發(fā)布時間：2024-01-04 18:56

　　割嘴是火焰射吸式割炬的關鍵部件,主要應用鋼板、鐵板、銅板以及其他的金屬材料的切割,具有廣泛的應用市場。割嘴屬于易損件,每年用量很大,其結構設計的好壞、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。本文依次對割嘴的內管、管座、外殼進行形狀改進,設計了新型割嘴。通過割嘴流體的速度矢量圖可知,改進前的割嘴、第一次改進的割嘴、最終改進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。最終改進的新型割嘴無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,改進前的割嘴、第一次改進的割嘴、最終改進的割嘴噴射速度最高分別達到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。從而證明最終改進的新型割嘴的設計可行。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行加工,并通過ANSYS FLUENT流體仿真軟件對新型割嘴進行注射成...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：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程
        1.3.2 金屬粉末注射成形工藝的技術優(yōu)勢
        1.3.3 MIM技術發(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研究的發(fā)展
        1.4.1 粉末注射成型模擬的國外研究
        1.4.2 粉末注射成型模擬的國內研究
    1.5 研究內容
2 實驗設備及方法
    2.1 實驗總體方案
    2.2 實驗原料及設備
        2.2.1 喂料參數(shù)設置
        2.2.2 實驗設備
    2.3 割嘴零件的性能表征
        2.3.1 密度測試
        2.3.2 硬度測試
        2.3.3 使用壽命測量
        2.3.4 收縮率計算
        2.3.5 試樣微觀組織結構
3 割嘴結構設計與流場仿真模擬
    3.1 三維建模構建割嘴結構
        3.1.1 三維建模軟件CREO簡介
        3.1.2 割嘴模型構建
        3.1.3 第一次改進割嘴模型
        3.1.4 第二次改進割嘴模型
    3.2 材料及參數(shù)的獲取
    3.3 割嘴氣體流場的仿真模擬
        3.3.1 有限元分析簡介
        3.3.2 流體力學基礎介紹
        3.3.3 流體模擬軟件FLUENT介紹
        3.3.4 構建流體模型
        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程
        3.3.7 割嘴流體模型模擬結果
    3.4 小結
4 割嘴充模過程模擬
    4.1 熔體充模過程的理論分析
    4.2 充模過程的基本方程組
    4.3 充模模擬參數(shù)設置
        4.3.1 喂料參數(shù)設置
        4.3.2 網(wǎng)格設置
        4.3.3 邊界條件的設置
        4.3.4 其他條件設置
    4.4 模擬結果分析
        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
5割嘴注射成型實驗
    5.1 注射成型過程
        5.1.1 喂料的制備
        5.1.2 注射成型
    5.2 脫脂
    5.3 燒結
    5.4 成品展示
    5.5 測試性能
        5.5.1 密度測量結果
        5.5.2 硬度測量結果
        5.5.3 使用壽命測量結果
        5.5.4 收縮率測量結果
        5.5.5 割嘴的微觀形貌圖
    5.6 小結
結論
展望
參考文獻
致謝
碩士期間發(fā)表的論文



本文編號：3876885