摘 要：本文簡介了用PROCAST軟件對轉k4搖枕進行了的溫度場的模擬，驗證工藝方案及工藝參數(shù)的正確性，同時通過實物試驗驗證軟件的模擬結果。
摘 要：本文簡介了用PROCAST軟件對轉k4搖枕進行了的溫度場的模擬，驗證工藝方案及工藝數(shù)的正確性，同時通過實物試驗驗證軟件的模擬結果。
關鍵詞： PROCAST；轉K4搖枕；工藝設計
1、前言
從流程可以看出在前期工藝設計時如果工藝參數(shù)不合理，在后續(xù)試驗時將從工藝調(diào)整到樣件試制，反復多次才能完成新產(chǎn)品的試驗過程，特點是試驗周期、試驗成本高。
從流程可以看出在工藝設計完成后能采用仿真軟件進行模擬計算，根據(jù)模擬結果進行工藝優(yōu)化，當工藝驗證合格后再進行模型制作和實物試驗，特點是仿真模擬極大地縮短試驗周期、降低了試驗成本。為了提高我廠的新產(chǎn)品的開發(fā)能力，購買了PROCAST鑄造仿真軟件，該軟件與同行軟件相比具有模擬結果精度高，不但能進行溫度場模擬還能進行應力場模擬，邊界條件設置方便、靈活等優(yōu)點。
2、轉k4搖枕模擬計算仿真
2．1 轉k4搖枕的結構特點
轉k4搖枕是箱式結構，輪廓尺寸為2426mm×440mm×280mm，A部位最厚處為45mm,底部壁厚平均為30mm，而與底部及心盤面相連的筋板壁厚為16mm，鑄件的壁厚不均勻，特別過渡區(qū)域壁厚相差大，易出現(xiàn)裂紋缺陷。同時在A部位的中間處有一隔斷：196mm×120mm×88mm，是鑄件最厚的部位，也是熱節(jié)產(chǎn)生區(qū)域。
2．2 工藝方案的確定
分型面取在端部中間，一箱一件，過橋澆注， 由于旁承盒內(nèi)位于A部位有上邊，同時中間有隔斷，是熱節(jié)區(qū)，易產(chǎn)生縮松,故采用發(fā)熱冒口；心盤面處是鋼水最后充滿的區(qū)域,同時心盤面和立筋的交接處易產(chǎn)生缺陷，故設一個明冒口,便于消除缺陷和使型腔內(nèi)的氣體排出。
2．3 搖枕建模及表面網(wǎng)格劃分
PROCAST軟件建模功能弱，為此我們選用I-DEAS軟件進行建模，該軟件特點入門快、曲面功能強，網(wǎng)格劃分效率高。
2．4 搖枕的體網(wǎng)格劃分
用MESHCAST模塊對搖枕進行體網(wǎng)格劃分，該模塊同時具有單元檢查和優(yōu)化功能。
2．5 熱物性參數(shù)、邊界條件、運行參數(shù)的設置
根據(jù)實際情況，鑄件與砂型的交換系數(shù)取為800w/m2k,砂型與大氣的交換系數(shù)取為200w/m2k，澆口頂端與大氣的交換系數(shù)取為600w/m2k。澆注速度取為20mm/s。
2．6 模擬計算結果
采用鑄造模擬軟件procast對搖枕的鑄造工藝進行模擬計算，以驗證工藝的合理性及提供易產(chǎn)生鑄造缺陷位置,同時對A部位上部分別放置不同的保溫冒口(普通保溫冒口和發(fā)熱冒口)的工藝進行了比較。圖三是采取不同工藝后的凝固模擬結果，由圖三看出A部位的中間隔斷最易出現(xiàn)縮松、縮孔現(xiàn)象，采用普通保溫冒口在中間部位出現(xiàn)縮松缺陷，而用發(fā)熱冒口時，冒口中的鋼水最后凝固，A部位區(qū)域的縮松的趨勢減弱。證明采用發(fā)熱冒口的工藝可行。整個鑄件的底部壁厚較厚，內(nèi)腔部份凝固較晚，產(chǎn)生熱裂的趨勢要大于其它部位，因此在轉角處設置防裂筋的工藝是合理的。
3、試驗結果
采用優(yōu)化后的工藝澆注了4爐搖枕，對其中兩件進行了解剖，從解剖位置看A、B、C部位未發(fā)現(xiàn)縮松缺陷，組織致密符合要求，證明工藝是可行的。
4、結束語
1． 搖枕的溫度場模擬接近于實際生產(chǎn)狀況，對工藝設計有一定的指導意義。
2． 模擬結果是否接近現(xiàn)實與熱物性參數(shù)、邊界條件、運行參數(shù)的設置有密切的關系。
3． 通過采用procast 軟件對鑄件進行凝固模擬計算，減少了試驗周期，從而降低了試驗成本。
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