基于ProCAST的拨叉件熔模精密铸造工艺优化-论文.pdf

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1、Ju1．2015·632·Vo1．64N0．7基于ProCAST的拨叉件熔模精密铸造工艺优化王明光(重庆文理学院新材料技术研究院，重庆402160)摘要：拨叉件是汽车变速器上的重要零件，一般采用熔模精密铸造工艺进行生产，热裂是拨叉件生产中常见的铸造缺陷。本文通过分析热裂产生的机理，采用相当热节计算法设计浇注系统，并进行数值模拟，计算了铸件的流场、温度场和应力场，模拟结果准确性得到了实验验证。关键词：拨叉；熔模精密铸造；优化设计中图分类号：TP391．9；TG249．5文献标识码：A文章编号：1001—4977(2015)07—0632—04ProcessOptimizationofI

2、nvestmentCastingofForkBasedonProCASTSoftwareWANGMing—guang(ChongqingUniversityofArtsandSciences，ResearchInstituteforNewMaterialsTechnology，Chongqing402160，China)Abstract：Forkpa~isoneoftheimportarltparts，thecommonprocessisprecisioncastingforfork,crackingisacommoncastingdefectinprecisioncasting．I

3、nthispaper,byanalyzingthemechanismofhotcracking,hotsectionmethodisusedtodesignthepouringsystem，thefluidfield,thetemperaturefieldandthestressfieldaresimulatedandcalculated,theaccuracyofthesimulationresultisverified．Keywords：fork；investmentcasting；processoptimization熔模精密铸造具有精度高，表面粗糙度低，能铸微裂纹扩展为裂纹源

4、。造薄壁、复杂及各类精密铸件。拨叉件是汽车变速器本文基于凝固收缩补偿理论，采用ProCast软件对上的重要零件，主要用于调节齿轮运转速度，从而控拨叉件铸造成形过程进行数值模拟，对温度场、应力制机车的运行速度。拨叉件对质量要求较高，一般用场等进行分析，探索热裂形成的原因，并改进工艺，熔模铸造工艺进行成形【”。在熔模铸造工艺过程中，热为生产实践提供参考。裂是常见的铸造缺陷，严重影响着产品出品率和生产2拨叉件结构和原生产工艺及热裂缺效益，所以，对其成形工艺进行改进，提高产品出品陷率，具有重要的理论和现实意义。拨叉件的材质为ZG310．570，如图1a所示，高度为1铸造凝固热裂理论53mm，

5、外部轮廓圆弧最大处直径为135．8mm，最薄处厚度为3．5mlTl，图1b为图1a的圆形区域选中位置，合金热裂的相关研究理论主要有：液膜理论、强从图1b可以看到热裂纹。度理论、晶间搭桥理论、凝固收缩补偿理论等，其中，拨叉件熔模铸造原工艺方案共有8层，每层3个铸凝固收缩补偿理论最为成熟，该理论主要内容为：在件，如图2所示，经检测，发生热裂的铸件均出现在最合金凝固过程中，凝固区域主要由准液相区、可补缩底层。由于直浇道过长，在底层浇注速度较大，引起区、不可补缩区及晶界区4个凝固区域组成。其中，在紊流，不能形成顺序凝固，引起应力集中，增大了热不可补缩区域，晶粒之间由搭桥联结，此时，合金裂的可

6、能性。同时，最下层的铸件由于浇注温度较高，的强度和塑性处于最低值，随着凝固过程的进行，由凝固时间较长，晶粒度较大，强度较低，当受到拉应热力学、相变或机械变形引发相应的应力，在应力作力时，晶粒骨架很容易被撕裂，并且得不到足够金属用下，很容易在搭桥区域发生沿晶断裂，同时得不到液的补充，从而造成热裂，所以，需要对原工艺进行液相的补缩，从而出现微热裂纹，当应力进一步累积，优化，避免热裂缺陷。基金项目：重庆市科委基础前沿研究项目(cstc2014jcyjA5o033)；重庆市教委科学技术研究项H(KJ1401123)资助。收稿日期：2015--02-02收到初稿，2015-04-08收到修订稿

7、。作者简介：王明光(1984～)，男，助教，主要从事铸造工艺及数值模拟研究。E—mail：wmg166@163．corn