挖掘機(jī)大臂根部凸臺（BOSS）是挖掘機(jī)大臂與車架的連接零件,屬于挖掘機(jī)大臂的關(guān)鍵組成部分之一。由于鑄造生產(chǎn)BOSS相比其他方式（鍛造,焊接）生產(chǎn)具有成本低,開裂風(fēng)險(xiǎn)概率小等優(yōu)勢,因此,決定采用鑄鋼整體鑄造成型生產(chǎn)BOSS。但如果按常規(guī)鑄造工藝,BOSS根部將有可能出現(xiàn)裂紋（原生產(chǎn)廠商遇到過該問題）,且BOSS中部軸孔內(nèi)的砂子不易清除干凈。因此,常規(guī)鑄造工藝不可直接使用,必須加以改進(jìn)或采用其它新的鑄造工藝。通常情況下,新的鑄造工藝投入實(shí)際應(yīng)用,必須經(jīng)過多次試模,時間長,材料費(fèi)用高,這和實(shí)際生產(chǎn)所面臨的成本節(jié)約,生產(chǎn)任務(wù)緊是相違背的。為解決這一矛盾,本文借助PROCAST軟件對BOSS的鑄造工藝過程工藝進(jìn)行了數(shù)值仿真分析,重點(diǎn)研究了常規(guī)鑄造工藝中熱裂紋產(chǎn)生的原因和更換鑄芯材料對鑄件質(zhì)量的影響,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)場物理試模,解決了BOSS鑄件軸孔清砂難的問題。研究結(jié)果表明:（1）原生產(chǎn)工藝中鑄件裂紋產(chǎn)生的原因是在其底部安放了較大尺寸的整塊外置冷鐵。較大的鑄件/冷鐵界面摩擦阻力與壁厚過渡區(qū)已凝固和未凝固部分產(chǎn)生的相互作用力以及砂芯、砂型的機(jī)械約束力等各種因素疊加,導(dǎo)致鑄件冷卻到固相線溫度附近時... 

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 挖掘機(jī)大臂根部BOSS的特點(diǎn)
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向
        1.2.1 薄壁復(fù)雜鑄件的造型材料與造型技術(shù)
        1.2.2 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在鑄造上的應(yīng)用
    1.3 本論文研究的目的意義和主要研究內(nèi)容
        1.3.1 課題研究的目的及其意義
        1.3.2 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
    1.4 本章小結(jié)
2 論文研究的技術(shù)基礎(chǔ)
    2.1 鑄型材料
        2.1.1 水玻璃砂
        2.1.2 石灰石砂
    2.2 鑄鋼件的裂紋缺陷
        2.2.1 熱裂紋
        2.2.2 冷裂紋
        2.2.3 溫裂紋
        2.2.4 厚大斷面的裂紋
    2.3 PROCAST重力鑄造應(yīng)力場數(shù)值模擬
        2.3.1 鑄造熱應(yīng)力
        2.3.2 熱—力耦合效應(yīng)
        2.3.3 彈塑性模型
        2.3.4 PROCAST模擬縮松、縮孔和熱裂紋
    2.4 本章小結(jié)
3 BOSS鑄造工藝設(shè)計(jì)與工藝實(shí)驗(yàn)
    3.1 成型工藝設(shè)計(jì)
        3.1.1 BOSS零件
        3.1.2 BOSS鑄件技術(shù)要求
        3.1.3 BOSS鑄件成分
        3.1.4 鑄件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢測方法與手段
        3.1.5 BOSS鑄件的工藝設(shè)計(jì)
        3.1.6 鑄型材料
    3.2 BOSS件鑄造成型數(shù)值模擬
        3.2.1 模型準(zhǔn)備
        3.2.2 有限元網(wǎng)格劃分
        3.2.3 鑄件材料參數(shù)
        3.2.4 鑄型材料參數(shù)
        3.2.5 界面熱交換系數(shù)
        3.2.6 模擬實(shí)驗(yàn)所需其它參數(shù)
        3.2.7 數(shù)值仿真計(jì)算的幾個重要參數(shù)設(shè)置
    3.3 本章小結(jié)
4 數(shù)值模擬結(jié)果分析討論
    4.1 鑄件充型與凝固
    4.2 熱裂紋風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測
    4.3 石灰石砂鑄芯對鑄件質(zhì)量的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 物理試模驗(yàn)證與工藝方案改進(jìn)
    5.1 石灰石砂的潰散性
    5.2 重新設(shè)計(jì)石灰石砂芯的排氣
    5.3 無冷鐵條件下的鑄件裂紋
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]熔模鑄件熱裂紋缺陷的分析與實(shí)踐[J]. 潘玉洪.  金屬加工(熱加工). 2012(13)
[2]圓鋁桿鑄坯裂紋形成機(jī)理及影響因素探究[J]. 李全,胥福順,魯俐,李明.  鑄造技術(shù). 2012(06)
[3]Niyama判據(jù)對鑄件縮孔縮松預(yù)測的適用性[J]. 潘利文,鄭立靜,張虎,高文理.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(12)
[4]大型鑄鋼件熱裂阻止措施研究[J]. 杜宏偉.  中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2009(14)
[5]高壓閥體類鑄鋼件裂紋的產(chǎn)生原因與預(yù)防措施[J]. 周金剛.  現(xiàn)代鑄鐵. 2008(04)
[6]談鑄件凝固方式與砂型鑄造方法[J]. 徐占軍.  科技資訊. 2007(23)
[7]水玻璃加入量對微波硬化砂強(qiáng)度及潰散性影響的試驗(yàn)研究[J]. 車廣東,劉向東,李進(jìn)福.  中國鑄造裝備與技術(shù). 2006(06)
[8]鑄造過程計(jì)算機(jī)模擬研究應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 曹洪吉,宋延沛,王文焱.  河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(01)
[9]原砂對新型改性水玻璃型砂潰散性的作用機(jī)理[J]. 董選普,陸潯,樊自田,黃乃瑜.  華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(06)
[10]中國鑄造行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J]. 顏愛民.  鑄造技術(shù). 2003(02)

碩士論文
[1]消失模鑄鋼件數(shù)值模擬研究[D]. 肖海濤.蘭州理工大學(xué) 2009
[2]Mg-Gd-Y-Zr合金的熱裂和流動性研究[D]. 黃玉光.上海交通大學(xué) 2009
[3]汽車鋁合金輪轂壓鑄過程數(shù)值模擬及工藝參數(shù)優(yōu)化[D]. 楊海文.廣東工業(yè)大學(xué) 2008
[4]鎂合金進(jìn)氣歧管傾轉(zhuǎn)鑄造工藝研究[D]. 陳紅兵.重慶大學(xué) 2008
[5]鑄件流場與溫度場耦合計(jì)算下的數(shù)值模擬研究[D]. 錢小波.西安理工大學(xué) 2008
[6]遠(yuǎn)洋貨輪掛舵臂鑄造工藝優(yōu)化及冒口覆蓋劑研究[D]. 張慧敏.河南科技大學(xué) 2007
[7]中國鑄造產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及其戰(zhàn)略選擇研究[D]. 童華晨.武漢理工大學(xué) 2006
[8]鋁合金氣缸蓋凝固過程溫度—應(yīng)力場有限元分析及優(yōu)化[D]. 趙永美.東南大學(xué) 2006



本文編號：3674214