TOP160球墨鑄鐵軸承底座結構改進及鑄造過程數(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。軸承座的結構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，因此軸承座設計和制造時不僅要考慮到結構合理性問題，同時要重視鑄造毛坯質(zhì)量。計算機CAD/CAE技術的發(fā)展為零件結構設計以及鑄造數(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計的基礎上快速實現(xiàn)結構優(yōu)化設計和合理性分析，并在短時間內(nèi)借

2、助計算機實現(xiàn)鑄造過程和結果的可視化，在未實際澆注前預知鑄件質(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構改進和通過鑄造過程數(shù)值模擬來控制其鑄件質(zhì)量。在對原結構軸承座進行結構分析和鑄造模擬分析的基礎上，運用SolidWorks軟件對軸承底座進行結構改進的工作，并利用Solid

3、WorksSimulation對結構改進后的軸承底座進行力學分析與驗證，得到結構改進后的軸承底座符合力學、設計和使用要求，也達到了壁厚均勻化、結構合理化和鑄件輕量化的改進目的。
　　 結合原軸承底座鑄造生產(chǎn)工藝，設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果，了解充型和凝固過程，利用溫度場、流場和固相率分布結合常用的鑄造缺陷判據(jù)對鑄造缺陷進行了預測。通過對實際澆注鑄件進行解剖分析，模擬

4、結果與實際生產(chǎn)結果大致是相符合的。針對改進后的軸承底座根據(jù)原工藝方案設計的澆注工藝模擬結果出現(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果表明對于結構改進后軸承底座，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構改進后的軸承底座及相應的鑄造工藝理論方案。
　　 通過鑄造過程的數(shù)值模擬及結果分析，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