铸造模拟技术在消失模铸造工艺开发中的应用

张杰琼，吕乐华，许海铎

(第一拖拉机有限公司，河南洛阳 471004)

消失模铸造具有很多优点，如生产成本低、表面质量好、尺寸精度高、环境污染小等。但是消失模铸造工艺设计相比砂型铸造要困难，因为消失模铸造过程中负压的存在，使其充型、冷却过程和砂型铸造的差别很大。因此，浇注系统的设计思路和砂型铸造也存在很大的差别。借助计算机数值模拟技术对消失模铸造全过程进行模拟有助于技术人员判断工艺方案的优劣性，模拟结果通过3D可视化处理后，技术人员可直观的分析出工艺方案的充型、凝固特点，并以此做出判断进而优化工艺。如此，便可有目标的进行工艺实验，减少工艺实验的次数，缩短开发周期，降低开发成本。铸造数值模拟技术的出现使铸造由半经验、半理论走向了可视化、可控化的发展道路，是现代工艺设计发展的方向。

某型号拖拉机传动系前箱是一拖公司KW 线的主要产品之一，批量较大，其结构复杂、体积大、重量大、最小壁厚小，消失模铸造难度非常大。在铸造工艺设计过程中采用铸造模拟仿真系统对所设计的三种工艺方案分别进行模拟，综合分析各个方案的优劣性，通过工艺优化得到最优工艺方案。

1 产品介绍

该传动箱壳体是某型号拖拉机传动系的关键零部件，毛坯理论重量：265.1kg（密度按7.3×103kg/m3），最大外形尺寸分别为：816mm×530mm×578mm（如图1 所示），腔壁最小壁厚约为14mm（如图2 所示），最大壁厚约为50mm。

图1 传动箱三维模型

图2 最大壁厚和最……