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轮毂铸件作为风力发电机组的重要部件,承受较大的工作载荷,并且在恶劣的环境下运行,因而对其组织及力学性能提出较高要求,需要通过设计合理的铸造工艺方案,配合以相应的生产条件方可保证其铸造质量。本论文通过分析轮毂的结构特点和技术要求,基于铸造工艺设计基本原理,利用三维软件完成轮毂铸件的铸造工艺方案。采用Flow 3D仿真软件对轮毂铸件充型过程的温度场、速度场和压力场进行数值仿真计算,根据其速度场和内浇口入水速度的大小,分析判定充型初期是否出现金属液飞溅等严重的紊流现象,依据压力场判定是否产生侵蚀现象,结合速度判据和压力判据的综合分析,完成适合于轮毂铸件生产的较优铸造生产工艺方案。熔炼工艺及炉前处理是铸造一次渣的根源,扒渣处理可较为彻底地清除一次渣,而浇注过程则是形成二次氧化渣的关键阶段。本文基于RNG双方程紊流模型,对比分析三个铸造工艺方案的平均质量湍动能、平均质量湍流耗散率和湍流剪切生成项等物理参数,比较三个方案的充型过程金属液平稳性。使用Flow 3D表面缺陷追踪模型,对比分析三个方案充型过程中的二次氧化渣浓度变化,根据二次氧化渣浓度判据分析结果可知:在轮毂铸件的顶面、浆叶孔拐角处和型腔底面出现二次氧化渣的可能性较高。内浇道正对轮毂的弧面大凸台时,能够有效降低浆叶孔拐角处的二次氧化渣浓度;适当提高充型速度,可以降低型腔底面的二次氧化渣浓度。横浇道处于未充满状态时,速度方向杂乱无章,内浇道的二次氧化渣浓度较高;横浇道处于全充满状态时,速度方向趋于一致,此时内浇道的二次氧化渣的浓度有最小值,且逐渐趋于稳定。本文采用Flow 3D仿真计算手段,结合工厂实际生产提出了紊流速度判据和二次氧化渣缺陷判据,采用优化的铸造工艺方案,可有效减少二次氧化渣缺陷的出现,轮毂铸件无损检测达标,为铸造生产实践提供了可靠的理论指导,缩短了铸件试制周期,提高了轮毂铸件的工艺出品率。