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圆锥破碎机轧臼壁砂型铸造工艺CAE模拟研究
摘要
本文通过使用计算机辅助工程（CAE）技术进行模拟，研究了圆锥破碎机轧臼壁砂型铸造工艺。该研究的目的是优化工艺流程，提高制造效率。本文首先介绍了砂型铸造的基本流程和圆锥破碎机轧臼壁的结构特点，然后阐述了CAE技术在模拟铸造过程中的基本原理和方法。接着，通过对不同铸造参数（如浇注温度、浇注速度、砂型温度等）的模拟分析，找出了最优方案。最后，通过对比模拟结果和实验数据，证明了该方案在提高产量和降低不良率方面具有很好的效果。
关键词：圆锥破碎机；轧臼壁；砂型铸造；CAE技术
引言
砂型铸造是一种常用的金属成型工艺，也是一种重要的制造方法。在这种铸造过程中，依靠模具制造出铸件的外形，然后通过将熔化的金属液体注入模具中，待铸件冷却后取出，最后清除模具准备下一次生产。然而，这种工艺存在着一些缺点，如生产周期长、制造精度难以保证等。考虑到这些因素，研究如何优化砂型铸造工艺，以提高制造效率和质量，显得非常必要。
圆锥破碎机是一种广泛应用于矿山和冶金行业的设备，它由一个锥形破碎头和一组圆弧形破碎壁组成。其中，轧臼壁是圆锥破碎机中的关键部件，它的结构特点决定了其在工作中所承担的重要作用。因此，对于轧臼壁的制造过程进行优化，也具有重要的意义。
本文旨在通过使用CAE技术，对圆锥破碎机轧臼壁的砂型铸造工艺进行优化，提高其生产效率和质量。
材料与方法
2.1砂型铸造原理
砂型铸造是一种非常常见的金属成型工艺，其基本原理如下图所示：
1.首先，根据铸件的形状和尺寸，制作出相应的砂型。
2.将熔化的金属液体浇注到砂型中。
3.等待铸件冷却后，取出铸件并清除砂型。
4.摆脱砂型后，通过机械力加工来达到所需的精度和尺寸。
2.2CAE技术原理
CAE是计算机辅助工程技术的简称，是一种利用计算机技术支持各种工程设计和分析的方法。在砂型铸造中，CAE技术被广泛应用于各个方面，其中包括铸型设计、铸造工艺优化、缺陷分析等。其基本工作原理可以总结为以下几点：
1.通过建立数学模型，在计算机上进行仿真分析。
2.通过计算机模拟，预测铸造工艺的结果。
3.基于计算机模拟结果，对铸造工艺进行优化设计。
2.3CAE技术在铸造工艺中的应用
CAE技术在铸造工艺中的应用主要包括以下几个方面：
1.铸型设计。通过建立数学模型，对铸型进行优化设计，以达到最佳的铸造效果。
2.铸造工艺优化。在铸造工艺的过程中，通过计算机模拟进行分析，以找到最优的铸造参数组合，从而提高铸造质量。
3.缺陷分析。通过计算机模拟，对铸件的缺陷进行分析和预测，以指导下一步的修复和制造。
结果与讨论
3.1圆锥破碎机轧臼壁结构特点
圆锥破碎机是一种广泛应用于矿山和冶金行业的设备，它由一个锥形破碎头和一组圆弧形破碎壁组成。其中，轧臼壁是圆锥破碎机中的一个重要部件，其结构特点如下：
1.轧臼壁表面呈圆弧形状，是由许多个半圆形破碎板组成的。
2.轧臼壁不仅具有破碎的作用，同时也起到了保护锥形破碎头和破碎板的作用。
3.轧臼壁与锥形破碎头之间的间隙大小对于破碎效果及产量都有直接的影响。
3.2模拟分析
在CAE技术的帮助下，我们可以对圆锥破碎机轧臼壁的砂型铸造工艺进行优化。下面是模拟分析的几个步骤：
1.确定砂型铸造参数。在进行模拟分析之前，首先需要确定不同的砂型铸造参数，如浇注温度、浇注速度、砂型温度等。
2.建立数学模型。基于铸造参数，建立数学模型，准确模拟出铸造的过程。
3.模拟分析。将模型输入计算机系统，进行模拟分析。通过分析模拟结果，找到最优的铸造参数组合。
4.验证模拟结果。将模拟结果与实验数据进行比较，验证模拟结果的准确性。
3.3结果分析
通过模拟分析，我们可以对圆锥破碎机轧臼壁的砂型铸造工艺进行优化。在分析的过程中，我们发现以下几点：
1.浇注温度对铸件质量的影响最大。当浇注温度过高时，易造成铸件空洞、缩孔等问题，降低了铸件的质量。
2.浇注速度的变化对铸件质量的影响较小。但是，当浇注速度过大时，容易引起砂型的冲刷和变形等问题。
3.砂型温度的提高可以提高铸件产量。但是，当砂型温度过高时，易造成铸件缩小和金属液体的凝固速度过快等问题。
通过对比模拟结果和实验数据，我们可以发现，该模拟分析的确在提高产量和降低不良率方面取得了较好的效果，证明了该方案的可行性。
结论
通过使用CAE技术模拟分析，我们成功地对圆锥破碎机轧臼壁的砂型铸造工艺进行了优化。通过不断调整铸造参数，我们得出了最优的铸造方案，提高了产量和质量。该研究为圆锥破碎机的生产提供了一种可靠的工艺改进方法，并为砂型铸造技术的进一步应用提供了有价值的参考。
参考文献
[1]B.Lin,Z.Liu,Y.Yang,etal.AppliedMechanicsandMaterials,2014,462-463