基于数值模拟的铝合金壳体的铸造工艺优化剖析.ppt

太原工业学院 基于数值模拟的铝合金壳体的铸造工艺优化 指导老师：梁红玉、白瑞 122018208 朱刚 2016年6月20日 1.研究背景 2.研究内容 3.研究方法 4.模拟分析 5.结论 1.研究背景 铝合金在今天社会生产中发挥着越来越重要的作用，铝合金零件主要靠铸造方式制成，而我国目前的铸造水平还不是很高，为了顺应当代可持续发展的生产方式，优化铝合金铸造工艺变得必不可少。并且金属重力型铸造又是一种常用的铸造方法，随着时代的发展，计算机和传统的生产方法相给合，使用计算机进行零件设计，铸造模拟已经成为了一种生产趋势，既提高了生产效率，又减少了资源浪费，所以本课题的研究很具有意义。 2.研究内容 1.查阅相关铸造书籍，根据壳体零件设计浇注系统和冒口； 2.使用Pro-E绘制壳体零件、浇注系统和冒口； 3.使用华铸CAE模拟铝合金铸造生产过程，观察零件上是否存在缩孔缩松缺陷，对冒口形状尺寸和铸造温度进行修改，寻找最优的冒口尺寸和铸造温度。 3.研究方法 该壳体的轮廓尺寸为最大直径φ412mm，两个平台直径分别为φ240mm，φ168mm，高300mm，最薄壁厚为23mm，最厚壁厚64mm，重48kg，材质为ZL113。 浇铸系统总长度为530mm，分为浇口， 直浇道，横浇道，内浇道四部分 顶冒口 底面直径为168mm 高为200mm 拔模斜度为80° 四个小冒口 长、宽、高均为80mm 导圆角Φ10mm 侧面补贴长50mm 将各部分装配到一起形成总装图，导出stl文件 4.模拟分析 前置处理 1 2 用于凝固 用于充型 计算分析 重力补缩的原理为随着温度降低，部分熔液变为固体，体积收缩，在重力作用下该区域的上端会产生孔隙，从而形成缩孔缩松。 液相分布 铸型压力 铸件色温 缩孔缩松 通过对液相分布，观看铸件凝固过程液态分布情况，以此判断铸造的凝固收缩可能发生的部位，孤立液相区会进一步冷却凝固，最后可能产生缩孔缩松 结果分析 方案一 方案二 方案三 方案四 顶冒200mm 侧冒80mm 补贴50mm 顶冒100mm 侧冒90mm 补贴50mm 顶冒50mm 侧冒80mm 补贴98mm 顶冒25mm 侧冒72mm 补贴98mm 冒口优化 方案五 方案六 顶冒25mm 侧冒60mm 补贴98mm 顶冒25mm 侧冒50mm 补贴98mm 由上表可得，方案五为最合适的冒口设计 740℃ 720℃ 700℃ 680℃ 温度优化