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本文主要研究内容是大型机床铸造过程的数值模拟仿真及工艺优化。计算机数值模拟作为新兴产业已经越来越多的被铸造企业接受并应用,一般企业主要针对中小铸件进行模拟仿真,但对于大型机床铸件的数值模拟经验极少,大型机床铸造过程的数值模拟仿真及工艺优化对于凭经验浇注为主的大型铸件铸造具有科学理论指导意义。 本文利用Anycast ing数值仿真模拟软件,针对大型机床床身铸造充型和凝固过程进行数值模拟研究。首先,数值模拟基础是床身的三维实体造型,设计出造型后,将造型导入Anycast ing软件中,利用软件的网格划分功能对床身进行有限差分网格的划分,完成铸造分析模型。然后确定铸造工艺参数,进行浇注试验,对铸件充型、凝固过程进行数据模拟和研究,分析充型及凝固过程流场和温度场变化,并对缺陷进行预测和分析。其次,采用单因素多水平实验法对浇注温度、流速、冷铁和涂料对铸件质量的影响进行了研究,通过实验对比得出了合理的工艺参数,即注温度定位1400℃,流速定为180cm/s。涂料和冷铁对大型机床床身铸造成型过程影响较大,对于大型机床铸件,冷铁影响铸件的凝固顺序,型腔和型芯整体添加涂料会增加铸件缩松缩孔缺陷发生概率,实际生产中可根据需求在型腔或型芯局部添加涂料。最后,对优化后的工艺进行了数值模拟仿真。 通过生产验证,模拟结果与实际生产相吻合,解决了生产中的难题。本课题通过数值模拟,提高了工艺的准确性、缩短了开发周期、降低了生产成本、增强了企业竞争力,对提高企业的经济效益有现实意义。