基于ProCAST球铁壳体成型消失模铸造工艺应用

发布时间：2020-07-30 15:08

【摘要】：回转驱动装置以其高度集成化优点而被应用于航空航天、军事和光伏发电等领域,并作为重要设备而广泛使用。QT450-10壳体结构作为基础部件,要求具有较高的承载能力和抗冲击、缓震等作用,但是球墨铸铁铸件成型过程中易出现碳缺陷、缩松缩孔和皱皮等缺陷。因此,基于材料特性和消失模铸造优势,结合消失模铸造工艺及其特有的成型条件,利用铸造仿真软件ProCAST对球铁壳体铸件进行模拟生产浇注工艺。旨在减少球铁铸造缺陷,改善铸件质量,提升性能。根据回转驱动壳体铸件工艺结构要求,利用Pro/E建立三维几何模型。研究消失模铸造工艺要求与方法,运用铸造仿真软件ProCAST进行模拟生产浇注,对比试验结果获得合理工艺方案。主要工作如下:消失模铸造工艺准备,包括模样制作分析,涂料要求及浸涂工艺,造型材料和干砂负压系统组成等。试制结果表明:消失模铸造用涂料从发气量、环保、涂覆等角度考虑多用水基涂料;在相同负压条件下,铸型刚度对凝固过程中发生膨胀的合金铸件缩松缩孔状况有重要影响。结合消失模铸造理论确定浇注工艺方案、参数,设计计算浇冒口系统和浇注操作等。模拟结果表明:消失模铸造冒口设计自由度较高,底注式和中注式浇注方案均能顺利完成充型凝固过程。同时,底注式浇注工艺采用无冒口工艺无法满足补缩要求,需要调整工艺结构以优化仿真模拟结果。在Visual Environment集成环境中进行计算参数设置,并用ProCAST求解计算,对比底注式和中注式模拟计算结果,确立回转驱动壳体模拟成型动态过程及热物理模型。结果表明:底注式和中注式浇注方案试制产品质量无法满足要求,碳缺陷、缩松缩孔等问题严重。针对缩孔缩松问题严重、中注式结构复杂等问题,结合消失模铸造理论,改进工艺方案,采用“以浇代冒”的形式可以很大程度上解决铸件缩孔缩松和碳缺陷等问题。并对铸件进行清理、热处理和检验等工作。结果表明:所获铸件符合工艺要求,满足产品质量要求。
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG249.6
【图文】：

示意图,蜗杆,驱动装置,涡轮

第一章绪论第一章绪论题背景及意义回转驱动装置是以回转支承为基础的新型回转类产品，主要由回转支承、轮、壳体、动力源等部件组成。回转驱动集安全、简单主机设计、模块化身。根据回转驱动装置的变速传动形式，分为齿式和蜗轮蜗杆式，两者不传动和蜗轮蜗杆传动的特点，而且可以根据具体的需求组合使用。在工作轮蜗杆式在承载能力方面的表现优于齿轮式，并且其承载能力、抗变形动刚性等均有进一步的提升。相反，在传动效率方面齿轮式回转驱动表现蜗杆式。两种装置均被广泛应用。图 1-1 为两种典型回转驱动结构示意图

基础部件,工艺成型,应用领域,壳体结构

图 1-2 回转驱动应用领域结构作为回转驱动的基础部件，其工艺成型质量直接影响着整个装。壳体铸件材质是 QT450-10，金相组织以铁素体为主，具有较高的抗冲击、缓震作用，并且拥有较好的铸造性能。球墨铸铁件在生，例如进行球化处理，干扰因素很多，因此生产过程众多工艺参数求。球墨铸铁中含碳量较之灰铸铁要高，成型过程中易产生皱皮缩松和致密性等问题，影响铸件性能。是采用消失模铸造工艺模拟生产回转驱动壳体球铁铸件，并用铸造进行模拟浇注，旨在减少球铁铸件铸造缺陷，改善铸件质量，提升能。铸造国内外发展概述模铸造 LFC（LostFoamCasting）或 EPC（ExpandablePatternCas度高、表面光洁和少污染等优点，被誉为“绿色铸造技术”。发展概况

发泡成型,模具,气室,压机

图 2-3 原始珠粒、发泡珠粒以及发泡成型装置的关键在于模具结构设计，性能优良的模具可以提高模样质量。模具可简单分为蒸缸模具和压机气室模具。前者属于手动操产周期长，小批量生产多选用该方法。压机气室模具采用对称架固定于气室两端，加入预发泡珠粒使之填充型腔成型。图 2。 2 外框 3 螺栓 4 下底板 1 模芯 2 上盖板 3 模框 4 进料口图 2-4 蒸缸模具和压机气室模具结构设计制造多采用铝合金材质，应其具有良好的耐蚀性和可加工

【参考文献】