鋁合金復(fù)雜箱體熔模鑄造數(shù)值模擬研究.pdf

1、鋁合金熔模精密鑄造具有尺寸精度高和表面粗糙度小等特點(diǎn),且可生產(chǎn)形狀復(fù)雜、超薄壁的鑄件。作為材料精確成型的一種重要方法,鋁合金熔模鑄造技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。但又由于熔模鑄件一般形狀復(fù)雜且生產(chǎn)工藝繁多等原因,廢品率和生產(chǎn)成本一直比較高。
　　 本課題研究的零件是飛機(jī)上某控制設(shè)備的箱體,由于其特殊的工作環(huán)境,技術(shù)要求嚴(yán)格,成型后的鑄件不能有任何縮松縮孔等缺陷,表面質(zhì)量要求也較高。在鑄造過程中,由于箱體壁厚不均勻,壁厚在4mm～20mm

2、,在比較厚的側(cè)壁位置容易出現(xiàn)縮孔縮松等缺陷。通過運(yùn)用數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)零件進(jìn)行模擬分析,可以預(yù)測(cè)缺陷的情況,為澆注工藝的改進(jìn)提供了可靠的依據(jù)。
　　 通過對(duì)箱體的結(jié)構(gòu)分析,設(shè)計(jì)出兩種澆注方案分別為側(cè)面澆注方案和底面與側(cè)面結(jié)合的澆注方案。運(yùn)用ProCAST軟件對(duì)這兩種澆注方案進(jìn)行數(shù)值模擬,通過對(duì)兩種澆注方案的充型過程、凝固過程和缺陷的分析,結(jié)果表明第二種澆注方案比第一種澆注方案好。
　　 采用正交試驗(yàn)方法對(duì)鑄造工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化

3、,通過模擬得出最佳方案組合即澆注溫度750℃,澆注速度0.08m/s,模殼初始溫度300℃。分析了這組方案的模擬結(jié)果,得出縮孔的最大尺寸為0.685cm,箱體上沒有宏觀缺陷,鑄造最大有效應(yīng)力為221.5Mpa,整個(gè)鑄件鑄造變形量為0.125～0.377mm。
　　 通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)值模擬得出的工藝參數(shù)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)主要包括蠟?zāi)５闹苽?、模殼的制備和鋁合金的熔煉與澆注等工藝過程。鑄造出的箱體經(jīng)檢測(cè)沒有缺陷,鑄件表面粗糙度小,符合相關(guān)的技術(shù)