ZL101A機(jī)器人鑄件的熔模鑄造工藝與數(shù)值模擬研究.pdf

1、熔模鑄造生產(chǎn)工藝過(guò)程復(fù)雜，各工序的好壞都會(huì)對(duì)鑄件的質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。利用計(jì)算機(jī)仿真軟件對(duì)鑄造過(guò)程進(jìn)行模擬是鑄造學(xué)科發(fā)展的突破，它可以幫助工程技術(shù)人員準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)鑄件的缺陷和變形，指導(dǎo)鑄造工藝以及蠟?zāi)?、模具的設(shè)計(jì)，以提高鑄件的質(zhì)量。本文根據(jù)熔模鑄造工藝過(guò)程的特點(diǎn)，研究了機(jī)器人零件的熔模鑄造主要工藝過(guò)程，在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，利用鑄造模擬軟件ProCAST，對(duì)熔模鑄造的充型和凝固過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬。
　　本文首先使用數(shù)值模擬軟件ProC

2、AST對(duì)機(jī)器人零件的熔模鑄造過(guò)程進(jìn)行模擬，模擬參數(shù)和實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)相同，設(shè)置為:澆注速度0.06 m/s、初始澆注溫度700℃、型殼預(yù)熱溫度300℃。模擬結(jié)果表明:鑄件模擬的縮松縮孔缺陷主要產(chǎn)生在鑄件項(xiàng)部凸臺(tái)和底部弧面處，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，驗(yàn)證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。選用縮松縮孔情況和最大有效應(yīng)力作為考核指標(biāo)，澆注速度、澆注溫度、型殼預(yù)熱溫度為變量，建立正交試驗(yàn)表。對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果綜合分析得到最佳參數(shù)組合為:澆注速度0.08 m/s，

3、澆注溫度720℃，型殼預(yù)熱溫度500℃。改進(jìn)參數(shù)后的模擬結(jié)果顯示:縮松縮孔缺陷只產(chǎn)生在澆冒口位置，而鑄件本體沒(méi)有缺陷產(chǎn)生。
　　其次，根據(jù)機(jī)器人零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了機(jī)器人鑄件的可拆卸式壓型;選擇了適合的蠟?zāi)２牧希治隽讼災(zāi)Ｖ苽溥^(guò)程中影響蠟?zāi)Ｙ|(zhì)量的主要工藝參數(shù)，確定了合理的注蠟工藝參數(shù)和蠟?zāi)Ｖ苽涔に囘^(guò)程，獲得了質(zhì)量良好的蠟?zāi)?根據(jù)熔模型殼的性能要求并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，選擇了硅溶膠為粘接劑，熔融石英為面層耐火材料，煤矸石粉作為背層耐火材

4、料，制定出了科學(xué)合理的6層制殼工藝，制得了質(zhì)量良好的型殼。
　　最后，研究了鋁合金熔煉過(guò)程中的吸氣、氧化、夾雜等容易影響合金質(zhì)量的問(wèn)題，分析這些問(wèn)題產(chǎn)生的原因和影響因素，并針對(duì)這些問(wèn)題提出了合理的解決方案。使用文中模擬優(yōu)化得到的最優(yōu)澆注工藝參數(shù)進(jìn)行澆注。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)器人鑄件無(wú)縮松縮孔缺陷，質(zhì)量良好。
　　上述研究結(jié)果驗(yàn)證了ProCAST數(shù)值模擬軟件在熔模鑄造缺陷控制和工藝參數(shù)優(yōu)化方面的準(zhǔn)確性和可行性，為機(jī)器人零件的熔模鑄