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汽车轮毂压铸模具温度场的数值模拟分析
| 论文题名： | 汽车轮毂压铸模具温度场的数值模拟分析 |
| 关键词： | 压铸模具;温度场;数值模拟;工艺参数;冷却水管;汽车;轮毂 |
| 摘要： | 压铸模具的温度场分布是影响压铸件质量及模具寿命的关键因素，模具的温度场决定了其承受热应力的程度，以及产生变形和裂纹的倾向。 本文概述了压铸模具温度场数值模拟与应用的研究进展与发展方向，介绍了温度场数值模拟有限单元法的数学模型及其解法。并且针对某公司的一个铝制压铸件汽车轮毂，运用有限元分析软件ProCAST对其压铸模进行了压铸过程温度场分析。 压铸工艺参数和模具结构直接影响到模具的温度场，本文用对比的方法定量地研究了浇注温度、模具预热温度、冷却水的温度、冷却水管的直径及其位置对模具温度场的影响。 铝合金的浇注温度一般为600℃-700℃。本文分析了浇注温度分别为650℃，670℃，700℃时，压铸模具温度场的分布。从模具型腔表面的温度一时间图以及升温速率来看，浇注温度为650℃时，模具的表面平均温度最高为323.35℃，在金属液充入型腔后0～10s这段时间内，型腔表面的平均升温速率为8.4459℃/s。综合考虑，该铸件采用650℃的浇注温度较合理。 对模具进行适当的预热，可降低模具型腔表面层的温度梯度。本文分析了模具预热温度分别为180℃，200℃，240℃时，压铸模具温度场的分布。从模具型腔表面层的温度梯度和升温速率来看，采用200℃的模具预热温度是合理的。并且在金属液充入型腔后0～5s这段时间内，型腔表面的平均升温速率是7.0734℃/s，型腔表面层的温度梯度是12.77℃/mm。 冷却系统对模具的温度场有很大的影响。本文分析了冷却水的温度分别为30℃，50℃时模具的温度场。结果表明，水温分别为30℃，50。℃时，模具的温度梯度和升温速率基本一样。故冷却水的温度对于实际生产影响不大，因此可把冷却水的温度适当调高到50℃左右。 冷却水管的位置对模具的温度场影响较大，本文分析了冷却水管分别离型腔表面35mm、45mm时模具的温度场。结果表明，当冷却水管离型腔表面35mm时，型腔表面层的升温速率是11.122℃/s，温度梯度是10.975℃/mm。而当冷却水管离型腔表面45mm时，型腔表面层的升温速率是9.5259℃/s，温度梯度是15.045℃/mm。故当冷却水管离型腔表面35mm时模具的升温速率高，热量传递快，而温度梯度低，模具的温度场分布较合理。 同样，冷却水管直径不同，模具的温度场不一样。本文分析了管径分别为8mm、9mm、10.5mm时模具的温度场。结果表明，管径分别为8mm、9mm、10.5mm时，等温区分别离型腔表面0～2mm、2～4mm、4～6mm。且采用直径10.5mm的冷却水管时，型腔表面平均升温速率是11.122℃/s，型腔表面层的温度梯度是10.975℃/mm，模具温度场分布比管径为8mm、9mm时更合理。 |
| 作者： | 周玉辉 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 吴卫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西华大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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