【摘 要】
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随着计算机技术的快速发展,其应用已经渗透到诸多领域。数值模拟仿真技术由于其低成本、高效率,已经越来越多地为铸造企业所采纳和接受,用于铸件充型和凝固过程的预测和仿真。本
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随着计算机技术的快速发展,其应用已经渗透到诸多领域。数值模拟仿真技术由于其低成本、高效率,已经越来越多地为铸造企业所采纳和接受,用于铸件充型和凝固过程的预测和仿真。本文结合实际生产情况,对大型铣床床身铸件的铸造工艺进行设计,采用AnycastingTM铸造模拟软件,对成型过程进行模拟仿真。首先,建立了铸件的三维模型,结合铸件特点和工艺理论,设计了底注式多内浇道浇注系统和均布顶冒口的铸造工艺,确保铸件完整地成型,顺序地凝固;其次,模拟了铸件充型、凝固过程的流场、温度场分布,得到了充型时间曲线和凝固时间曲线,及铸件凝固速率分布图。结合工艺特点改进了铸件的浇注系统、冒口、和冷铁工艺,并对充型温度和充型速度进行了优化。最后,针对大型铸件易出现的缩孔问题,采用判据进行预测,结合凝固顺序进行工艺改进,预测后消除了缩孔缺陷。并依据模拟结果,采用铸型插入钢条的方法优化了打箱时间。研究表明,在本文设计的铸造工艺下,充型温度为1300℃,充型速度为1.0m/s时,浇注系统能够实现快速、平稳、完整的充型,充型时间为99.7s。该条件下最末充型区域温度过低,产生了气孔缺陷;随着充型温度和充型速度的提高,最末充型区域温度呈现先缓慢增长后快速增长的趋势。充型温度定为1320℃,充型速度定为1.2m/s时,浇注时能够以较低的充型温度、适中的充型速度,充满铸型;当铸型内钢条间隔为150mm,钢条距离铸件表面60mm时,加强了铸型内部热量的排出,实现了铸件表面6天冷却至300℃的预定目标。
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