方案進(jìn)行優(yōu)化，其中包括：鑄件底部加入側(cè)冒口進(jìn)行補(bǔ)縮；頂部凸臺加冷鐵；加強(qiáng)筋處加入發(fā)熱補(bǔ)貼，增強(qiáng)其補(bǔ)縮能力。最后用SOIDCast軟件對優(yōu)化工藝進(jìn)行數(shù)值模擬。 經(jīng)過了二次對工藝的優(yōu)化修改，找到了最佳方案。最佳工藝的模擬結(jié)果理想，縮孔，縮松基本消除，得到了合格的鑄件，最終達(dá)到本次研究的目的。參 考 文 獻(xiàn)[1] 米國發(fā)，趙大為，[2] 韓桂新，. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程, No．8 2009[3] 雷廣山，雷鈞，. [4] 米國發(fā)，董翠粉， 212A ，2002年2月第1期[5] 趙竹青，2011年6月[6] 黃天佑，劉小剛，康進(jìn)武，沈厚發(fā)。[7] [8] 魯 云，劉繼紅，[9] 邊敦亭，王自遠(yuǎn)，[10] [11] 趙益鋒，[12] 羅志華，Sum．194 No．4[13] 趙磊，. 機(jī)械設(shè)計(jì)與自動化，第 5 期( 總第 168 期)2011年10月[14] . 梅山科技，2003年第1期[15] 劉 . [16] 鑄造手冊 鑄造工藝第2版. 中國機(jī)械工程學(xué)會鑄造分會 編 [17] 李魁盛，王文清. ，致 謝 感謝河北工業(yè)大學(xué)給了我一次鍛煉自己的機(jī)會。在設(shè)計(jì)過程中提供了各種所需要的設(shè)備資料，使自己積累了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在此表示衷心的感謝。 本設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)教師李日教授的全力支持和精心指導(dǎo)下完成的。李老師豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、淵博的理論知識以及認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度給了我莫大的幫助，使我學(xué)習(xí)到了許多知識，同時對原有的基礎(chǔ)理論有了更深入的理解。在幾個月的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中，李老師的言傳身教使我受益匪淺。在此表示衷心的感謝。 感謝大學(xué)四年里教育過我的所有的老師們，向你們深深地敬禮！ 感謝師姐沈煥弟對我的指導(dǎo)和幫助，她們在相關(guān)學(xué)術(shù)信息上以及各種軟件的操作上都給了我莫大的關(guān)懷與照顧，使我在設(shè)計(jì)過程中能夠及時地更改、完善造型和工藝設(shè)計(jì)中的錯誤和不足，再次感謝他們一直以來默默地幫助我！ 在設(shè)計(jì)的過程中，高玉剛、朱義康等同學(xué)也給予了我很大的幫助，在此表示真誠的感謝。感謝大學(xué)四年里所有的同學(xué)，他們對我的學(xué)業(yè)和人生的進(jìn)步給予了各個方面的幫助，永遠(yuǎn)難忘那些在一起朝夕相處的美好時光。 最后對于幫助過我的人表示誠摯的謝意，謝謝大家！32
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