鋁合金拐臂箱體鑄造工藝數(shù)值模擬.pdf

1、鋁合金拐臂箱體是高壓斷路器內(nèi)零件之一，由于其在高壓環(huán)境下工作，技術(shù)要求嚴格，所以成型后的鑄件不能有任何縮孔縮松等缺陷。在生產(chǎn)制造中由于拐臂箱體底部法蘭盤較厚，與側(cè)壁相接處容易出現(xiàn)缺陷。通過運用了數(shù)值模擬技術(shù)對零件進行預模擬分析則可以提前判斷缺陷的情況，使工藝改進得以快速準確的完成。
　　 以SF6斷路器ZL101A拐臂箱體的金屬型鑄造為具體研究對象，在對其技術(shù)要求深入了解的情況下進行了拐臂箱體結(jié)構(gòu)分析并制定出兩套鑄造工藝方案，分

2、別為法蘭盤朝上澆注和法蘭盤朝下澆注。根據(jù)拐臂箱體可能在法蘭盤底部、拐臂箱體頂部產(chǎn)生的鑄造缺陷研究并探討了在鑄造缺陷處下內(nèi)部冷鐵的可能性和內(nèi)部冷鐵對鑄件界面結(jié)合產(chǎn)生的影響。
　　 在內(nèi)部冷鐵試驗中選擇了兩種澆注方法，壓邊和底注。在壓邊方案中首先運用ProCAST對鑄件和內(nèi)部冷鐵界面狀況進行了模擬分析，并通過鋁合金澆注實驗進行了驗證。通過分析表明：在砂型鑄造中，Ф50的鋁合金鑄件和Ф8的內(nèi)部冷鐵完全發(fā)生了冶金結(jié)合；在金屬型鑄造中，Ф

3、50的鋁合金鑄件和Ф4的內(nèi)部冷鐵完全發(fā)生了冶金結(jié)合。底注方案中在鋁鑄件里加入不等徑的內(nèi)部冷鐵，通過ProCAST軟件模擬這些不等徑內(nèi)部冷鐵對鋁鑄件的影響，分析表明：Ф50的鋁合金鑄件中加入Ф30的內(nèi)部冷鐵，Ф40的鋁合金鑄件中加入Ф20的內(nèi)部冷鐵均可以消除鋁合金鑄件中可能產(chǎn)生的縮孔縮松。最后通過法蘭盤朝上澆注和法蘭盤朝下澆注兩種不同工藝對拐臂箱體進行了鑄造工藝模擬。
　　 通過ProCAST數(shù)值模擬軟件對法蘭盤朝上澆注和法蘭盤朝

4、下澆注兩種鑄造工藝進行數(shù)值模擬，分析每種工藝方案的合理性以及設置內(nèi)部冷鐵后對鑄件缺陷的改善。需要通過步驟如下：三維實體造型、組裝、網(wǎng)格劃分、參數(shù)設置、結(jié)果分析。通過分析可知：法蘭盤朝上澆注時鑄件內(nèi)無缺陷產(chǎn)生，但需要在拐臂處安放暗冒口和在法蘭盤頂部安放兩個明冒口，且砂芯需要通過芯頭吊起來，安裝較為復雜。法蘭盤朝下澆注時工藝設計簡單，砂芯直接插入型腔定位但法蘭盤與側(cè)壁接觸一圈有縮松產(chǎn)生，通過內(nèi)部冷鐵的設置能夠使缺陷消失，得到完好鑄件。通過模