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

1、球墨鑄鐵軸承座作為帶式輸送機必不可少的一個關(guān)鍵單元，其質(zhì)量高低不僅影響自身的使用壽命，還會影響到輸送機運行過程中的安全性。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)計和制造時不僅要考慮到結(jié)構(gòu)合理性問題，同時要重視鑄造毛坯質(zhì)量。計算機CAD/CAE技術(shù)的發(fā)展為零件結(jié)構(gòu)設(shè)計以及鑄造數(shù)值模擬提供了強有力的手段，靈活運用多款軟件可以在完成零件設(shè)計的基礎(chǔ)上快速實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和合理性分析，并在短時間內(nèi)借

2、助計算機實現(xiàn)鑄造過程和結(jié)果的可視化，在未實際澆注前預(yù)知鑄件質(zhì)量和鑄造工藝合理性的驗證與分析。借助CAD/CAE技術(shù)可以實現(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。本文主要進行軸承底座的結(jié)構(gòu)改進和通過鑄造過程數(shù)值模擬來控制其鑄件質(zhì)量。在對原結(jié)構(gòu)軸承座進行結(jié)構(gòu)分析和鑄造模擬分析的基礎(chǔ)上，運用SolidWorks軟件對軸承底座進行結(jié)構(gòu)改進的工作，并利用Solid

3、WorksSimulation對結(jié)構(gòu)改進后的軸承底座進行力學(xué)分析與驗證，得到結(jié)構(gòu)改進后的軸承底座符合力學(xué)、設(shè)計和使用要求，也達到了壁厚均勻化、結(jié)構(gòu)合理化和鑄件輕量化的改進目的。
　　 結(jié)合原軸承底座鑄造生產(chǎn)工藝，設(shè)計新的澆注工藝方案，并利用ProCAST軟件進行鑄造過程的數(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)對鑄造缺陷進行了預(yù)測。通過對實際澆注鑄件進行解剖分析，模擬

4、結(jié)果與實際生產(chǎn)結(jié)果大致是相符合的。針對改進后的軸承底座根據(jù)原工藝方案設(shè)計的澆注工藝模擬結(jié)果出現(xiàn)壓邊澆冒口補縮不充分的問題，改進工藝方案后進行的模擬結(jié)果表明對于結(jié)構(gòu)改進后軸承底座，當壓邊澆冒口的壓邊窄縫到達150mm長、冒口高度為130mm時，壓邊澆冒口能實現(xiàn)對鑄件的完全補縮。本文成果是得到了結(jié)構(gòu)改進后的軸承底座及相應(yīng)的鑄造工藝理論方案。
　　 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)前將缺陷消除和驗證鑄造工藝的合