本文關(guān)鍵詞：外殼壓鑄充型凝固過程數(shù)值模擬及工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：壓力鑄造是特種鑄造的一種,因其具有尺寸精度高、力學(xué)性能好、生產(chǎn)效率高及加工余量少甚至無加工余量等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于航空、汽車、機(jī)械、五金、玩具、電子、工藝品等領(lǐng)域。但是在傳統(tǒng)壓鑄行業(yè),壓鑄工藝參數(shù)通常只能通過技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)確定,缺乏統(tǒng)一的理論指導(dǎo),從而導(dǎo)致壓鑄件廢品率比較高,財(cái)力、物力耗費(fèi)較大。為了提高效率和節(jié)約成本,目前壓鑄行業(yè)大多采用三維造型軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì),并通過數(shù)值模擬的方法模擬壓鑄過程,該方法不僅能夠?qū)鸿T過程中的充型和凝固情況進(jìn)行分析,并且能夠預(yù)測壓鑄件內(nèi)缺陷出現(xiàn)的位置及尺寸,以便選擇模擬方案中壓鑄件內(nèi)缺陷最少的結(jié)果。將模擬獲得的最佳的工藝參數(shù)應(yīng)用到實(shí)際的壓鑄件生產(chǎn)中,進(jìn)一步驗(yàn)證了模擬結(jié)果的可靠性。因此,通過壓鑄過程模擬既可以降低企業(yè)壓鑄件的廢品率,為企業(yè)減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失,同時也可以提高企業(yè)的市場競爭力。本課題的壓鑄件是沈陽某廠生產(chǎn)的煤氣表外殼,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,不僅內(nèi)部有空腔,而且前端有圓孔和凹槽。若采用原有工藝,生產(chǎn)出來的壓鑄件內(nèi)部的縮孔疏松較多,產(chǎn)品打壓不合格,且廢品率較高。因此,本文通過三維軟件重新設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng),并通過數(shù)值模擬的方法優(yōu)化該壓鑄件的工藝參數(shù),從而達(dá)到減少該壓鑄件內(nèi)部缺陷的目的。試驗(yàn)過程中,以減少壓鑄件縮孔疏松等缺陷為最終目標(biāo),根據(jù)內(nèi)澆口的理論值,設(shè)計(jì)了三種內(nèi)澆口方案,并通過Pro CAST軟件模擬確定了最佳的內(nèi)澆口方案;同時根據(jù)正交試驗(yàn),采用Pro CAST模擬軟件通過調(diào)整壓射速度、模具預(yù)熱溫度、合金的澆注溫度三個工藝參數(shù),分析與研究了上述三種工藝參數(shù)在壓鑄充型過程中金屬液體流場及凝固過程中溫度場的變化,并最終獲得最佳的工藝參數(shù):合金澆注溫度為620℃、壓射速度為5m/s、模具預(yù)熱溫度為200℃。本課題通過對外殼壓鑄件充型和凝固過程的分析與研究,確定缺陷產(chǎn)生的原因,并改進(jìn)壓鑄工藝參數(shù),提出解決方案,使模擬結(jié)果應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際中,得到合格的壓鑄件。
【關(guān)鍵詞】：壓鑄 外殼 數(shù)值模擬 工藝研究
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG249.2
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第1章 緒論14-19
• 1.1 壓鑄的基本概念14
• 1.2 壓鑄的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍14
• 1.3 壓鑄的歷史14-15
• 1.4 壓力鑄造技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.5 我國壓鑄行業(yè)發(fā)展趨勢16
• 1.6 壓鑄過程數(shù)值模擬技術(shù)16-17
• 1.7 壓鑄過程數(shù)值模擬的來源與內(nèi)涵17
• 1.8 選題的意義和課題主要研究的內(nèi)容17-19
• 第2章 ProCAST軟件的介紹及仿真模擬數(shù)學(xué)模型19-27
• 2.1 ProCAST軟件的簡介19-21
• 2.1.1 ProCAST軟件的主界面及介紹19-20
• 2.1.2 ProCAST適用范圍20
• 2.1.3 ProCAST模擬分析能力20
• 2.1.4 ProCAST軟件的基本模塊20-21
• 2.2 壓力鑄造過程的模擬仿真原理21-25
• 2.2.1 鑄件充型過程數(shù)值模擬21
• 2.2.2 粘性流體流動的基本方程21-24
• 2.2.3 鑄件凝固過程數(shù)值模擬24-25
• 2.3 壓力條件下縮孔疏松的預(yù)測25-27
• 第3章 計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬前處理27-35
• 3.1 UG NX8.0 軟件的介紹27
• 3.1.1 UG NX8.0 軟件三維造型的特點(diǎn)27
• 3.2 外殼及模具中鑲塊的三維造型27-28
• 3.2.1 外殼的三維造型27-28
• 3.2.2 鑲塊的三維造型28
• 3.3 網(wǎng)格的剖分28-34
• 3.3.1 UG NX8.0 與ProCAST接口的分析28-29
• 3.3.2 網(wǎng)格剖分方案29-30
• 3.3.3 網(wǎng)格質(zhì)量的比較與選定30-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第4章 外殼充型凝固過程數(shù)值模擬35-57
• 4.1 材料物性參數(shù)35-37
• 4.2 外殼壓鑄成型工藝參數(shù)的選定37-41
• 4.2.1 合金澆注溫度的選定37-38
• 4.2.2 壓射比壓的選定38-39
• 4.2.3 壓射速度的選定39-40
• 4.2.4 模具的預(yù)熱溫度40
• 4.2.5 邊界條件的確定40-41
• 4.3 內(nèi)澆口的設(shè)計(jì)和優(yōu)化41-45
• 4.3.1 內(nèi)澆口設(shè)計(jì)的理論值計(jì)算41-44
• 4.3.2 內(nèi)澆口方案設(shè)計(jì)44
• 4.3.3 模擬結(jié)果的對比分析44-45
• 4.4 正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法45-46
• 4.5 正交表的建立和結(jié)果分析46-48
• 4.5.1 正交表的建立46-48
• 4.5.2 正交試驗(yàn)結(jié)果48
• 4.6 外殼充型過程的數(shù)值模擬48-50
• 4.7 外殼凝固過程數(shù)值模擬50-51
• 4.8 模擬結(jié)果的分析51-54
• 4.8.1 凝固時間分析51-52
• 4.8.2 縮孔疏松分析52-54
• 4.9 最佳參數(shù)的選定54-56
• 4.10 本章小結(jié)56-57
• 第5章 外殼壓鑄模具設(shè)計(jì)57-69
• 5.1 外殼的結(jié)構(gòu)形狀及分析57-58
• 5.2 壓鑄機(jī)的選擇58-60
• 5.3 分型面的確定60-61
• 5.4 澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)61-64
• 5.4.1 橫澆道的設(shè)計(jì)61-62
• 5.4.2 直澆道的設(shè)計(jì)62-63
• 5.4.3 溢流槽的設(shè)計(jì)63
• 5.4.4 排氣道的設(shè)計(jì)圖63-64
• 5.5 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的確定64-66
• 5.5.1 計(jì)算抽芯力65
• 5.5.2 計(jì)算抽芯距離65-66
• 5.6 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)66
• 5.7 壓鑄模具材料的選用66-67
• 5.8 模具的整體設(shè)計(jì)67
• 5.9 本章小結(jié)67-69
• 第6章 外殼壓鑄實(shí)驗(yàn)69-77
• 6.1 壓鑄生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)69-71
• 6.2 外殼鑄件探傷檢測71-72
• 6.3 金相微觀組織觀察72-74
• 6.4 SEM形貌觀察74-75
• 6.5 本章小結(jié)75-77
• 結(jié)論77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果82-83
• 致謝83-84

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：外殼壓鑄充型凝固過程數(shù)值模擬及工藝研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：391365