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基于数值模拟的转向器阀壳体压铸模具结构及工艺优化
| 论文题名： | 基于数值模拟的转向器阀壳体压铸模具结构及工艺优化 |
| 关键词： | 数值模拟;转向器阀壳体;压铸工艺;模具结构;汽车转向系统 |
| 摘要： | 转向器阀壳体是汽车转向系统中的一个关键部件，对产品表面质量和力学强度有很高的要求。本课题针对某公司生产的阀壳体存在较多的缩孔、缩松、气孔等缺陷，成品合格率低的问题，通过铸造模拟软件AnyCasting对压铸充型和凝固过程的模拟来辅助优化模具结构和压铸工艺参数，以达到改善阀壳体铸件的质量，提高产品合格率的目的。 对原始方案下压铸件的充型过程中的流场和凝固过程中的温度场进行数值模拟，发现原始方案充型不平稳，存在大量的卷气和涡流现象，凝固过程温度场分布不均衡，最后凝固部位和壁厚处出现缩孔缩松的概率大，通过对原始方案生产出来的铸件的典型截面进行观察，发现存在大量的缩孔缩松缺陷，验证了数值模拟的准确性。 以数值模拟结果为依据，对原始模具结构进行了优化，主要通过改进进料方式和流道尺寸来改善充型过程中的涡流现象；通过增设排气槽，增大内浇口的厚度来改善充型过程中的卷气现象；通过增设冷却水道和局部冷却装置改善模具内部的温度场分布，降低凝固所需时间，提高实际生产效率。 设计了以浇注温度、压射速度、模具预热温度为影响铸件质量的因素的正交试验，并通过分析模拟结果，得出最佳压铸工艺参数为浇注温度610℃，压射速度1.2m/s，模具预热温度170℃。分析极差得出对铸件质量的影响程度由大到小为：浇注温度、模具预热温度、压射速度。针对每个影响因素增加两组水平模拟试验，得出3个工艺参数对铸件质量的影响规律。 对优化模具结构和工艺参数后的铸件进行实际生产，并与原始方案生产出的铸件典型截面进行对比观察，结果表明新方案下，铸件内部的缩孔缩松缺陷和卷气现象有了很大的改善，提高了阀壳体铸件的质量，从而将模拟理论研究用于指导铸造的实际生产过程中，可以为类似铝合金压铸产品的生产提供参考。 |
| 作者： | 孔德佳 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 代兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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