Пример технологического анализа отливки “Корпус электродвигателя” в программе SolidCast.

Исходные данные:
Моделируемая технология: литье в песчано-глинистую форму.
Отливка: корпус электродвигателя.
Материал отливки: СЧ-15.
Температура заливки металла: 1420°С.
Температура формы: 25°С.
Время заполнения формы: 35 сек.
 

Содержание работы

От предприятия был получен заказ на пробный анализ отливки “Корпус электродвигателя”. Целью работы являлся анализ предложенной технологии изготовления отливки согласно технического задания, предоставленного заказчиком. Моделирование кристаллизации отливки проводили в программе SOLIDCast, заливки формы сплавом – в гидродинамическом модуле FLOWCast.

Геометрия отливки с литниково-питающей системой.

Первый этап – анализ заливки формы в гидродинамическом модуле FLOWCast. Порядок заполнения можно проследить по следующим рисункам.

По шкале справа от отливки можно проследить температуру металла, а так же определить процент заполнения формы и продолжительность заливки.

Рис. 1. Заполнение полости формы (заполнено 16,37%)

Как видно гидростатического напора литниковой системы не хватает для полного заполнения шлакоуловителя. В результате заполнение полости формы проходит лишь через два питателя.

Рис. 2. Заполнение полости формы (заполнено 36,46%)

В момент, когда уровень сплава в форме достигает питателей, шлакоуловитель полностью заполняется расплавом и заполнение в дальнейшем проходит через все пять питателей (см. рис. 3).

Рис. 3. Заполнение полости формы (заполнено 56,23%)

Рис. 4. Заполнение полости формы (заполнено 81,68%)

Рис. 5. Заполнение полости формы (заполнено 100%)

 В целом заполнение формы происходит достаточно плавно. Как и ожидалось, наиболее холодая часть отливки удалена от литниковой системы. Наиболее интенсивно охлаждаются ребра отливки, к которым не прилегают питатели.

Второй этап – моделирование кристаллизации расплава в полости формы при помощи решателя SOLIDCast. Проследим порядок кристаллизации отливки “Корпус электродвигателя” (рис. 6 – 9).

Рис. 6. 0,71 % твердой фракции	Рис. 7. 11,06% твердой фракции
Рис. 8. 36,81% твердой фракции	Рис. 9. 92,14% твердой фракции

 Как видно из рис. 6 – 9 кристаллизация отливки проходит от верхнего и нижнего края к середине.

Третий этап – определим места образования усадочных дефектов. На рис. 13 - 14 изображены места возникновения видимых усадочных дефектов (усадочных раковин). Желтым цветом выделены участки с плотностью материла ниже 70 %. Как видно из рисунка усадочные дефекты образуются в верхней кромке станины со стороны наибольшего перегрева.

Рис. 10. Распределение усадочных раковин	Рис. 11. Распределение усадочных раковин

Распределение усадочной пористости представлено на рис. 12 - 13. Желтым цветом выделены участки с плотностью материала ниже 100 %.

Рис. 12. Распределение усадочной пористости	Рис. 13. Распределение усадочной пористости

В данном случае помимо верхней кромки усадочная пористость образуется в бобышках отливки и в основании опор корпуса.

Временные затраты на компьютерное моделирование литейного процесса.

Электронная модель подготовлена в среде SolidWorks 2007.
Время подготовки электронной модели отливки и литниково-питающей системы – 4 часа.
Моделирование литейных процессов произведено в программном комплексе SOLIDCast.
Время на подготовку входных данных, настройка программы – 0,5 часов.
Время расчета – 2,5 часа, при расчете на ПК следующей конфигурации: Р-IV 1,5 MHz, 1 Gb ОЗУ.