F型機車牽引梁鑄造過程數(shù)值模擬及工藝優(yōu)化.pdf

1、F型機車牽引梁是無中梁罐車牽枕結(jié)構(gòu)的重要傳力部件，主要承受列車的縱向沖擊載荷，產(chǎn)品質(zhì)量要求很高。牽引梁的鑄造質(zhì)量直接關(guān)系到列車的運行安全，因而要求組織致密，不允許有縮孔、縮松和裂紋等缺陷。
　　 根據(jù)原牽引梁鑄造工藝進行試制，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)3處不符合產(chǎn)品要求。分析試制結(jié)果，原鑄造工藝主要存在兩個問題：一是冒口的補縮距離不足，存在孤立液相區(qū)；二是冷鐵放置過少，導(dǎo)致各部分冷卻速度不同。因此，對原工藝方案進行優(yōu)化，即：增加冒口、冷鐵和補襯

2、(貼)。通過數(shù)值模擬，金屬液充型平穩(wěn)、完整，凝固過程合理，縮孔、縮松傾向明顯減少，模擬結(jié)果表明該方案可行。
　　 采用正交實驗法對牽引梁鑄造工藝參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計，研究了澆注溫度、澆注速度和鑄型溫度等參數(shù)對鑄件質(zhì)量的影響，并確定了最佳工藝參數(shù)，即：澆注溫度1585℃、澆注速度200cm/s、鑄型溫度25℃。通過模擬實驗，得出以下結(jié)論：(1)隨著澆注溫度的升高，鑄件研究部位的縮孔、縮松傾向逐漸減少。(2)隨著澆注速度的增大，鑄件研究

3、部位的縮孔、縮松傾向稍有增加。(3)隨著鑄型溫度的升高，鑄件研究部位的縮孔、縮松傾向稍有增加。
　　 在獲得最佳工藝參數(shù)后，應(yīng)用ProCAST軟件對牽引梁充型和凝固過程中的流場、溫度場和應(yīng)力場進行分析，對縮孔、縮松和熱裂等缺陷進行預(yù)測，為牽引梁的生產(chǎn)提供更科學(xué)依據(jù)。
　　 最后通過生產(chǎn)驗證，檢測結(jié)果表明：模擬結(jié)果與實際生產(chǎn)相吻合，解決了生產(chǎn)中的實際難題。本課題通過數(shù)值模擬，提高了工藝的準(zhǔn)確性、縮短開發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本、