割嘴是火焰射吸式割炬的關(guān)鍵部件,主要應(yīng)用鋼板、鐵板、銅板以及其他的金屬材料的切割,具有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。割嘴屬于易損件,每年用量很大,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞、加工材料的選用、加工方法以及工藝參數(shù)的選用將直接影響到最終的割嘴性能。本文依次對(duì)割嘴的內(nèi)管、管座、外殼進(jìn)行形狀改進(jìn),設(shè)計(jì)了新型割嘴。通過(guò)割嘴流體的速度矢量圖可知,改進(jìn)前的割嘴、第一次改進(jìn)的割嘴、最終改進(jìn)的割嘴流速依次增加,其最高流速分別為684 m/s、782 m/s、901 m/s。最終改進(jìn)的新型割嘴無(wú)論是高壓氧的出氣口流速還是混合氣體的出氣口流速都較前兩者有了提升。由速度云圖可知,在空氣中,改進(jìn)前的割嘴、第一次改進(jìn)的割嘴、最終改進(jìn)的割嘴噴射速度最高分別達(dá)到638 m/s、630 m/s、700 m/s。觀察空氣中速度云圖的形狀,可以看出最終改進(jìn)的新型割嘴噴射速度改善明顯且更適合切割,其火焰形狀更為集中,這樣在切割時(shí)的沖擊力和溫度更集中,使得切割速度更有效率,切割能力更強(qiáng)。從而證明最終改進(jìn)的新型割嘴的設(shè)計(jì)可行。加工原料由銅改為316L不銹鋼,采用金屬粉末注射成型工藝進(jìn)行加工,并通過(guò)ANSYS FLUENT流體仿真軟件對(duì)新型割嘴進(jìn)行注射成...

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 割嘴概述
        1.2.1 氣割
        1.2.2 割嘴
        1.2.3 割嘴研究歷史
    1.3 金屬粉末注射成形(MIM)
        1.3.1 金屬粉末注射成形的工藝過(guò)程
        1.3.2 金屬粉末注射成形工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
        1.3.3 MIM技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.4 金屬粉末冶金發(fā)展的局限性
    1.4 粉末注射成型充模流動(dòng)研究的發(fā)展
        1.4.1 粉末注射成型模擬的國(guó)外研究
        1.4.2 粉末注射成型模擬的國(guó)內(nèi)研究
    1.5 研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)總體方案
    2.2 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備
        2.2.1 喂料參數(shù)設(shè)置
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.3 割嘴零件的性能表征
        2.3.1 密度測(cè)試
        2.3.2 硬度測(cè)試
        2.3.3 使用壽命測(cè)量
        2.3.4 收縮率計(jì)算
        2.3.5 試樣微觀組織結(jié)構(gòu)
3 割嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與流場(chǎng)仿真模擬
    3.1 三維建模構(gòu)建割嘴結(jié)構(gòu)
        3.1.1 三維建模軟件CREO簡(jiǎn)介
        3.1.2 割嘴模型構(gòu)建
        3.1.3 第一次改進(jìn)割嘴模型
        3.1.4 第二次改進(jìn)割嘴模型
    3.2 材料及參數(shù)的獲取
    3.3 割嘴氣體流場(chǎng)的仿真模擬
        3.3.1 有限元分析簡(jiǎn)介
        3.3.2 流體力學(xué)基礎(chǔ)介紹
        3.3.3 流體模擬軟件FLUENT介紹
        3.3.4 構(gòu)建流體模型
        3.3.5 割嘴流體模型的網(wǎng)格劃分
        3.3.6 割嘴流體模型求解過(guò)程
        3.3.7 割嘴流體模型模擬結(jié)果
    3.4 小結(jié)
4 割嘴充模過(guò)程模擬
    4.1 熔體充模過(guò)程的理論分析
    4.2 充模過(guò)程的基本方程組
    4.3 充模模擬參數(shù)設(shè)置
        4.3.1 喂料參數(shù)設(shè)置
        4.3.2 網(wǎng)格設(shè)置
        4.3.3 邊界條件的設(shè)置
        4.3.4 其他條件設(shè)置
    4.4 模擬結(jié)果分析
        4.4.1 壓力分析
        4.4.2 速度分析
        4.4.3 溫度分析
        4.4.4 兩相分離情況分析
    4.5 小結(jié)
5割嘴注射成型實(shí)驗(yàn)
    5.1 注射成型過(guò)程
        5.1.1 喂料的制備
        5.1.2 注射成型
    5.2 脫脂
    5.3 燒結(jié)
    5.4 成品展示
    5.5 測(cè)試性能
        5.5.1 密度測(cè)量結(jié)果
        5.5.2 硬度測(cè)量結(jié)果
        5.5.3 使用壽命測(cè)量結(jié)果
        5.5.4 收縮率測(cè)量結(jié)果
        5.5.5 割嘴的微觀形貌圖
    5.6 小結(jié)
結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間發(fā)表的論文



本文編號(hào)：3876885