TOP160球墨鑄鐵軸承底座結(jié)構(gòu)改進(jìn)及鑄造過程數(shù)值模擬.pdf

1、球墨鑄鐵軸承座作為帶式輸送機(jī)必不可少的一個(gè)關(guān)鍵單元，其質(zhì)量高低不僅影響自身的使用壽命，還會(huì)影響到輸送機(jī)運(yùn)行過程中的安全性。軸承座的結(jié)構(gòu)決定了其是否滿足使用要求，而軸承座鑄造毛坯質(zhì)量決定其使用性能，因此軸承座設(shè)計(jì)和制造時(shí)不僅要考慮到結(jié)構(gòu)合理性問題，同時(shí)要重視鑄造毛坯質(zhì)量。計(jì)算機(jī)CAD/CAE技術(shù)的發(fā)展為零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及鑄造數(shù)值模擬提供了強(qiáng)有力的手段，靈活運(yùn)用多款軟件可以在完成零件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上快速實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和合理性分析，并在短時(shí)間內(nèi)借

2、助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)鑄造過程和結(jié)果的可視化，在未實(shí)際澆注前預(yù)知鑄件質(zhì)量和鑄造工藝合理性的驗(yàn)證與分析。借助CAD/CAE技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)短周期、低成本和高收益的新產(chǎn)品開發(fā)過程。
　　 本課題由企業(yè)提出，合作研究開發(fā)具有高性能、高質(zhì)量、輕量化的軸承座。本文主要進(jìn)行軸承底座的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和通過鑄造過程數(shù)值模擬來控制其鑄件質(zhì)量。在對(duì)原結(jié)構(gòu)軸承座進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和鑄造模擬分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用SolidWorks軟件對(duì)軸承底座進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)的工作，并利用Solid

3、WorksSimulation對(duì)結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的軸承底座進(jìn)行力學(xué)分析與驗(yàn)證，得到結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的軸承底座符合力學(xué)、設(shè)計(jì)和使用要求，也達(dá)到了壁厚均勻化、結(jié)構(gòu)合理化和鑄件輕量化的改進(jìn)目的。
　　 結(jié)合原軸承底座鑄造生產(chǎn)工藝，設(shè)計(jì)新的澆注工藝方案，并利用ProCAST軟件進(jìn)行鑄造過程的數(shù)值模擬，通過分析觀察模擬結(jié)果，了解充型和凝固過程，利用溫度場、流場和固相率分布結(jié)合常用的鑄造缺陷判據(jù)對(duì)鑄造缺陷進(jìn)行了預(yù)測。通過對(duì)實(shí)際澆注鑄件進(jìn)行解剖分析，模擬

4、結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)結(jié)果大致是相符合的。針對(duì)改進(jìn)后的軸承底座根據(jù)原工藝方案設(shè)計(jì)的澆注工藝模擬結(jié)果出現(xiàn)壓邊澆冒口補(bǔ)縮不充分的問題，改進(jìn)工藝方案后進(jìn)行的模擬結(jié)果表明對(duì)于結(jié)構(gòu)改進(jìn)后軸承底座，當(dāng)壓邊澆冒口的壓邊窄縫到達(dá)150mm長、冒口高度為130mm時(shí)，壓邊澆冒口能實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄件的完全補(bǔ)縮。本文成果是得到了結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的軸承底座及相應(yīng)的鑄造工藝?yán)碚摲桨浮?br>　　 通過鑄造過程的數(shù)值模擬及結(jié)果分析，可以幫助企業(yè)在鑄造生產(chǎn)前將缺陷消除和驗(yàn)證鑄造工藝的合