汽轮机阀体铸造工艺优化

论文摘要

铸造业作为制造加工业的重要组成部分,在国民经济的发展中扮演着重要角色,起着举足轻重的作用,直接体现一个国家的工业发展水平。随着市场经济的飞速发展,各行业对铸件质量要求越来越高、生产周期不断压缩,铸造企业面临着日益激烈的竞争和严峻的挑战。铸造工艺设计过程本身十分复杂,影响铸件质量的因素又很多,完全依靠工程技术人员的生产经验和传统的工艺设计模式设计铸造工艺,不能够提前判断、分析出工艺中的优缺点,靠生产实际来验证,浪费大量的人力、物力、财力且不能够保证铸件质量和生产周期。因此铸造企业必须变更传统的生产方式,引进新技术、新方法。铸造CAE技术利用计算机三维建模、通过数值模拟计算,对铸件的浇注、凝固过程进行全方位模拟分析,最终可视化地显示出铸造全过程以及缺陷形成过程,从而分析出铸造工艺设计中的缺陷,有针对性地制定相应的工艺方案,确保铸造工艺的可行性和铸件质量、从而缩短产品开发周期、降低实际生产成本,对提高铸造企业的生产水平和竞争力具有重要的现实意义。本文利用Solidworks软件作为三维造型软件,利用华铸CAE模拟分析软件对汽轮机阀体原有铸造工艺进行模拟,对铸件充型、凝固过程进行数值模拟分析,直观、准确地反映了铸件充型、凝固过程的实际状况,预测了可能产生的铸造缺陷及产生缺陷的部位、原因并与实际生产过程中的缺陷进行了比对分析。研究结果表明在靠近铸件热节及最后凝固的部位加大补缩通道,使其在凝固过程中能得到有效的钢液补缩,从而达到消除和控制缺陷的目的。经过模拟优化后的阀体铸钢件经过实际生产检验,铸件能够达到技术质量要求,大大降低了生产成本和生产周期,这证明利用数值模拟技术对铸造工艺进行指导优化是有效和可行的。将铸造CAE技术应用在铸造工艺设计过程中,能够快速、准确、低成本地研究铸造生产全过程,提前判断出铸造工艺设计中的缺陷,及时优化工艺,从而提高铸件质量、降低铸件生产成本、缩短铸件生产周期。采用这项技术对于彻底改变铸造工艺方案制订中的盲目性、确保铸件质量、提高铸造生产效率乃至推动铸造技术的发展进步具有举足轻重的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的意义
• 1.2 铸造CAE技术发展概况
• 1.2.1 国外发展状况
• 1.2.2 国内发展概况
• 1.2.3 铸造CAE技术发展趋势
• 1.2.4 铸造CAE技术应用现状
• 1.3 本文主要研究的内容
• 1.4 研究技术路线
• 第二章 汽轮机阀体工艺设计
• 2.1 汽轮机阀体简介
• 2.1.1 汽轮机简介
• 2.1.2 阀体介绍
• 2.2 汽轮机阀体铸造工艺设计
• 2.2.1 阀体重量计算和加工量确定
• 2.2.2 冒口系统设计
• 2.2.3 浇注系统设计
• 2.3 实际生产状况
• 2.4 结论
• 第三章 基于华铸CAE系统原工艺分析
• 3.1 软件简单介绍
• 3.2 阀体原工艺模拟计算
• 3.2.1 STL文件输出
• 3.2.2 新建工程
• 3.2.3 前置处理
• 3.2.4 计算分析
• 3.2.5 后置处理
• 3.3 小结
• 第四章 阀体铸造工艺优化及模拟
• 4.1 工艺优化的必要性
• 4.2 工艺优化
• 4.3 实际生产验证
• 4.4 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间所发表的学术论文
• 附表
• 详细摘要