铸造CAE技术在超大变截面小型球铁件工艺中的应用.pdf

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1、2017年第2期铸造设备与工艺垫!!堡垒星!Q望塑坠!竖里Q型!旦丛垦堕!垒塑坠堡垒坚塑堂!塑垒P!：垫!!堂·铸造工艺·doi：10．16666／j．cnki．issnlotM一6178．2017．02．006铸造CAE技术在超大变截面小型球铁件工艺中的应用姚红汝。张龙江(共享装备股份有限公司，宁夏银川750021)摘要：介绍了应用MAGMA模拟软件在超大变截面小型球铁铸件工艺设计中的改进实例。该软件能够准确预测出铸件缩松等多种铸造缺陷，从而找出解决此类问题的方法，有利于铸造工艺的优化和铸件质量的提高。关键词：CAE；Magrna；数值模拟；铸造中图分类号：TG24文献标识码：A文章

2、编号：1674—6694(2017)02—0018-02ApplicationofCAETechnologyintheCastingProcessofLightNodularIronCastingwithOversizedVariableCross-sectionYA0Hong-ru。ZHANGLong-fiang(KocelMachineryLimitedCompany，YinchuanNingxia750021，China)Abtract：TheuseofCAEsimulationsoftwareintheprocessdesignimprovementoflightnodular

3、ironcastingwithoversizedvariablecross—sectionWaSintroducedinthepaper．TheCAEtechnologycanpredictthedefects，whichishelpfultofindthesolution，optimizethecastingtechnologyandimprovethequalityoftheproducts．KeyWords：CAEtechnology，numericalsimulation，castingdefect，castingprocess随着铸造技术模拟软件的普及深人，传统的铸造业正在从

4、凭借经验生产转为在理论指导下的科学生产。近些年，CAE计算机铸造工艺模拟软件在各铸造公司的应用越来越普遍，应用这些软件可以较为准确地预测各种铸造缺陷，优化浇注系统设计、消除热裂冷裂、转移关键区域缩松等缺陷。我公司引进了MAGMA软件，进行铸造过程辅助模拟分析，通过充型、凝固过程的模拟，并结合以往类似件生产的经验，成功设计出符合客户要求的工艺方案。并将其应用到铸造工艺优化设计中，减轻了设计强度，提高了工作效率，缩短了试制周期，降低了生产成本，从而提高了企业的经济效益，增强了企业的竞争能力【1，21。l行星架的铸件结构及技术要求如图l所示为行星架铸件示意图，轮廓尺寸为348mm×348mm

5、×200mm，重量为60kg，最大壁厚74mnl，最小壁厚34mm，最大截面面积147290miD_2，最小截面面积为3036mm2，材质为国标600—3．无损检测根据标注ENl2680—3，要求顶面法兰面、底面法收稿日期：2017-03—13作者简介：姚红汝(1990一)，女，甘肃省白银市人，现主要从事铸造过程虚拟模拟工作。-18·兰面、所有台子不得有任何缺陷，其他部位均为uT二级。根据工艺经验，此铸件使用重力铸造方式，型砂为呋喃树脂自硬砂，金属材料主要配料是生铁、废钢和机铁，用中频电炉熔炼。图1行星架铸件示意图2原工艺方案模拟及生产结果2．1裸模模拟首先仅设计浇注系统，不设置冒口和

6、冷铁，进行初步模拟。模拟分析发现，在铸件需加工部位存在严重缩松，有加工风险，行星架柱子根部靠近上下法兰面均有不同程度的缩松，如图2、图3深色部位显示。兰Q!：!!箜!塑坐堑塑，竖垄江：铸造cAE技术在超大变截面小型球铁件T艺中的应用铸造设备与工艺一@图2裸模缩松缺陷模拟结果图3裸模液相凝固过程此铸件的工艺难度在于顶法兰面的截面积超大，而柱子的截面积较小，从液相凝固过程可以看到(图3)，凝固过程中的补缩通道被打断，无论是从放冒口还是冷铁的思路都没法连通此补缩通道，只有近一步增加冷铁和冒口以期减小或者转移缩松缺陷。2．2无冷铁模拟在铸件顶面法兰面分别放4个50mm×10mm出气片模拟，不放

7、冷铁，因出气片在凝固过程的前期就已经凝固，起不到补缩作用，缩松缺陷得不到改善，如图4中深色部位。继续在顶法兰面将出气片改为四个4,8112K保温发热冒口进行模拟，如图5中深色部位所示，顶法兰面的缩松缺陷干净，但是柱子根部靠近底法兰=面缩松缺陷严重，需要进一步的改进：图4加出气片模拟结果图5加冒口模拟结果口2．3增加冷铁模拟为改善底法兰面的缩松缺陷，在之前加了发热冒口方案的基础上底面增加冷铁进行模拟，先是在正对柱子根部增加四块冷铁(图6所示)，模