GIS接地开关铸铝壳体凝固仿真分析与工艺优化.pdf

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1、2016年第5期铸造设备与工艺呈Q!鱼生!Q旦!Q型盟旦垦!曼Q旦!旦丛垦盟!垒盟旦里垦坚塑Q垦Q!辽Q坐：兰Q!鱼些兰·应用研究·doi：10．16666／j．cnki．issnl004—6178．2016．05．009GIS接地开关铸铝壳体凝固仿真分析与工艺优化李红强(西安西电开关电气有限公司，陕西西安710000)摘要：通过铸造模拟软件ProCAsT对一种GIS接地开关铸铝壳体金属型低压铸造工艺进行凝固仿真分析，研究了该壳体发生漏气的原因，随后，采用计算机仿真辅助进行了两次工艺优化，并分别进行了生产验证。结果表明，罐体顶部打孔处发生漏气是由于该处出现了较大的热节；在热节处放置冷铁的

2、优化方案1，不能消除热节，壳体发生漏气；在优化方案1的基础上，在顶部分型面处加上保温冒口的优化方案2，能够消除热节。对两种优化方案的模拟结果进行了生产验证，模拟结果符合生产实际。关键词：GIS；壳体；PmCAsT软件；凝固仿真；工艺优化中图分类号：TG249．2文献标识码：A文章编号：1674—6694(2016)05—0026—04SoHdi6cationSimulationandProcessOptiⅡlizationofCastingAl眦Ilin删mAUoyHousingofGro哪mngSwitchinGISuHong—q记ng(Xi’觎舡I鼬妇^雕叮眈c础Co唧帆yLim泌d

3、，靓’勰跣帆五710000，劬iM)Abstmct：Withthehelpofcastingsimulationso胁areProCAST，castingsoli描cationsimulationofmetalmoldprocessofgmundingswitchsheUinGISiscompletedtostudytIlecausesofleakinggas．Then，twooptimizationpmcessesareconductedbycomputersimulationtechnologyandpmductionvalidationisc删edout．Theresultssho

4、wtllattheleakof拙Uingatthetopofthetankisduetotheeme唱enceoflargeheatsection．The6rstoptimizationpmcessputcoldimnatthehotsectjonsoftankanditcannoteliminatehotsectiondefectandairleakwilloccur．Thesecondoptimi舱tionpmcessisonthebasisofthefirstoptimizationpmcessandaddsoneinsulatingriserattllecenteroftoppa

5、rtofprofile．Itcanbeabletoeliminatehotsection，thenshrinkagedef宅ctswiUdisappear．ThesimIllationresultsof山etwooptiIIlizationpmgramswerevalidatedinproductionandthesimulationresultsareinline“thactualpmductionsituation．Keywords：GIS，housing，PmCAsTsoftware，solidificationsimulation，processoptimizationGIs接地

6、开关外壳为铝合金铸件，由于其在高压环境下工作，技术要求严格，所以成型后的铸件不能有任何缩孔缩松等缺陷⋯。但由于该壳体形状复杂、壁厚不均，在凝固的过程中容易出现缩孔、缩松、砂眼等缺陷，导致产品发生漏气。工艺设计直接决定了零件铸造质量。目前，铸造充型与凝固过程的温度场与速度场的仿真已较为成熟，通过该技术对零件进行预模拟分析则可以提前判断缺陷的情况，使工艺改进得以快速准确的完成，以此来减少工艺实验的次数，从而降低了工艺设计的成本，提高了工艺的合格率和出品率，并缩短产品的设计和试制周期【2】。本文针对未经过计算机仿真验证工艺合理性铝硅合金外壳的金属型低压铸造工艺，试制收稿日期：2016一07一1

7、9作者简介：李红强(1986一)，男，工程师，E—mail：631265516@qq．com·26·的一批零件全部漏气现象，采用铸造模拟分析软件PmCAST对该工艺进行仿真分析与计算机辅助工艺优化，进而提高铸件质量。1试验内容与方法图1为GIS接地开关铸铝壳体，壳体材质为铝硅合金。该铸件质量为23kg，铸件壁厚为10一．金属型低压铸造工艺图见图2(为便于观察，隐去分型面另一侧)。由图1知，该壳体前面有四个中心打孔的圆台，侧面有一个支