本文關(guān)鍵詞：鋁合金輪轂低壓鑄造模具熱變形補(bǔ)償技術(shù)研究及應(yīng)用

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【摘要】：鋁合金具有美觀,耐用,重量輕,散熱性好,抗腐蝕性好以及力學(xué)性能優(yōu)異等諸多優(yōu)點(diǎn),而被汽車工業(yè)廣泛應(yīng)用。汽車鋁合金輪轂鑄造過程中,模具會因受熱而產(chǎn)生熱變形。模具熱變形后會導(dǎo)致模具配合出現(xiàn)干涉,配合不良,飛邊偏大,毛坯正面輪輞深度超差嚴(yán)重和輪輞局部偏厚等問題。本文通過對失效前后的模具不同位面進(jìn)行組織分析,并采用ANSYS軟件對熱態(tài)下的低壓鑄造鋁合金輪轂?zāi)＞哌M(jìn)行有限元模擬研究�？芍�,下模在受熱后有向外膨脹變形的趨勢,下模中間支撐產(chǎn)生了壓縮變形,向上凸起;側(cè)模上端產(chǎn)生了間隙,側(cè)模下端產(chǎn)生了間隙,側(cè)模45度配合面上端間隙大于下端間隙,輪輞中部變薄。根據(jù)組織分析和模擬的熱變形結(jié)果,本文提出了改進(jìn)方案。一體式側(cè)模45度配合面變形較大的重點(diǎn)區(qū)域,冷態(tài)下采用0~0.2 mm漸變補(bǔ)償?shù)姆绞?設(shè)置一定的配合間隙,為熱變形預(yù)留一定的自由度。分體水冷側(cè)模較特殊,因水冷部位收縮較劇烈,故只在側(cè)模非水冷部位45度配合面重點(diǎn)區(qū)域采用0~0.2 mm漸變補(bǔ)償,水冷部位45度配合面不做該漸變補(bǔ)償。針對一體式側(cè)模,在與上模、下模配合的該側(cè)模圓弧中部,冷態(tài)下采用0.15~0.45 mm的偏心銑,以彌補(bǔ)側(cè)模在熱態(tài)下圓弧中部向中心的變形量,針對分體式水冷側(cè)模,只在與下模配合的該側(cè)模圓弧中部,冷態(tài)下采用該偏心銑。下模與下模板間設(shè)置一定的間隙,給下模一定的熱變形自由度。模具經(jīng)過改進(jìn)后,避免了其熱變形導(dǎo)致的局部干涉,提高了配合質(zhì)量及壽命。同時,毛坯正面輪輞尺寸精度得到提高,輪輞壁厚變薄并趨于穩(wěn)定,飛邊減少,大大降低成本,從而提高了綜合效益。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金輪轂 模具 熱變形 ANSYS 補(bǔ)償 改進(jìn)方案
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG241
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外汽車鋁合金輪轂的發(fā)展概況11-13
• 1.2.1 國外汽車鋁合金輪轂的發(fā)展概況11
• 1.2.2 國內(nèi)汽車鋁合金輪轂的發(fā)展概況11-13
• 1.3 汽車輪轂材料研究概述13-16
• 1.3.1 鋼鐵材料13-14
• 1.3.2 鋁合金材料14-16
• 1.3.3 復(fù)合材料16
• 1.4 鋁合金輪轂生產(chǎn)工藝簡介16-17
• 1.4.1 鑄造法16-17
• 1.4.2 鍛造法17
• 1.4.3 半固態(tài)模鍛工藝17
• 1.5 模具熱變形17
• 1.6 課題研究內(nèi)容17-19
• 第2章 熱變形數(shù)值模擬相關(guān)理論19-36
• 2.1 有限元分析理論19-20
• 2.1.1 虛功原理19-20
• 2.1.2 動力顯式有限元法20
• 2.2 傳熱分析理論20-26
• 2.2.1 熱傳遞的基本方式20-22
• 2.2.2 熱學(xué)基本方程22-24
• 2.2.3 溫度場變分原理及有限元求解24-26
• 2.3 熱力耦合分析理論26-28
• 2.4 熱變形的有限元法28-35
• 2.4.1 相關(guān)的基本方程28-31
• 2.4.2 熱彈性有限元法31-35
• 2.5 ANSYS軟件模擬35-36
• 第3章 模具熱變形的分析研究36-47
• 3.1 下模熱變形的分析研究（500 ℃條件下）36-40
• 3.1.2 下模無下模板任何約束時的熱變形分析36-37
• 3.1.3 下模與下模板軸向徑向雙重約束下的變形分析37
• 3.1.4 下模與下模板軸向約束'徑向間隙配合下的變形分析37-38
• 3.1.5 下模與下模板軸向間隙'徑向間隙配合下的變形分析38-40
• 3.2 側(cè)模熱變形的分析研究40-41
• 3.3 上模變形趨勢41
• 3.4 整體變形結(jié)果41-43
• 3.5 模具組織的失效分析43-47
• 3.5.1 模具材料的化學(xué)成分及熱處理工藝43-44
• 3.5.2 模具失效前后的組織分析44-47
• 第4章 模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案及改進(jìn)后經(jīng)濟(jì)效益分析47-60
• 4.1 技術(shù)背景47
• 4.2 一體式側(cè)模改進(jìn)方案47-51
• 4.3 分體式側(cè)模改進(jìn)方案51-56
• 4.4 下模熱變形改進(jìn)方案56-58
• 4.5 改進(jìn)后的效益分析58-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果64-65
• 致謝65-66
• 作者簡介66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：737568