拖拉机断开式桥壳砂型铸造工艺设计仿真与试验研究
发布时间：2020-12-27 14:12
断开式桥壳主要应用于拖拉机承重桥,据统计,桥壳在铸造过程中铸造缩松、缩孔缺陷发生率高达70%,造成使用过程中桥壳壳体渗油、漏油等现象时有发生,每年带来的经济损失高达100余万元。本文针对断开式桥壳铸件易产生缩孔缩松问题,在浇注系统方案设计的基础上,采用Procast有限元分析软件对金属液充型和凝固过程进行模拟仿真分析,提出铸造工艺优化方案,对从根本上解决桥壳的铸造缩孔缩松难题、提高桥壳产品质量具有重要的生产现实意义和推广价值。具体研究内容与结论如下:(1)在对断开式桥壳结构工艺性分析的基础上,设计了三种浇注系统方案。包括桥壳结构设计工艺合理性,主要原材料及辅料的质量控制,工艺参数、浇注位置、分型面、浇注温度等;结合浇注系统理论确定合理的内浇口为中注式,平均静压头设计最小值为246 mm,运用浇注比速法设计了封闭式、半封闭式、开放式三种不同截面积比例的浇注系统。(2)对桥壳充型凝固过程进行了数值模拟分析,得到了半封闭式为最佳浇注系统。运用Procast模拟软件分别对开放式、半封闭式和封闭式三种浇注系统进行桥壳充型凝固过程的数值模拟分析,得到了各浇注系统中流场、温度场变化规律,并据此判断开...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桥壳三维图
山东农业大学硕士学位论文5图1-2桥壳三维轴测图图1-3桥壳二维图Fig1-23DdiagramofaxlehousingFig1-22Ddiagramviewofaxlehousing1.4主要研究内容桥壳作为拖拉机关键的部件，研究的主要内容有如下几个方面：首先对桥壳的结构的工艺性进行分析，设定合理的工艺参数，从而确定浇注系统，分析不同浇注系统对桥壳充型及凝固过程的影响，而后通过加入冷铁的方式实现凝固过程的优化减少实物验证的周期及成本，提高了生产效率。主要研究内容如下：（1）对桥壳的结构进行工艺性分析，包括分析桥壳结构设计工艺合理性，主要原材料及辅料的质量控制。确定浇注位置、浇注温度、分型面等。（2）通过研究浇注系统理论研究设计合理的内浇口位置及平均静压头的数值。而后采用浇注比速法根据各单元截面的比例关系，设计为不同类型的浇注系统。（3）通过运用Procast模拟软件对桥壳进行模拟发现，对比浇注系统中流尝温度场及凝固缺陷，确定最优方案。（4）桥壳实物试验验证。包括剖切及气密性试验等。1.5研究方法及技术路线本课题以拖拉机断开式桥壳为研究对象，首先进行断开式桥壳总体结构工艺性进行分析，明确对原材料及辅助材料质量控制要求，确定桥壳浇注位置、浇注温度、分型面等，最后确定桥壳浇注工艺参数，完成工艺方案。然后三种不同的浇注系统单元，采用有限元分析软件Procast对浇注系统进行模拟，通过分析金属液流场和温度场，结合桥壳中的缩孔、缩松等铸造缺陷，采取对应缺陷位置
山东农业大学硕士学位论文6的措施，对铸造工艺进行优化，通过增加铸造冒口和在相应位置放置冷铁，保证桥壳质量，确保最终的铸造工艺满足桥壳技术要求。课题研究主要研究方法如下：（1）综合文献研究方法：通过查阅国内外相关的理论文献、标准资料，在标准的基础上进行汇总，结合实际情况进行系统研究。（2）计算机模拟仿真计算：通过Procast模拟软件对不同工艺设计进行仿真分析，研究最佳工艺方案。（3）试验验证法：通过样品质量试验分析（王策，2016），验证工艺流程的优化方案。技术路线见图1-4所示。图1-4技术路线流程表Fig1-4Technicalrouteflowchar
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内农用机械转向驱动桥现状和发展趋势[J]. 张强. 高端农业装备. 2013(05)
[2]水玻璃砂型铸造技术研究及应用新进展[J]. 樊自田,汪华方. 金属加工(热加工). 2011(19)
[3]不锈钢叶轮的精铸工艺研究[J]. 王晓明. 科技风. 2010(17)
[4]桥壳铸造工艺计算机模拟优化[J]. 任凤华. 铸造技术. 2009(06)
[5]铸造充型及凝固过程模拟研究概况[J]. 赵恒涛,米国发,王狂飞. 航天制造技术. 2007(01)
[6]充型过程的数值模拟技术[J]. 张舒娟,侯华,杨晶,毛红奎. 现代铸铁. 2006(06)
[7]ProCAST软件在铸造凝固模拟中的应用[J]. 胡红军,杨明波,罗静,王春欢,陈康. 材料科学与工艺. 2006(03)
[8]铸造过程计算机模拟研究应用现状与发展[J]. 曹洪吉,宋延沛,王文焱. 河南科技大学学报(自然科学版). 2006(01)
[9]铸造技术与计算机模拟发展趋势[J]. 柳百成. 铸造技术. 2005(07)
[10]铸造合金凝固组织的计算机模拟与预测[J]. 许庆彦,柳百成. 稀有金属材料与工程. 2003(06)
硕士论文
[1]一体化铸钢桥壳铸造及热处理工艺优化[D]. 王铭泽.吉林大学 2018
[2]铝合金轮毂低压铸造工艺及质量控制研究[D]. 李思.贵州大学 2017
[3]重型汽车悬架摆臂铸钢件的研制[D]. 李伟伟.西安工业大学 2017
[4]数值模拟在铸钢桥壳铸造工艺优化中的应用及缩孔缩松预测方法[D]. 王光宇.江苏大学 2016
[5]铸铁件消失模铸造成型过程模拟及工艺研究[D]. 邓志儒.湘潭大学 2016
[6]新能源汽车电机壳体挤压铸造工艺研究[D]. 杨青.江苏大学 2016
[7]HBW160床身铸造过程数值模拟及工艺优化[D]. 李改玲.山东理工大学 2015
[8]K5X发动机前盖铸造品质提升技术研究[D]. 陈翠.天津大学 2015
[9]QT450-10桥壳铸造工艺数值模拟及其优化设计[D]. 陈文珂.合肥工业大学 2013
[10]计算机辅助加工用量选择系统研究与开发[D]. 王凤彪.大连交通大学 2005
本文编号：2941884
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桥壳三维图
山东农业大学硕士学位论文5图1-2桥壳三维轴测图图1-3桥壳二维图Fig1-23DdiagramofaxlehousingFig1-22Ddiagramviewofaxlehousing1.4主要研究内容桥壳作为拖拉机关键的部件，研究的主要内容有如下几个方面：首先对桥壳的结构的工艺性进行分析，设定合理的工艺参数，从而确定浇注系统，分析不同浇注系统对桥壳充型及凝固过程的影响，而后通过加入冷铁的方式实现凝固过程的优化减少实物验证的周期及成本，提高了生产效率。主要研究内容如下：（1）对桥壳的结构进行工艺性分析，包括分析桥壳结构设计工艺合理性，主要原材料及辅料的质量控制。确定浇注位置、浇注温度、分型面等。（2）通过研究浇注系统理论研究设计合理的内浇口位置及平均静压头的数值。而后采用浇注比速法根据各单元截面的比例关系，设计为不同类型的浇注系统。（3）通过运用Procast模拟软件对桥壳进行模拟发现，对比浇注系统中流尝温度场及凝固缺陷，确定最优方案。（4）桥壳实物试验验证。包括剖切及气密性试验等。1.5研究方法及技术路线本课题以拖拉机断开式桥壳为研究对象，首先进行断开式桥壳总体结构工艺性进行分析，明确对原材料及辅助材料质量控制要求，确定桥壳浇注位置、浇注温度、分型面等，最后确定桥壳浇注工艺参数，完成工艺方案。然后三种不同的浇注系统单元，采用有限元分析软件Procast对浇注系统进行模拟，通过分析金属液流场和温度场，结合桥壳中的缩孔、缩松等铸造缺陷，采取对应缺陷位置
山东农业大学硕士学位论文6的措施，对铸造工艺进行优化，通过增加铸造冒口和在相应位置放置冷铁，保证桥壳质量，确保最终的铸造工艺满足桥壳技术要求。课题研究主要研究方法如下：（1）综合文献研究方法：通过查阅国内外相关的理论文献、标准资料，在标准的基础上进行汇总，结合实际情况进行系统研究。（2）计算机模拟仿真计算：通过Procast模拟软件对不同工艺设计进行仿真分析，研究最佳工艺方案。（3）试验验证法：通过样品质量试验分析（王策，2016），验证工艺流程的优化方案。技术路线见图1-4所示。图1-4技术路线流程表Fig1-4Technicalrouteflowchar
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内农用机械转向驱动桥现状和发展趋势[J]. 张强. 高端农业装备. 2013(05)
[2]水玻璃砂型铸造技术研究及应用新进展[J]. 樊自田,汪华方. 金属加工(热加工). 2011(19)
[3]不锈钢叶轮的精铸工艺研究[J]. 王晓明. 科技风. 2010(17)
[4]桥壳铸造工艺计算机模拟优化[J]. 任凤华. 铸造技术. 2009(06)
[5]铸造充型及凝固过程模拟研究概况[J]. 赵恒涛,米国发,王狂飞. 航天制造技术. 2007(01)
[6]充型过程的数值模拟技术[J]. 张舒娟,侯华,杨晶,毛红奎. 现代铸铁. 2006(06)
[7]ProCAST软件在铸造凝固模拟中的应用[J]. 胡红军,杨明波,罗静,王春欢,陈康. 材料科学与工艺. 2006(03)
[8]铸造过程计算机模拟研究应用现状与发展[J]. 曹洪吉,宋延沛,王文焱. 河南科技大学学报(自然科学版). 2006(01)
[9]铸造技术与计算机模拟发展趋势[J]. 柳百成. 铸造技术. 2005(07)
[10]铸造合金凝固组织的计算机模拟与预测[J]. 许庆彦,柳百成. 稀有金属材料与工程. 2003(06)
硕士论文
[1]一体化铸钢桥壳铸造及热处理工艺优化[D]. 王铭泽.吉林大学 2018
[2]铝合金轮毂低压铸造工艺及质量控制研究[D]. 李思.贵州大学 2017
[3]重型汽车悬架摆臂铸钢件的研制[D]. 李伟伟.西安工业大学 2017
[4]数值模拟在铸钢桥壳铸造工艺优化中的应用及缩孔缩松预测方法[D]. 王光宇.江苏大学 2016
[5]铸铁件消失模铸造成型过程模拟及工艺研究[D]. 邓志儒.湘潭大学 2016
[6]新能源汽车电机壳体挤压铸造工艺研究[D]. 杨青.江苏大学 2016
[7]HBW160床身铸造过程数值模拟及工艺优化[D]. 李改玲.山东理工大学 2015
[8]K5X发动机前盖铸造品质提升技术研究[D]. 陈翠.天津大学 2015
[9]QT450-10桥壳铸造工艺数值模拟及其优化设计[D]. 陈文珂.合肥工业大学 2013
[10]计算机辅助加工用量选择系统研究与开发[D]. 王凤彪.大连交通大学 2005
本文编号：2941884
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/zaizhiyanjiusheng/2941884.html
教材专著
