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1、机械科学研究院沈阳铸造研究所硕士研究生毕业论文圆筒形镁合金铸件低压铸造工艺C A D摘要山于低压铸造具有充型平稳、顺序凝固和压力补缩的特点，是生产圆筒形镁合金铸件的理想工艺之一。浇注系统的殴计直接影响到铸件质量，生产大型铝镁合金铸件时常常应用缝隙式浇注系统。本课题研究了缝隙式浇注系统的参数设计规律，并以此结果建立了工艺参数设计数据库，开发了圆筒形镁合金铸件低压铸造工艺C A D 系统。本研究利用数值模拟技术和实际浇注实验研究了缝隙式浇注系统中缝隙宽度、缝隙长度、立简直径、缝隙形式和冷铁设置等因素对圆筒形镁合金铸件充型和凝固过群的影响。以A u t o C A D 2 0 0 4 为平台，利用A
2、 u t o C A D 二次丌发系统V B A 建立剧筒形镁合金铸件低压铸造工艺C A D 系统。通过D A O 数据接口技术实现了在C A D 系统中建立基于A c c e s s 的关系型工艺参数数据库。本C A D 系统采用参数化设训技术，使得系统可自动生成三维实体模型，提高了设计效率。选择某镁合金舱体铸件为例，应用本C A D 系统设计浇注系统，并对设计结果进行数值模拟验证和实际生产验证，结果表明本系统设计结果正确可行，可犬幅度提高工艺设计效率，增加设计准确性。天键词：镁合金铸件低压铸造铸造工艺缝隙式浇注系统计算机辅助设机械科学研究院沈阳铸造研究所硕士研究生毕业论文C A DS y
3、s t e mo fL o wP r e s s u r eC a s t i n gP r o c e s sf o rC y l i n d r i cM a g n e s i u mA l l o yC a s t i n gA B S T R A C TD u et os m o o t hm 0 1 df i l l i n g d i r e c t i o n a ls o l i d i f i c a t i o na n df e e d i n gu n d e rp r e s s u r e t h e1 0 wp r e s s u r ec a s t i n
4、gp r o c e s si so n eo fw e lls u it a b lem e t h o d st op r o d u c tt h ec y l i n d r i cm a g n e s i u ma l l o yc a s t i n g T h ed e s i g no ft h eg a t es y s t e mi so fp a r t i c u l a ri m p o r t a n c ei nc o n t r o l i n gt h eq u a l i t ya n dp e r f o r m a n c eo ft h ec a s
5、 t i n g s U s u a l l Y ，as l o tg a t i n gs y s t e mi su s e df o rt h em a g n e s i u ma 1 1 0 yc a sL i n gi nl o wp r e s s u r eg a t i n gp r o c e s s i nt h i sp a p e r ，t h ed e s i g nm e t h o d o l o g yo ft h es l o tg a t es y s t e mi si n v e s t i g a t e d ，t h ed a t a b a s
6、eo ft h ec a s t i n gp r o c e s si se s t a b l is h e d ，a n daC A Ds y s t e mo ft h e1 0 wp r e s s u r ec a s t i n gp r o c e s si sd e v e Io p e df o rt h ec y l i n d r i cm a g n e s i u ma 1 1 0 vc a s t i n g B a s e do nt h en u m e r i c a ls i m u l a t i o na n dr e a lc a s t i n g
7、e x p e r i m e n t ， h ei n f lu e n c eo ft h es l o tg a t es y s t e mo nt h ef i l l i n ga n ds o l id i f i c a t i o np r o c e s so f t h ec y l i n d r i cm a g n e s i u ma l l o yc a s t i n gi ss t u d i e d W i t ht h eV B A ( V i s u mB a s i cf o rA p p li c a t i o n ) t e c h n o l
8、 o g y ，t h eC A Ds y s t e mi sc o n s t r u c t e do nt h es e c o n d a r yd e v e l o p m e n tp l a t f o r mo ft h eA u t o C A D 2 0 0 4 Ap a r a m e t e ri n t e r r e l a t i n gA c c e s sd a t a b a s eb u i l ti nt h eC A Ds y s t e mi sr e a l i z e db yu s i n gD A O ( D a t aA c c e s
9、 sO b j o c t )d a t ai n t e r f a c e T h es y s t e mu t i l iz e st h ep a r a m e t e r i z e dt e c h n o 【o g y ，a3 - d i m e n s j o n a ls o l i dm o d e lc a nb ea u t o m a t i c a l l yg e n e r a t e db yt h es y s t e m ，a n dt h ed e s i g ne f f i c i e n c yi so b v i O U S l ye n h
10、 a n c e d 7 r h eC A Ds y s t e mb e e ni n i t i a l l ya p p i i e dt ot h eg a t i n gs y s t e md e s i g no f “ s o m em a g n e s i u ma l l o yc a s t i n g sf r o mt h em i s s i l ei n d u s t r y ，a n dt h ed e s i g nr e s u l t sw e r ea n a l y z e da n dv e r i f i e d w i t hn u m e
11、r i c a ls i m u l a t i o na n dr e a lc a s t i n gp r o d u c t i o n T h er e s u t ss h o wt h a tt h ep r e s e n tC A Ds y s t e mi ss a t is f a c t o r y ，a n d t h ed e s i g ne f f i c i e n c ya n dv a l i d i t yo ft h eg a t i n gs y s t e md e s i g na r ei m p r o v e d K E YW O R D
12、S ：m a g n e s i u ma l l o yc a s t i n g ：l o wp r e s s u r ec a s t i n g ：f o u n d r yt e c h n o l o g y ：s l o tg a t es y s t e m ：c o m p u t e ra jd e dd e s i g nl I独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得扭拯型兰婴塞瞳或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
13、与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名孓爵签字日期：瑚年6 月f j 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解扭越抖堂珏直瞳有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权扭越型堂盟究暄可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：1 爿导师签签字日期：嘶年6 月f 妇签字日期：年多月夕，同机械科学研究院沈阳铸造研究所硕士研究生毕业论文第一章绪论以重量
14、轻、比强度和比弹性模量高、可回收使用、铸件和加工件尺寸 精度高、铸造性能好为应用特点的镁合金铸件，已在汽车、电子、家电、 通信、仪表及航空航天领域获得广泛的应用“。一般，镁合金制品成形 分为变形( 轧制、挤压等) 和铸造两种方法。轧制成形工艺在国外的应 用还0 i 一卜分普遍，当前主要使用铸造成形工艺，其中压力铸造的方法应 用较为普遍，已大量应用于笔记本电脑壳体、手机壳体和自动控制阀的 细小部件等薄壁铸件。镁合金压铸件具有尺寸精度和表面粗糙度高、上 艺出品率高、生产成本低等优点，但是由于压铸合金材料、压铸设备及 压铸型的制造等因素制约，压铸工艺还无法用于大型镁合金铸件的生产。】1 镁合金铸件的
15、低压铸造工艺及其设计随着我国航空航天事业的发展，整体铸造大型非铁金属薄壁圆筒构件 臼益增多，此类铸件不仅要求铸件质量高，而且对铸件重量也提出严格 要求，采用镁合金铸件是满足这些要求的最好方法。镁合金的化学性质 十分活泼，高温下极易发生氧化燃烧，普通的重力铸造方法不能准确控 制镁合金液的充型速度，极易发生氧化夹杂，造成铸件缺陷。而且，镁 合金的密度小、比热小、热导率高，凝固时铸件冷却速度快，普通重力 铸造时易发生缩松缩孔等缺陷。 目前，国内外对大型圆筒形的镁合金铸件大多采用低压铸造和差压铸 造的生产工艺。低压铸造是一种成熟、可靠、广泛用于生产高致密度有 色金属铸件的特殊铸造方法。最早是由英国人E
16、 F L A K E 于1 9 1 0 年提f 并申请专利。该工艺是通过对熔池液面施加一般不大于0 1 M P a 的气压， 使金属液经升液管充填型腔。使液体金属的充型在外界压力的作用下强 迫流动，从而提高液体金属的充型能力，有利于形成轮廓清晰，表面光 洁的铸件。这对于大型薄壁铸件的成形更为有利。低压铸造技术是实现 铸件少余量、无余量加工，同时也是铸件精密化、薄壁化、轻量化和节 能化的重要措施。由于低压铸造采用底注充型，其上升速度容易控制， 液体金属充型比较平稳，避免金属液对型壁或型芯的冲刷，因而可减少 铸件产生夹杂缺陷的机会。并且，型腔内液流与气流方向一一致，从而减 少产生气孔的可能性。因为铸件内没有气泡，铸件町以用热处理方法大 幅度提高铸件材质的力学性能。因而低压铸造非常适合于生产高质最的第一章绪论轻金属复杂薄壁铸件。由于充型金属液的流动接近层流且易于控制，避 免了充型过程中合金液氧化和卷入气体，因而低压铸造被广泛地用于生 产高质量的轻金属复杂薄壁铸件，例如导弹舱体铸件、汽车保安件轮毂、 汽缸体、汽缸盖等吣“。低
