座体铸造工艺设计及其模拟优化-铸造过程计算机辅助分析模拟综合实验报告

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1、铸造过程计算机辅助分析模拟综合实验题目：座体铸造工艺设计及其模拟优化学院：机械工程学院专业：材料成形及控制工程班级：姓名：学号：指导教师：2014年3月10日1座体铸造工艺设计及其模拟优化目录第一章.零件简介21.1零件基本信息21.2技术要求2第二章.基于UG零件的三维造型32.1软件简介32.2零件的三维造型图3第三章.铸造工艺方案的拟定43.1工艺方案的确定43.2型（芯）砂配比43.3混砂工艺53.4铸造用涂料、分型剂及胶补剂53.5熔炼设备及熔炼工艺63.6分型面的选择63.7砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定73

2、.8铸造工艺参数的确定7第四章.砂芯设计及排气84.1芯头的基本尺寸84.2砂芯设计尺寸见下工艺图9第五章.浇注系统设计105.1浇注系统的类型及选择105.2浇注位置的选择10I1座体铸造工艺设计及其模拟优化5.3浇注系统各部分尺寸的计算115.4合金铸造性能分析115.5设计计算步骤125.6出气孔145.7铸件工艺出品率14第六章.模拟仿真部分156.1充型模拟156.2凝固模拟15第七章.结论及优化方案16第八章.小结16主要参考文献：17I1座体铸造工艺设计及其模拟优化I1座体铸造工艺设计及其模拟优化摘要本文通

3、过对座体零件图的深入分析，根据零件的形状、尺寸、材料等特点，采用传统设计方法与计算机辅助设计相结合的方式对零件的铸造工艺进行设计。分析并确定采用卧式造型合箱，底注式浇注的砂型铸造工艺方案；确定了铸铁件的凝固原则、浇注位置和分型面等；确定了座体铸铁件的铸造工艺参数并计算了其体积和重量；设计并计算了箱盖砂型铸造的浇注系统；绘制了座体砂型铸造工艺图、UG铸件图、合箱图等；并采用华铸CAE模拟软件进行模拟分析。整体得到了一套生产该灰铸铁箱盖的砂型铸造工艺文件。关键词：座体;砂型铸造；工艺设计；模拟分析。1座体铸造工艺设计及其模拟

4、优化15座体铸造工艺设计及其模拟优化箱盖铸造工艺设计及其模拟优化第一章.零件简介1.1零件基本信息零件名称：座体铸件。零件材料：HT200。产品生产纲领：单件小批量生产。结构：属厚、薄均匀的小型座体。根据相关资料查得HT200具体成分及其含量如表所示。表1.1.1HT200化学成分表（质量分数，%）CSiMnPSCr3.3~3.551.95~2.150.60~0.90≤0.08≤0.120.15~0.30表1.1.1HT200材料的力学性能抗拉强度/MPa硬度/HB延伸率/%≥200170~241≥10座体零件图：图1-

5、1座体零件图15座体铸造工艺设计及其模拟优化1.2技术要求(1)结构特点及使用要求该零件结构简单，壁厚均匀为10mm，座体外形整体较大长约255mm，宽190mm，高172.5mm。材料为灰铁，流动性较较好，收缩大，所以在浇注时容易产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、热裂、内应力以及变形和冷裂等缺陷。（铸件体积V=1791168.0543mm3，质量m=13.824kg。(2)铸件技术要求铸造圆角R3～R5；第二章.基于UG零件的三维造型2.1软件简介　UGNX[2]是由SiemensPLMSoftware发布的集CAD/CA

6、M/CAE一体化解决方案软件，它涵盖了产品设计、工程和制造中的全套开发流程。NX产品开发解决方案完全支持制造商所需的各种工具。NX与UGSPLM的其他解决方案的完整套件无缝结合，这些对于CAD、CAM和CAE在可控环境下的协同、产品数据管理、数据转换、数字化实体模型和可视化都是一个补充。本件采用UGNX进行三维立体建模使工艺设计直观形象，便于后续分析、模拟及加工等过程的管理与控制。2.2零件的三维造型图通过运用NX8.5对零件进行立体建模得到如图2-1所示三维图。15座体铸造工艺设计及其模拟优化图2-1零件的三维造型图第

7、三章.铸造工艺方案的拟定3.1工艺方案的确定[1]　座体材质为灰铸铁HT200,该铸件属于薄壁小型件，无需开设冒口,成品率高。生产纲领为单件小批量生产可采用砂型铸造，铸型和型芯都采用呋喃树脂自硬砂，每箱一件，乙醇涂料，造型时按模型材质选择合适的脱模剂。采用树脂砂的优点有：强度高，可自硬，精度高，铸件易清理，生产效率高等特点。3.2型（芯）砂配比根据零件结构及生产要求，该铸件采用呋喃树脂自硬砂造型、造芯即可，具体数值参考型、芯砂配比如表3.1和表3.2所示。表3.1型砂配比（配比重量Wt%）成分新砂再生砂F700呋喃树脂固

8、化剂附加物氧化铁粉百分比10％90％1.6%~2.0%15％0~1.5%表3.2芯砂配比（配比重量Wt%）成分新砂再生砂F700呋喃树脂固化剂附加物氧化铁粉百分比60％40％2.3%~2.5%＞10％0~1.5%表中催化剂含量为占树脂砂的百分比。　15座体铸造工艺设计及其模拟优化3.3混砂工艺合理地选用混砂机，采用正