采煤机齿轨铸件铸造工艺的模拟与创新设计

简介：
本研究聚焦于通过计算机仿真技术优化和革新采煤机齿轨铸件的制造工艺，旨在提升生产效率及产品质量。 针对采煤机齿轨在作业过程中常见的断裂、销孔破坏等问题，为了提高其铸件的力学性能并确保采煤工作的顺利进行，需要深入分析齿轨铸件的铸造过程，并寻找最优工艺方案。本段落以五节距齿轨为研究对象，利用ProCAST软件对其铸造过程进行了数值模拟。通过分析凝固过程和孤立液相区的结果，预测了缩松、缩孔等缺陷的位置。 采用TRIZ理论对产生这些缺陷的原因进行因果分析后，提出了一种创新的解决工具——物-场模型，并据此提出了倾斜浇注工艺方案：一种是将模样水平放置并造型，在浇注时使型腔与砂箱同步倾斜；另一种则是保持直浇道竖直状态。通过ProCAST软件对这两种方案进行了模拟仿真，结果显示缺陷得到了较大改善。 然而，第一种方案不利于开模造型，并增加了砂箱的高度；而第二种则可能因增加的冲刷作用导致夹砂问题。结合两种工艺的优点后，最终确定了优化后的倾斜浇注工艺：即在模样水平放置进行造型的同时，在浇注时使型腔与砂箱同步倾斜并保持直浇道竖直状态。 通过ProCAST软件对这一优化方案进行了模拟仿真，结果显示该方法能够确保齿轨铸件在凝固过程中维持递增的温度梯度，有效促进其性能提升。