二十世紀七十年代以來,近凈成形技術在鑄造領域發(fā)展迅猛,各類特種鑄造技術的發(fā)明和應用提高了鑄件的成形質(zhì)量及尺寸精度。然而,鑄件線收縮率作為鑄造生產(chǎn)中尺寸控制的重要一環(huán)卻極少被人研究,甚至現(xiàn)在大多企業(yè)的生產(chǎn)制造中對鑄件線收縮率的賦值還停留在利用縮尺對鑄件進行賦值。這種傳統(tǒng)的設計方案需要大量的試制才能獲取較為精準的鑄件線收縮率,且該種設計方案不具一般性,不同的鑄件結構需要重復試制。針對上述實際情況,本文通過ANSYS模擬軟件,模擬不同結構鑄件的線收縮行為,發(fā)現(xiàn)鑄件的收縮過程中存在著明顯的向心行為;并進一步對比外接圓圓心、最大內(nèi)接圓圓心和幾何質(zhì)心三種收縮中心假設,結合工程實際確定了收縮中心表征節(jié)點即鑄件幾何質(zhì)心;再基于收縮中心對復雜鑄件結構進行劃分,設計了基于局部包絡密度的鑄件線收縮率賦值方案并將其與傳統(tǒng)經(jīng)驗鑄件線收縮率賦值方案和整體包絡密度鑄件線收縮率賦值方案進行對比,發(fā)現(xiàn)該設計方案具有較好的收縮尺寸控制精度,在選用ZL205A鋁合金材料進行砂型澆注時可以獲得整體公差為CT4的合金鑄件。本文探究了鑄件壁厚、幾何對稱性及冷卻速率對鑄件收縮中心位置的影響,通過單一變量控制研究,選取壁厚由50mm...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
    1.2 鑄件近凈成形研究現(xiàn)狀
        1.2.1 壓力鑄造
        1.2.2 擠壓鑄造
        1.2.3 消失模鑄造
        1.2.4 半固態(tài)成形技術
        1.2.5 熔模鑄造
    1.3 鑄件收縮尺寸精度控制研究現(xiàn)狀
        1.3.1 經(jīng)驗縮尺控制
        1.3.2 基于包絡密度控制
        1.3.3 收縮模擬控制
    1.4 存在的問題及本文主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料及方法
    2.1 實驗材料及模型
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗模型
    2.2 模擬過程及條件設定
        2.2.1 材料參數(shù)設置
        2.2.2 模型網(wǎng)格劃分
        2.2.3 初始條件與邊界條件設定
        2.2.4 模擬計算求解
    2.3 研究方案設計
        2.3.1 鑄件收縮中心探究方案
        2.3.2 基于局部包絡密度收縮尺寸控制精度研究方案
        2.3.3 基于局部包絡密賦值法實際生產(chǎn)應用研究方案
    2.4 分析評定方法
        2.4.1 鑄件結構收縮中心表征及評定方法
        2.4.2 鑄件收縮尺寸控制效果表征及評定方法
第3章 ZL205A合金鑄件收縮特征
    3.1 引言
    3.2 凝固過程鑄件收縮行為
        3.2.1 鑄件自由收縮行為
        3.2.2 鑄件受阻收縮行為
    3.3 凝固過程鑄件收縮中心確定
        3.3.1 實體結構鑄件收縮中心
        3.3.2 框體結構鑄件收縮中心
        3.3.3 槽體結構鑄件收縮中心
    3.4 凝固過程鑄件收縮中心的影響因素
        3.4.1 壁厚對鑄件收縮中心的影響
        3.4.2 幾何對稱性對鑄件收縮中心的影響
        3.4.3 冷卻速率對鑄件收縮中心的影響
    3.5 本章小結
第4章 基于局部包絡密度收縮尺寸精確控制
    4.1 引言
    4.2 包絡密度與鑄件線收縮率
    4.3 鑄件線收縮率賦值對收縮尺寸的精度控制
        4.3.1 傳統(tǒng)經(jīng)驗賦值
        4.3.2 整體包絡密度賦值
        4.3.3 局部包絡密度賦值
    4.4 鑄件結構劃分對局部包絡密度賦值精度的影響
        4.4.1 收縮中心射線劃分
        4.4.2 收縮中心曲線劃分
        4.4.3 壁厚對稱中心劃分
    4.5 本章小結
第5章 局部包絡密度賦值實際應用
    5.1 引言
    5.2 實際鑄件局部包絡密度賦值設計
    5.3 實際生產(chǎn)方案與局部賦值法鑄件尺寸精度
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3844233