本文關(guān)鍵詞：壓力鑄造工藝及模具技術(shù)的現(xiàn)代設(shè)計理論方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華中科技大學(xué)》 2012年

大復(fù)雜鋁合金壓鑄件成數(shù)值模擬及工藝優(yōu)化

李世釗  

【摘要】：壓鑄是一種高效率、高質(zhì)量、高精度的金屬成型方法。鑄造數(shù)值模擬技術(shù)可以模擬壓鑄過程中液流的充型、凝固過程以及預(yù)測鑄件可能產(chǎn)生的缺陷。鑄造數(shù)值模擬技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用到壓鑄生產(chǎn)中以指導(dǎo)生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率。然而，隨著汽車等工業(yè)的發(fā)展，壓鑄生產(chǎn)的零件越來越多并且越來越復(fù)雜，從而對壓鑄工藝設(shè)計及數(shù)值模擬技術(shù)提出了更高的要求。本文主要針對大型復(fù)雜壓鑄件的工藝設(shè)計、數(shù)值模擬技術(shù)及孔隙率分析技術(shù)進(jìn)行研究。以某汽車變速箱殼體為對象，，通過數(shù)值模擬結(jié)合試生產(chǎn)壓鑄的方法確定了最優(yōu)化的壓鑄工藝，從而提出了優(yōu)化大型復(fù)雜鋁合金殼體件壓鑄工藝的方法。 本文根據(jù)某汽車變速箱殼體的尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點，完成了壓鑄件澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)及其他初始壓鑄方案設(shè)計。并對壓鑄過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析，預(yù)測了鑄件可能出現(xiàn)缺陷的位置及類型，依照初始方案進(jìn)行壓鑄試生產(chǎn)，驗證了數(shù)值模擬分析缺陷的準(zhǔn)確性，即缺陷主要集中在鑄件遠(yuǎn)端的圓筒結(jié)構(gòu)處，此處存在卷氣類氣孔、縮氣孔以及冷隔等嚴(yán)重缺陷。 根據(jù)模擬結(jié)果及與實體零件的對照分析，對壓鑄方案提出了兩種優(yōu)化設(shè)計，并通過模擬對比分析得到了優(yōu)化的壓鑄生產(chǎn)方案：（1）改進(jìn)了內(nèi)澆口設(shè)計，使得合金液通過各個內(nèi)澆口的時間盡量保持一致，并保證順序平穩(wěn)充型；（2）在充型末端和易卷氣部位增設(shè)溢流槽；（3）建議適當(dāng)減小零件的某些大斷面壁厚；（4）在熔煉階段控制鋁液的含氣量以幫助減小孔隙率；（5）在壓鑄工藝參數(shù)方面，慢壓射速度為0.58m/s，高速階段速度為5m/s；澆注溫度保持在670℃以實現(xiàn)低溫澆注工藝，減少液態(tài)收縮，提高鑄件致密度。最后按照優(yōu)化后的壓鑄方案進(jìn)行壓鑄生產(chǎn)獲得了健全的高質(zhì)量鑄件。 此外，還完善了壓鑄件或金屬材料斷面的孔隙率分析軟件的功能，提高了軟件分析孔隙率以及形狀系數(shù)的精度，通過修正周長計算公式的方法，將計算誤差控制在了5%以內(nèi)。利用此軟件，可以準(zhǔn)確的檢測鑄件的孔隙率和孔洞分布情況等，評判鑄件的成型質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TG249.2
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【參考文獻(xiàn)】

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