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压铸凝固过程温度场模拟研究
作 者: 万旭
导 师: 李晓棠
学 校: 贵州大学
专 业: 机械制造及自动化
关键词: 压铸模 温度场 浇注温度 预热温度
分类号: TG249.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要
压铸模具的温度场是影响压铸件质量及模具寿命的关键因素。由于压铸件在凝固成形过程中存在凝固收缩,所以模具温度的分布情况对压铸件的尺寸精度和表面质量影响很大。本文从传热学的角度出发,系统分析压铸模压射成形过程的散热机理。并对三维铸件进行合理简化,采用有限元分析手段,对矩形盒类压铸件及其模具的温度场进行了模拟。通过对比的方法,分别研究金属液浇注温度为650℃,670℃,700℃,模具预热温度分别为180℃,200℃,240℃的条件下,压铸件形状和模具结构对其温度场的影响,并与实际实验测得的温度分布规律相比较。综合考虑模具的温度梯度、升温速率、成形工艺参数的影响,选取符合铸件工艺要求的参数,因此获得了一种控制模具温度场的方法。为将此方法应用于实际生产,又选择气塞体压铸件作为典型产品,将所得模具温度场控制方法,应用于气塞体压铸模结构的设计和压铸工艺参数的选择。
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全文目录
摘要 6-7 Abstract 7-8 1 绪论 8-19 1.1 凝固过程的温度场数值模拟技术的优势 9 1.2 国内外铸件成形过程的数值模拟现状 9-12 1.2.1 国内现状 9-10 1.2.2 国外现状 10-12 1.3 铸件成形数值模拟存在问题和未来发展 12 1.4 数值模拟软件的发展历程 12-14 1.5 有限元软件ANSYS介绍 14-17 1.5.1 ANSYS的功能 14 1.5.2 ANSYS的特点 14-15 1.5.3 ANSYS软件的结构 15-17 1.6 本研究选题的科学意义 17-18 1.7 本文主要研究内容 18 1.8 本章小结 18-19 2 压铸件温度场数值模拟的基础 19-30 2.1 温度场数值模拟的基本原理 19 2.2 数值模拟技术的步骤 19-20 2.3 传热计算基础 20-24 2.3.1 传热过程的基本概念 20-21 2.3.2 热传递的基本方式 21-24 2.4 热传导常用数值计算方法 24-26 2.5 铸件─模具传热模型 26-28 2.6 实际问题的模型化 28-29 2.7 本章小结 29-30 3 矩形盒类压铸件模具温度场的数值模拟 30-53 3.1 压铸模具温度场的影响因素 30-31 3.2 实验条件和器材 31-33 3.2.1 实验选用的铸件 31 3.2.2 实验选用压铸机 31-32 3.2.3 实验所用模具 32-33 3.2.4 实验所用的温度测量仪器 33 3.3 数值模拟条件 33-40 3.3.1 数学模型的建立 33-35 3.3.2 初始条件和边界条件的确定 35-37 3.3.3 潜热的处理 37-38 3.3.4 参数的选择 38-40 3.3.5 实验假设 40 3.4 模拟的基本过程 40-43 3.5 温度场模拟的一般分析 43-46 3.5.1 三维温度场 43-44 3.5.2 二维温度场 44-46 3.6 模拟结果分析 46-52 3.6.1 模具温度场分布规律 46-47 3.6.2 浇注温度对温度场的影响 47-48 3.6.3 模具预热温度对温度场的影响 48-50 3.6.4 模具条件对温度场的影响 50 3.6.5 铸件厚度对温度场的影响 50-52 3.7 与实际条件的比较 52 3.8 本章小结 52-53 4 温度场控制方法的应用 53-63 4.1 模具结构设计 53-58 4.1.1 压铸件的工艺分析 53 4.1.2 分型面的设计 53-54 4.1.3 浇注系统的设计 54-56 4.1.4 模具材质的选择 56-57 4.1.5 模具的壁厚 57 4.1.6 三维模具图 57-58 4.2 气塞体铸件模具温度场数值模拟 58-62 4.2.1 模拟前准备 58-59 4.2.2 浇注温度的确定 59-60 4.2.3 预热温度的确定 60-62 4.2.4 压铸件的缺陷分析 62 4.3 本章小结 62-63 5 结论 63-64 致谢 64-65 参考文献 65-67 附录 67-68
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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 铸造 > 特种铸造 > 压力铸造
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