ZL101A機器人鑄件的熔模鑄造工藝與數(shù)值模擬研究.pdf

1、熔模鑄造生產工藝過程復雜，各工序的好壞都會對鑄件的質量產生一定的影響。利用計算機仿真軟件對鑄造過程進行模擬是鑄造學科發(fā)展的突破，它可以幫助工程技術人員準確的預測鑄件的缺陷和變形，指導鑄造工藝以及蠟模、模具的設計，以提高鑄件的質量。本文根據(jù)熔模鑄造工藝過程的特點，研究了機器人零件的熔模鑄造主要工藝過程，在實驗研究的基礎上，利用鑄造模擬軟件ProCAST，對熔模鑄造的充型和凝固過程進行了數(shù)值模擬。
　　本文首先使用數(shù)值模擬軟件ProC

2、AST對機器人零件的熔模鑄造過程進行模擬，模擬參數(shù)和實驗工藝參數(shù)相同，設置為:澆注速度0.06 m/s、初始澆注溫度700℃、型殼預熱溫度300℃。模擬結果表明:鑄件模擬的縮松縮孔缺陷主要產生在鑄件項部凸臺和底部弧面處，模擬結果與實驗結果基本一致，驗證了數(shù)值模擬的準確性。選用縮松縮孔情況和最大有效應力作為考核指標，澆注速度、澆注溫度、型殼預熱溫度為變量，建立正交試驗表。對正交試驗結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℃，型殼預熱溫度500℃。改進參數(shù)后的模擬結果顯示:縮松縮孔缺陷只產生在澆冒口位置，而鑄件本體沒有缺陷產生。
　　其次，根據(jù)機器人零件的結構特點，設計了機器人鑄件的可拆卸式壓型;選擇了適合的蠟模材料，分析了蠟模制備過程中影響蠟模質量的主要工藝參數(shù)，確定了合理的注蠟工藝參數(shù)和蠟模制備工藝過程，獲得了質量良好的蠟模;根據(jù)熔模型殼的性能要求并結合實際生產，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，制定出了科學合理的6層制殼工藝，制得了質量良好的型殼。
　　最后，研究了鋁合金熔煉過程中的吸氣、氧化、夾雜等容易影響合金質量的問題，分析這些問題產生的原因和影響因素，并針對這些問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)進行澆注。實驗結果表明，機器人鑄件無縮松縮孔缺陷，質量良好。
　　上述研究結果驗證了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)化方面的準確性和可行性，為機器人零件的熔模鑄