轉(zhuǎn)盤(pán)類(lèi)鑄件消失模鑄造工藝設(shè)計(jì)及優(yōu)化王狂飛王有超莫亞林2（1.河南理工大學(xué)材料學(xué)院，河南焦作454000；2.河南理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院，河南焦作454000）可能產(chǎn)生縮孔、縮松缺陷的位置。在此基礎(chǔ)上確定了轉(zhuǎn)盤(pán)類(lèi)鑄件的新工藝方案。結(jié)果顯示，在少許改變?cè)に嚪桨傅幕A(chǔ)上，僅通過(guò)增加冷鐵，就可對(duì)原工藝方案進(jìn)行優(yōu)化，并滿足其技術(shù)要求。
的鑄件如所示，它是由15個(gè)筋板將外圓筒與中間帶凸臺(tái)的小圓環(huán)連接而成，最大直徑約670mm，高度約270mm，最小壁厚13mm，加上澆注系統(tǒng)，總質(zhì)量約242kg.該鑄件材質(zhì)為HT250，造型所用材料為干砂。利用Pro/E進(jìn)行三維造型，保存為STL格式，導(dǎo)人ViewCast.網(wǎng)格的劃分為正六面體網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)目為：200萬(wàn)。由ViewCast自帶的網(wǎng)格剖分模塊剖分。初始條件：鑄件澆注溫度1400 C，砂型消失模鑄造是將負(fù)壓技術(shù)與實(shí)型鑄造相結(jié)合的一種新的鑄造技術(shù)。由于干砂消失模鑄造法大大簡(jiǎn)化了鑄造工藝過(guò)程，省去了混砂、造型和制芯等工序，近年來(lái)，在國(guó)內(nèi)獲得了大力發(fā)展。由于消失模鑄造充型及凝固過(guò)程的影響因素較多，工藝設(shè)計(jì)缺乏系統(tǒng)的理論及經(jīng)驗(yàn)公式，需要大量的試驗(yàn)工作對(duì)新投產(chǎn)的鑄件工藝進(jìn)行研究，耗費(fèi)大量的人力、財(cái)力。
曦跏脊ひ輾槳腑：維'A：體模！
計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)為節(jié)約生產(chǎn)成本提供了可能。在消失模鑄造過(guò)程中，由于底注式澆注系統(tǒng)可以使金屬液的充型方向與泡沫模型的退讓方向及分解產(chǎn)物上升方向相同，有利于建立穩(wěn)定的充型前沿，在實(shí)際鑄造中，經(jīng)常采用此工藝方案，為此，本文利用ViewCast軟件，對(duì)采用此方案下某廠汽車(chē)轉(zhuǎn)盤(pán)鑄件過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，預(yù)測(cè)了鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的縮松缺陷，分析產(chǎn)生的原因，并提出改進(jìn)工藝的方案。
1模型的建立轉(zhuǎn)盤(pán)類(lèi)產(chǎn)品品種較多，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)模擬用：2010-11-15鑄造過(guò)程計(jì)算機(jī)模擬的研究；2原方茶及模擬結(jié)果2.1原方案工藝設(shè)計(jì)根據(jù)盤(pán)類(lèi)零件以及消失模鑄造特點(diǎn)，將直澆道設(shè)在轉(zhuǎn)盤(pán)類(lèi)件軸線位置，采用底注式澆注系統(tǒng)，金屬液從4個(gè)內(nèi)澆道同時(shí)流入鑄件，金屬液易于充滿鑄型，同時(shí)設(shè)15個(gè)冒口，冒口直徑約100mm，鑄造工藝如所示。
2.2模擬計(jì)算結(jié)果的分析討論鑄件凝固模擬的結(jié)果如所示。從可以看出，由于連接筋板最先凝固，中間小圓環(huán)被斷開(kāi)后金屬液難以補(bǔ)縮。可以預(yù)測(cè)，在最后凝固的中間小圓環(huán)部位可能產(chǎn)生縮孔、縮松等缺陷，因而，需對(duì)原鑄造工藝進(jìn)行改進(jìn)。
3改進(jìn)工藝方案及模擬結(jié)果3.1工藝改進(jìn)由于原方案工藝中鑄件中間部位易產(chǎn)生缺陷，分析模擬結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，從連接筋板注入中間小圓環(huán)的鐵液，由于連接筋板先凝固，導(dǎo)致該區(qū)域補(bǔ)縮通道消失而產(chǎn)生縮孔、縮松缺陷。因此，在改進(jìn)方案中僅可以在此部位增加冷鐵，冷鐵形狀如（b）所示，冷鐵位置如（a）所示。在圓環(huán)上端面以及在小圓環(huán)板中凸臺(tái)孔位置置入冷鐵，促使鑄件實(shí)現(xiàn)由筋板到冒口的順序凝固，而其它工藝不變。
3.2凝固結(jié)果分析鑄件凝固模擬的結(jié)果如所示。從中可以看出，鑄件中心部分最先凝固，然后是連接筋板，而外圓筒最后凝固。由于增加了冒口補(bǔ)縮作用，在最（a）冷鐵位置（b）冷鐵形狀改進(jìn)的工藝方案閣5改進(jìn)方案的凝閡過(guò)程模擬結(jié)果后凝固的部位產(chǎn)生縮孔、縮松等的可能性大大降低，而中間小圓環(huán)的縮松消失。通過(guò)模擬，在少許改變?cè)に嚪桨富A(chǔ)上，僅增加冷鐵，就可對(duì)原工藝方案進(jìn)行優(yōu)化，并滿足其技術(shù)要求。
固相率（> 4結(jié)論依據(jù)盤(pán)類(lèi)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求，擬定出鑄造工藝方案。
利用ViewCast軟件對(duì)原方案的充型和凝固過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，獲得了盤(pán)類(lèi)件鑄造過(guò)程中不同時(shí)刻的溫度場(chǎng)分布圖，預(yù)測(cè)出潛在的缺陷，即縮孔和縮松位置。
通過(guò)增加冷鐵制定出改進(jìn)方案，數(shù)值模擬表明改進(jìn)方案可有效地避免上述缺陷，優(yōu)化鑄造工藝。
