鋁合金復雜箱體熔模鑄造數值模擬研究.pdf

1、鋁合金熔模精密鑄造具有尺寸精度高和表面粗糙度小等特點,且可生產形狀復雜、超薄壁的鑄件。作為材料精確成型的一種重要方法,鋁合金熔模鑄造技術得到了廣泛的應用。但又由于熔模鑄件一般形狀復雜且生產工藝繁多等原因,廢品率和生產成本一直比較高。
　　 本課題研究的零件是飛機上某控制設備的箱體,由于其特殊的工作環(huán)境,技術要求嚴格,成型后的鑄件不能有任何縮松縮孔等缺陷,表面質量要求也較高。在鑄造過程中,由于箱體壁厚不均勻,壁厚在4mm～20mm

2、,在比較厚的側壁位置容易出現縮孔縮松等缺陷。通過運用數值模擬技術對零件進行模擬分析,可以預測缺陷的情況,為澆注工藝的改進提供了可靠的依據。
　　 通過對箱體的結構分析,設計出兩種澆注方案分別為側面澆注方案和底面與側面結合的澆注方案。運用ProCAST軟件對這兩種澆注方案進行數值模擬,通過對兩種澆注方案的充型過程、凝固過程和缺陷的分析,結果表明第二種澆注方案比第一種澆注方案好。
　　 采用正交試驗方法對鑄造工藝參數進行優(yōu)化

3、,通過模擬得出最佳方案組合即澆注溫度750℃,澆注速度0.08m/s,模殼初始溫度300℃。分析了這組方案的模擬結果,得出縮孔的最大尺寸為0.685cm,箱體上沒有宏觀缺陷,鑄造最大有效應力為221.5Mpa,整個鑄件鑄造變形量為0.125～0.377mm。
　　 通過實驗驗證數值模擬得出的工藝參數。整個實驗主要包括蠟模的制備、模殼的制備和鋁合金的熔煉與澆注等工藝過程。鑄造出的箱體經檢測沒有缺陷,鑄件表面粗糙度小,符合相關的技術