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消失模铸件模样分片库的建立与数值模拟研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 消失模铸造

1.2 消失模铸造的发展

1.2.1 消失模铸造在国外的发展

1.2.2 消失模铸造在国内的发展

1.3 消失模铸造工艺

1.4 消失模铸造数值模拟

1.5 本文的研究意义及主要研究内容

第2章 消失模模样分片与充型理论

2.1 消失模模样的重要性

2.2 消失模模样原料选择

2.3 消失模模样分片

2.3.1 消失模模样分片理论

2.3.2 消失模模样分片实例

2.4 底座模样的制作

2.5 消失模铸造充型理论

2.5.1 消失模铸造的基本理论

2.5.2 充型过程的影响因素

2.5.3 数值模拟理论

2.5.4 SOLA-VOF方法

2.6 本章小结

第3章 模样分片库的建立

3.1 数据库系统概述

3.2 模样分片库的分析

3.3 模样分片库功能的实现

3.4 系统运行

3.5 本章小结

第4章 底座消失模铸件的数值模拟

4.1 底座模型的建立

4.2 数值模拟的前处理

4.2.1 网格划分

4.2.2 材料的设定

4.2.3 界面条件设置

4.2.4 边界条件设置

4.2.5 运行参数设置

4.3 模拟结果分析

4.3.1 底座的充型模拟过程

4.3.2 底座的凝固模拟过程

4.4 底座的实际生产

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

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摘要

消失模铸造与砂型铸造工艺不同,因为消失模铸造在浇注时有模样的存在,模样质量的好坏不仅会影响到铸件的外形结构尺寸,对铸件内部质量也有很大的影响。对于消失模模样首先应考虑的是整体成型,复杂的泡沫模样若是不能整体成型,就需要进行分片处理,分片是否合理,直接影响模样制作效率和质量。消失模铸造在浇注时,高温金属液使泡沫模样在砂型内部发生软化、熔融、气化、燃烧等一系列的物理化学反应并产生大量的气体,使得金属液的填充过程与凝固过程比砂型铸造更为复杂,铸件产生缺陷的可能性加大,阻碍了消失模的发展。采用数值模拟技术,可以通过模拟金属液的充型与凝固过程,预测缺陷的产生,对工艺方案进行改进,最终获得最优方案。
  通过VFP6.0建立了模样分片数据管理系统,在模样分片数据库中,主要是存储大量的模样分片事例,这些事例是在工厂收集的生产实例,用Pro/E三维建模,输出图片,然后以图片形式存储到数据库中,为模样分片的工程师提供参考,对工厂生产过的零件进行资料整理。数据库设计的基本要求是为用户提供一个参考依据,并且可以把自己的成功事例存储到里面,并可以长时间保存这些数据。
  本文借助于Pro/E三维软件,对底座消失模零件进行了实体造型,用ProCAST数值模拟软件对底座的充型过程、凝固过程进行模拟,通过模拟可以看到金属液的充填过程平稳,出现的缩孔缩松缺陷集中在冒口的位置,可以确定该方案合理,实际生产得到的铸件符合使用要求,验证了数值模拟的可靠性。

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