隨著市場的全球化競爭加劇以及我國淘汰和限制低端產(chǎn)品產(chǎn)能及落后工藝設備政策的陸續(xù)出臺,傳統(tǒng)鑄造行業(yè)急需有效地實現(xiàn)高效、高質量、柔性化、綠色、健康可持續(xù)發(fā)展。低污染、低排放、低能耗、經(jīng)濟高效且具有高度工藝靈活性的3D打印技術為我國鑄造行業(yè)加快轉型升級,改變技術和裝備落后狀態(tài)的提供了一種技術途徑。目前關于砂型3D打印技術的特點和基于砂型3D打印技術的鑄造工藝設計方法的研究還處于初級階段,阻礙了砂型3D打印技術優(yōu)勢的發(fā)揮和推廣應用。本文通過分析砂型3D打印技術的特點和優(yōu)勢,總結了3D打印鑄型工藝設計原則,主要包括澆冒口系統(tǒng)設計和鑄型結構設計。對青銅鼎鑄件進行了基于砂型3D打印的鑄造工藝設計,然后對其進行鑄造過程的模擬分析和工藝改進,獲得了具有砂型3D打印特點的優(yōu)化的鑄造工藝設計方案。采用3D打印技術制造砂型時,由于不需要拔模,水平分型時直澆道的形狀可以是曲線形,使金屬液穩(wěn)流;橫澆道和內澆道不一定設置在分型面上,應根據(jù)充型和凝固順序的需要在型腔適當位置設置橫澆道和內澆道;冒口應盡量選擇相同體積時散熱最慢的球形冒口;可以實現(xiàn)型芯一體化設計和復雜砂芯的整體設計;鑄型分型面不一定是平面,以實現(xiàn)傾斜放置... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 砂型3D打印技術發(fā)展概述
        1.2.1 傳統(tǒng)砂型鑄造技術概述
        1.2.2 砂型3D打印技術概述
        1.2.3 國內外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 有限元技術在鑄造工藝設計中的應用
    1.4 研究目的和意義
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究意義
    1.5 研究內容
第二章 設計方法
    2.1 鑄型工藝設計方法
        2.1.1 澆注系統(tǒng)的類型與適用范圍
        2.1.2 澆口杯設計
        2.1.3 直澆道和澆口窩設計
        2.1.4 橫澆道設計
        2.1.5 內澆道設計
        2.1.6 冒口設計
    2.2 鑄造過程數(shù)值模擬
        2.2.1 充型過程數(shù)值模擬
        2.2.2 凝固過程數(shù)值模擬
        2.2.3 邊界條件和初始條件
    2.3 建模和模擬
        2.3.1 建模軟件的選用
        2.3.2 模擬軟件的選用
第三章 基于砂型3D打印的鑄造工藝設計原則
    3.1 澆注系統(tǒng)
        3.1.1 直澆道
        3.1.2 橫澆道與內澆道
    3.2 冒口
    3.3 鑄型
        3.3.1 型芯一體化結構
        3.3.2 復雜砂芯一體化結構
        3.3.3 鑄型壁厚
        3.3.4 型壁結構
    3.4 分型
    3.5 鑄型在打印機砂床中的位置
    3.6 本章小結
第四章 青銅鼎鑄造工藝的設計和優(yōu)化
    4.1 鑄件分析
        4.1.1 青銅鼎的技術要求
        4.1.2 青銅鼎的結構特點和工藝設計難點
        4.1.3 青銅鼎的材質特點
    4.2 造型材料的選擇
        4.2.1 造型材料的要求
        4.2.2 造型材料的選用
    4.3 青銅鼎造型工藝設計
        4.3.1 澆注位置的選擇
        4.3.2 鑄造工藝參數(shù)的確定
        4.3.3 澆冒口系統(tǒng)設計
        4.3.4 其余工藝參數(shù)
    4.4 青銅鼎鑄造過程數(shù)值模擬
        4.4.1 模型導入與網(wǎng)格劃分
        4.4.2 參數(shù)設定
    4.5 開放式中注系統(tǒng)模擬結果與分析
        4.5.1 充型過程結果與分析
        4.5.2 凝固過程模擬結果分析
    4.6 開放式階梯澆注系統(tǒng)模擬結果與分析
        4.6.1 充型過程數(shù)值模擬
        4.6.2 凝固過程數(shù)值模擬
    4.7 澆冒口系統(tǒng)的改進與優(yōu)化
        4.7.1 充型與凝固過程模擬結果與分析
        4.7.2 優(yōu)化的鑄造工藝方案
    4.8 鑄型結構設計
        4.8.1 鑄型的分塊
        4.8.2 砂塊結構
        4.8.3 砂塊的裝配
    4.9 合金熔煉工藝
    4.10 鑄件后處理與外觀質量檢測
        4.10.1 鑄件后處理
        4.10.2 鑄件外觀質量檢測
    4.11 鑄造工藝卡
    4.12 本章小結
第五章 結論
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3656876