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MAGMA模擬軟件在搖臂殼體鑄件工藝優化中的應用

2018-03-09 10:13:33 中國鑄造網 點擊數:

鑄造工藝MAGMA模擬軟件在搖臂殼體鑄件工藝優化中的應用李海亮(太原重工鑄鍛分公司鑄鋼廠,山西太原030024)生缺陷的原因,然後優化工藝方案並再次凝固模擬,以便確定最終的鑄造工藝方案,同時用於鑄件的實際生產,有效地控製了縮孔的產生,大大提高了工藝收得率。

某搖臂殼體主要用於采煤機裝配部件的一個關鍵零件。該鑄件不但有鑄件致密性和氣密性要求,而且不允許有任何粘砂缺陷。搖臂殼體鑄件結構如,材料為ZG25Mn2,質量為11.2t,基本尺寸外形為3956mmx比較,確定了搖臂殼體鑄件生產的工藝方案。

1工藝方案設計鑄件采用重力鑄造,樹脂自硬砂造型,工藝圖如所示。

搖臂殼體工藝圖在鑄造過程中容易出現縮鬆、縮孔等缺陷,導致鑄件的致密度不高。如何消除縮鬆、縮孔等鑄造缺陷,改進表麵質量,提高鑄件的收得率是搖臂殼體生產麵臨的主要問題。

應用MAGMA模擬軟件,對設計的生產工藝方案進行了凝固模擬分析,並與實際出現的缺陷進行的工藝研究。

工藝方案采用11個小冒口,並適當的增加冒口增肉,增強補縮效果。采用兩層澆道,開放式澆注。

2凝固模擬分析2.1凝固模擬方案應用MAGMA模擬軟件,對該方案進行數值模擬分析。

工藝采用Solidwok軟件進行三維造型,應用MAGMA模擬軟件進行前處理、網格劃分、模擬參數的設定、模擬過程、後處理。

首先需要在Proect中新建一個文件名,在此文件名下進入Preprocessor,設計好模型後采用有限差分法對鑄件模型進行網格的劃分。網格劃分後的模型應盡量與實際模型相符,以確保在不同凝固時刻t下鑄件液相分布的模擬結果。可見,隨著凝固過程的推進,鑄件下部產生了2處明顯的孤立液相區,這些區域容易形成縮鬆,縮孔。鑄件出現縮鬆,縮孔無法滿足技術要求。

不同時刻的模擬結果工藝方案優化基於上述模擬結果,對工藝進行改進,適當的增加某些補貼的厚度,位置,並結合使用掛砂外冷鐵,加強底部冷卻,同時改變兩個冒口的位置和大小。

如所示,相比較原方案,改進方案的縮鬆,縮孔顯著減少,特別是鑄件本體中幾乎消除了縮鬆比例大於25°%的單元,適當的改變冒口的大小,提高了工藝收得率。該工藝改進措施對實際鑄件工藝設計有輔助作用。

b)實際生產的鑄件改進工藝後的模擬效果及實際生產的鑄件4結論利用MAGMA模擬軟件可預測鑄件缺陷位置,判定鑄造工藝方案的合理性和經濟性,有效地縮短了試生產周期,降低了生產成本。

結合模擬結果,分析缺陷產生的部位和原因,優化工藝方案並且通過凝固模擬進行驗證。最終的工藝方案應用到實際生產中,提高了工藝收得率,對實際鑄件工藝設計有很好的輔助作用。

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