复杂异型铸件的消失模—砂型复合铸造工艺研究

论文摘要

在目前我国众多的铸造企业中,应用最为广泛的是砂型铸造。消失模铸造作为新兴的铸造方法也由于其鲜明的优点被越来越多的铸造企业采用。砂型铸造和消失模铸造都有着各自鲜明的工艺特点,同时也存在着各自的缺陷。比如当生产小批量、形状复杂,质量较大的铸件时两种铸造工艺都存在着不同程度的困难。如何利用传统砂型铸造与消失模铸造复合工艺,扬长避短,解决生产形状复杂铸件所遇到的问题是本课题的研究重点。本文探讨了消失模-砂型复合铸造工艺在建筑用铸钢节点以及脱硫泵叶轮两个典型铸件上的应用。关于铸钢节点方面,首先基于建筑图纸,利用UG软件完成了铸钢节点的三维设计,然后利用有限元软件对铸钢节点进行静力学分析,得出相贯节点的结构不合理之处,即在管管相交处易产生严重的应力集中情况,严重影响节点的使用性能。通过对节点进行深化设计,添加圆角以及填充区域后,各个节点的受力情况得到明显改善,大大提高了节点的承载能力。对铸钢节点消失模-砂型复合造型工艺进行了探讨,确定了消失模泡沫的制作技巧,最后利用华铸CAE软件对浇注系统进行了优化,成功浇注出了合格的铸钢节点。该复合工艺,既利用了消失模高自由度的设计,解决了节点空间结构复杂不易取模的难题,又避免了完全利用消失模铸造表面增碳的缺陷,降低了铸件成本,提高了生产效率。针对脱硫泵叶轮生产原有工艺存在的缺陷,提出了消失模-砂型复合铸造工艺,解决了原有工艺无法获得整体砂芯而引发的铸件精度低、工人劳动强度高以及生产周期长等问题。完成了与新工艺相配套的整体砂芯芯盒以及消失模叶片发泡模具的设计与制造,经实际使用,获得的合格铸件质量尤其是平衡性较旧工艺有较大提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源、目的、意义
• 1.2 砂型铸造及其国内外发展状况
• 1.3 消失模铸造及其国内外研究现状
• 1.4 本课题研究的内容
• 2 建筑用铸钢节点优化设计
• 2.1 建筑用铸钢节点介绍
• 2.2 大运中心体育场铸钢节点位置的确定
• 2.3 基于UG 的铸钢节点设计
• 2.4 基于有限元分析的铸钢节结构深化设计
• 2.5 本章小结
• 3 建筑用铸钢节点生产工艺优化
• 3.1 基于消失模铸造与砂型铸造复合工艺的生产工艺优化
• 3.2 基于华铸CAE 的铸钢节点铸造工艺优化
• 3.3 本章小结
• 4 脱硫泵叶轮复合铸造工艺
• 4.1 脱硫泵叶轮简介
• 4.2 叶轮原始铸造工艺及存在的缺陷
• 4.3 叶轮铸造工艺的改进
• 4.4 芯盒设计
• 4.5 消失模叶片及其发泡模具的设计
• 4.6 叶轮的铸造
• 4.7 叶轮平衡性测试
• 4.8 本章小结
• 5 全文总结
• 致谢
• 参考文献