【摘要】：在鑄件生產(chǎn)中,鑄造工藝的合理性是決定鑄件質(zhì)量、成本、生產(chǎn)及開發(fā)周期的最主要因素。充填鑄型和冷卻凝固是鑄造成型過程中兩個重要的環(huán)節(jié),充填鑄型是一種運動速度改變的機(jī)械過程;而冷卻凝固是一種熱量傳遞導(dǎo)致結(jié)晶以及組織變化的過程。獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的關(guān)鍵就是對成型過程進(jìn)行質(zhì)量控制,鑄造工藝的合理性往往是決定鑄件質(zhì)量好壞以及影響工期長短的最主要因素。本論文針對某型汽車發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的水泵,研究水泵殼體的砂型鑄造成型工藝(殼體尺寸約為240×200×150mm,單重5.4KG,年需求量約2萬件),通過鑄造工藝?yán)碚摲治黾癙ro/E三維建模,再利用鑄造模擬軟件Procast進(jìn)行充型凝固數(shù)值模擬,分析現(xiàn)有鑄造工藝的不足并提出解決方案。研究結(jié)果表明:1.水泵泵體鑄件中心孔位置,因靠近內(nèi)澆口,將冒口由直徑40mm,高度65mm改為直徑50mm,高度80mm,可使最后凝固部位得到了有效補縮,從而實現(xiàn)整體順序凝固,消除鑄件中心孔位置縮松缺陷。2.水泵泵體鑄件基座部位,出現(xiàn)的孤立液相區(qū)域,采用三邊長度分別為:65mm,40mm,55mm;厚度為32mm的三角冷鐵,可實現(xiàn)局部同時凝固。本實驗使用砂芯涂冷卻涂料(鋯英涂料)。經(jīng)試驗驗證,鑄件中心孔及基座部位縮松缺陷得到有效改善,產(chǎn)品縮松不良率由原來的20%降低至1%。
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U464.138.1;U466
【圖文】：

生產(chǎn)效率低下。然而砂型鑄造鑄件在世界各地運用廣泛，大約是鑄件總量的 80%至 90%[1-3]。系統(tǒng)的導(dǎo)熱系數(shù)對于其他系統(tǒng)來說較低，在砂型中的液態(tài)金屬它的凝固速度得出它的凝固時間還是較長的，尤其對于壁厚相對較大的鑄件，在其冷卻凝固過程中，會導(dǎo)致鑄件內(nèi)部晶粒大的組織及成分的偏析等[4]，因此這個變化過程導(dǎo)致的不良結(jié)的力學(xué)性能。另一方面，砂型鑄造生產(chǎn)的鑄件的表面粗糙度相來說，其表面質(zhì)量還是較差的。鑄造的基本工藝流程較多，詳細(xì)過程如圖 1.1 所示，主要工序模型，通過配置得到合適的型砂和芯砂，造芯、造型、合型、和檢驗等。在這之中，最基本也是最重要的工序有兩個，分別流程為混砂造型，分箱起模，開設(shè)澆注系統(tǒng)，合箱澆注，冷

表 1.1 ProCAST 模擬基本流程Tab.1.1 Basic process of ProCAST simulation 過程模型 可以利用 IDEAS，UG，PATRAN，ANSYS 等前處理軟件來得到 Pro可接受的模型。CAST 將創(chuàng)建的模型剖分成四面體網(wǎng)格，輸出 XX.mesh 文件。ST 設(shè)置初始條件及參數(shù)，輸出 xxd.dat 和 xxp.dat 文件。AST 確認(rèn)模型及 PreCAST 過程中的定義有無錯誤，可以提示報錯信息把全部模型信息轉(zhuǎn)成二進(jìn)制，輸出 xx.unf 文件。ST 對鑄造充型凝固過程進(jìn)行分析，輸出 XX.unf 文件。CAST 展示鑄造充型凝固過程的模擬計算結(jié)果。3 ProCAST 的分析模塊介紹（圖 1.2 及表 1.2）

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2 李莉;詹肇麟;;《鑄造工藝課程設(shè)計》翻轉(zhuǎn)課堂研究及其教學(xué)設(shè)計[J];教育教學(xué)論壇;2017年02期

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本文編號：2724483