QT700-3汽车左右框架铸造过程数值模拟及工艺优化

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1、分类号：学校代号：10150UDC：密级：学号：G2013004工程硕士学位论文QT700-3汽车左右框架铸造过程数值模拟及工艺优化NumericalSimulationandOptimizationofCastingProcessforQT700-3CarFrame学生姓名：王爽校内导师及职称：杨军副教授企业导师及职称：卜立杰高级工程师工程领域：材料工程研究方向：铸造技术与工程论文类型：工程应用申请学位：工程硕士论文答辩日期：2017年06月18日学位授予单位：大连交通大学摘要摘要本文所研究的对象为国外某大型农用拖拉机悬挂系统上的一个重要零件，该

2、铸件结构复杂、壁厚不均匀，属于受力安保件，在使用过程中承受较大的冲击载荷及摩擦磨损，要求具备良好的综合性能。本文对该件的铸造工艺进行设计和研究，并运用华铸CAE软件对其充型和凝固过程进行模拟计算，预测铸造过程中可能产生缺陷，以优化铸造工艺，消除缺陷，获得优质框架铸件。根据QT700-3左右框架（下文以框架代替）材质要求和结构特点，设计初始铸造工艺方案，利用模拟软件对充型和凝固过程进行模拟计算，分析其流场、温度场。模拟显示铸件冒口补缩部位和葫芦头部位可能出现较多缩松、缩孔缺陷。从冒口高度和直径两方面对初步工艺方案进行优化模拟，结果表明:冒口高度、直径

3、的增加并不能有效增加补缩，缩孔、缩松缺陷未能彻底消除。进而改变冒口颈截面尺寸进行工艺优化，冒口颈的凝固时间延长，补缩通道扩大，可提高冒口的补缩效果，基本上消除了缩松缺陷。之后通过进一步设置冷铁及出气孔消除缩孔、气孔缺陷。运用优化工艺方案对框架铸件工艺优化方案进行生产验证，结果表明：工艺优化后铸件缩松缩孔缺陷情况得到有效改善，成功解决了该球铁铸件的生产难题，提高了产品的生产效率和经济效益。关键词:框架铸件；球墨铸铁；铸造工艺；数值模拟；缩孔、缩松IAbstractAbstractTheobjectofthispaperisanimportantpar

4、tofalargeagriculturaltractorsuspensionsysteminforeigncountries.Thecastingstructureiscomplexandthewallthicknessisnotuniform.Itbelongstotheforcesafetypartsandbearthelargeimpactloadandfrictionandwearintheprocess.Haveagoodoverallperformance.Inthispaper,thecastingprocessofthisparti

5、sdesignedandresearched,andthefillingandsolidificationprocessofHuajingCAEsoftwareareusedtosimulatethecastingprocess.Thedefectsinthecastingprocessarepredictedtooptimizethecastingprocess,eliminatethedefectsandobtainthehighqualityframecastings.Accordingtothematerialrequirementands

6、tructureofQT700-3frame,theinitialcastingprocessschemeisdesigned.Thesimulationandcalculationofthefillingandsolidificationprocessarecarriedoutbysimulationsoftware.Theflowfieldandtemperaturefieldareanalyzed.Thesimulationshowsthatthepouringpartsofthecastingsandthepartsofthegourdma

7、yappearmoreshrinkageandshrinkagedefects.Theresultsshowthattheincreaseofriserheightanddiametercannoteffectivelyincreasetheshrinkage,shrinkageandshrinkagedefectscannotbecompletelyeliminated.Andthenchangethesizeoftherisernecksectiontooptimizetheprocess,theriserneckofthesolidifica

8、tiontimeisextended,fillingthechanneltoexpand,canimprovetheris