V法铸造松土器支架工艺实践与结构设计优化

摘要

近十年来，V法铸造工艺在国内被广泛应用。与日本、美国等国家一样，我国V法主要用于生产铸钢件，其铸件尺寸精度高，表面粗糙度低。但由于铸钢件合金成分不佳，冷却速度慢，结构不合理，从而阻碍了性能与生产效率的提升。
　　国内大型工程机械，如：挖掘机挖斗和松土器支架，大多数采用钢板焊接而成，本课题基于华中科技大学与宜昌万鑫铸锻有限公司的合作项目，首次采用V法铸造工艺对松土器支架进行整体铸造并批量生产，期间深入现场实践，跟踪产品生产，开展对V法铸造工艺效率提升与铸件结构优化的研究。
　　铸钢件的生产要点之一，要保证铸钢合金成分的配比协调；为此笔者前往武汉钢铁（集团）研究总院对合金钢的成分及熔炼进行深入学习，针对挖斗和松土器支架特定的工况制定合理的成分配比。接着对松土器支架的V法铸造工艺进行设计与分析，并采用华铸CAE进行凝固模拟，结合模拟结果与实际生产要求对产生的缩孔、缩松及粘砂等缺陷提出应对措施；确定模具制作及铸件的工艺生产方案，最终生产出尺寸精度高，表面粗糙度低的铸件。
　　本文最后对松土器支架的结构作了进一步优化，并利用ANSYS有限元进行静态结构力学仿真模拟与分析，结合实际使用对产品结构提出了更优的设计方案，为后期生产出性能更好铸件奠定基础。

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1 绪 论

1.1 课题来源、目的和意义

1.2 课题国内外发展现状

1.3 课题研究的主要目标和内容

2V法铸钢件合金成分配比与性能检测

2.1 铸钢的种类、性质及应用

2.2 V法铸钢的种类选定与成分配比

2.3 V法铸钢的性能检测

2.4 本章小结

3 松土器支架的V法铸造工艺设计与实践

3.1 引言

3.2 松土器支架的V法铸造工艺设计

3.3 松土器支架铸造工艺模拟与优化

3.4 松土器支架V法铸造工艺实践

3.5 V法铸造松土器支架存在的问题及措施

3.6 本章小结

4 松土器支架的结构设计与优化

4.1 引言

4.2 松土器支架基于ANSYS Workbench结构模拟分析

4.3 松土器支架结构优化与设计

4.4 本章小结

5 全文总结与研究展望

5.1 全文总结

5.2研究展望

致谢

参考文献

附录Ⅰ 攻读硕士学位期间发表的论文

附录Ⅱ 制动鼓基于Workbench模拟的实例论证