基于JSCAST的拖拉机前桥铸造工艺优化.pdf

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1、第55卷第6期V01．55No．6农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2017年6月June2017doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2017．06．003基于JSCAST的拖拉机前桥铸造工艺优化吴晗晗1，孙首群1，汪仕阳1，黄飞2(1．200093上海市上海理工大学机械工程学院；2．314505浙江省桐乡市浙江点铁科技(桐乡)有限公司)[摘要]运用JSCAST软件模拟了携拉嘲前桥的充型和凝固过程，模拟结果显示铸件可能产生缩松、缩孔等缺陷。通过对缺陷

2、产生原因的分析，重新优化设计了浇注系统及冒口并进行了再次模拟。再次模拟结果表明。经过对铸造工艺的改进，铸件的缩孔、缩松的缺陷得以消除。进一步的实际生产验证了优化设计的可行性和数值模拟的可靠性，对铸造生产具有一定参考价值。[关键词]浇注系统；数值模拟；气孔；qC化设计；JSCAST[中图分类号]TG245[文献标志码]B[文章编号]1673—3142(2017)06—0012—06CastingProcessOptimizationofTractorFrontAxleBasedonJSCASTWuHanhanl，SunShouqunl，

3、WangShiyan91，HuangFei2(1．SchoolofMechanicalEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China；2．ZhejiangSuperStar(Tongxiang)Co．Ltd．，Tongx／angCity，ZhejiangProvince314505，China)[Abstract]Theoriginalcastingfillingandsolidificationprocessofthetract

4、orfrontaxleissimulatedbythesoftwareJSCAST，ofwhichresultsshowthatthecastinggoodsareinchnedtocarrywiththedefectsofshrinkagecavityandporosity．Thereasonofcastingdefectswereanalysedtoredesignthegatingsystemandfeedingsystem．ThenthesimulationWasconductedagain．Itshowsthatthedef

5、ectsofshrinkagecavityandporosityareeliminatedasaresultofcastingprocessimprovement．Thefeasibilityofoptimizingdesignandthereliabilityofnumericalsimulationareverifiedviafurtherproduction．Itprovidesavaluablerefer-encetothecastingproduction．[Keywords]gatingsystem；numericalsi

6、mulation；porosity；optimization；JSCAST0引言前桥为拖拉机的重要零部件，由于其在工作过程中承受冲击载荷．所以必须具备良好的力学性能。随着铸造过程中的计算机数值模拟技术的发展，对浇注系统进行充型过程和凝固过程的模拟可以比较准确地预测出铸件可能产生的缺陷及缺陷位置。运用此方法来验证浇注系统的设计是否合理，避免了传统的“试错法”的低效率与高成本浪费[1

7、。针对某厂生产的拖拉机前桥铸件端部易产生缩孔、气孔的缺陷的问题，本文采用JS．CAST软件，对原始工艺方案进行模拟和分析，预测出铸件在此部位有产生缩孔、气孔

8、的倾向，与实际生产结果相吻合。通过分析铸件产生缺陷的原基金项目：国家科技支撑计划资助项目(2015BAKl6804)收稿日期：2016—12—13修回日期：2016—12—20因，并结合生产条件优化设计了浇注系统与冒El。对新的工艺方案进行模拟并通过生产验证。结果表明：新的工艺方案铸件的充型过程比较平稳，能够按照一定的顺序凝固，有害热节全部消失，避免了上述缺陷的产生，有效提高了铸件品质[2

9、。1铸件模拟前处理通过三维模拟软件UG对浇注系统及冒口进行实体造型．再以STL格式导人JSCAST软件进行铸型定义和网格划分。首先设定铸型厚度为3

10、0mm(需要注意的是浇注面的铸型厚度为0)。然后进行网格剖分，为兼顾运算的速度和精度，这里采用等间隔网格剖分法对整个计算域进行剖分．再利用网格线的增加与删除命令．对STL模型之外的网格进行部分删除，实现对铸件部位细剖分，