复杂腔体铸造性能直接影响着高铁列车制动系统的安全性。以复杂腔体为研究对象,采用Anycasting软件对普通冒口和保温冒口的复杂腔体铸造成形过程进行数值模拟,得到复杂腔体缩松和缩孔分布,并对无冷铁和有冷铁时复杂腔体铸件金相组织展开研究,对铸件工艺进行改进。研究结果表明,保温冒口和外冷铁有利于消除或避免复杂腔体铸件缺陷,综合考虑球化率和白口倾向的影响,外冷铁厚度以10 mm为宜。

围绕高档数控机床基础件的低应力制造问题,研究了残余应力的分布规律,提出从优化制造过程工艺参数出发的降低残余应力方法。明确了铸造、机加工是两个对残余应力的产生起主导作用的工艺环节,采用有限元法对某加工中心床身进行了残余应力分析,得出了该床身在铸造与机加工环节的残余应力大小及分布情况。据此优化铸造残余应力振动时效处理的工艺参数,并分析了铣削加工参数对残余应力的影响。分析结果对数控机床大型基础件的低应力制造提供理论依据,有效保证基础件精度和稳定性。

设计了发动机连体轴瓦铸件的铸造工艺,设计了三因素三水平正交试验,采用数值模拟和统计分析的方法,分析了发动机轴瓦充型过程、凝固过程,以铸件残余熔体模数为判据进行了缺陷预测,重点分析了浇铸温度、浇铸高度、冷铁布置位置的变化对铸件质量的影响,确定了优化的工艺参数组合。产品试制试验和X射线探伤检测显示铸件致密性良好,铸件质量可靠,工艺方案和工艺参数合理可行。