铝合金零件压铸充型、凝固过程的数值模拟

我公司生产一种带内齿的小型零件,以前采用铝合金压铸毛坯,内齿不加工,特点是加工余量小,齿形完整,其不足之处在于:零件较小,压铸后零件毛坯组织疏松,易产生砂眼、气孔、硬质点等缺陷,对零件的强度和气密性能有较大的影响。凡有砂眼、气孔缺陷的零件都判为不合格品。

以相似理论为理论基础,对铝液的低压充型过程进行了模拟实验研究,利用气体向液面加压的同时对模具型腔进行抽真空。实验结果表明:上升的液面一直保持水平状态并沿着铅垂方向推进;当真空度为-0.02mpa、加压气压为0.02mpa时,为最佳的加压工艺参数。并将模拟结果与原型的结果进行了比较,两者具有良好的一致性。

以相似理论为理论基础,对铝液的低压充型过程进行了模拟试验研究,利用气体向液面加压的同时对模具型腔进行抽真空。试验结果表明:上升的液面一直保持水平状态并沿着铅垂方向推进;当真空度为-0.02mpa。加压气压为0.02mpa时为最佳的加压工艺参数。并将模拟结果与原型的结果进行了比较,两者具有良好的一致性。

0 0 对组件e1的外壳模具设计 指导老师：熊伟 组长：高科文 组员：任伯韬韩钊王建康马晓骁 王定刚赵造标贺泽成吴昌军 班级：成型112班 2014年6月10日 1 1 一前言及分组⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 二e1组件形状及尺寸⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 三e1组件外壳对组件的保护和美观⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 四外壳的初步设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1结构密封分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 2e1件固定与上下板连接分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3散热

以实际生产中的a356铝合金轮毂铸件为例,利用三维绘图软件对铸件实体模型进行了三维造型,运用z-cast软件对其初始工艺的低压铸造充型和凝固过程进行了数值模拟,预测了初始工艺缺陷产生的类型、位置及大小,并分析了原因。结果表明,由于浇注温度过低,初始工艺中产生了卷气和缩孔的铸造缺陷。根据模拟结果,进行工艺优化,将浇注温度提高到730℃,对其再次进行铸造过程的模拟,发现缺陷得到了控制,铸件的质量得到了改善。

利用procast软件对某铝合金轮毂新产品的多种工艺方案进行模拟分析。模拟结果显示,铝合金,轮辋与轮辐的肋部交接位置易出现"孤立熔池"现象,为此提出降低边模温度,同时设计了轮辐与轮辋交接处的冷却系统及相应的工艺参数。通过对多种工艺方案模拟结果的对比分析,证明改进后的工艺方案几乎不出现"孤立熔池"现象,且实现了顺序凝固的要求。将改进后的工艺方案投入试生产,产品抽检结果与模拟结果基本符合。

以相似理论为理论基础,对铝液的低压充型过程进行了模拟试验研究,利用气体向液面加压的同时对模具型腔进行抽真空。实验结果表明:上升的液面一直保持水平状态并沿着铅垂方向推进;当真空度为-0.02mpa、加压气压为0.02mpa时为最佳的加压工艺参数。并将模拟结果与原型的结果进行了比较,两者具有良好的一致性。

1减少铝活塞变形在工作中活塞顶部承受的温度往往超过1000℃,因此在维修过程中要采取各种措施减小因铝活塞热胀冷缩对装配质量的影响。(1)按照室温修正配缸间隙。铝活

铝合金零件的维修技巧

王宗雄先生是我刊优秀通讯员,近年来他不但给我刊的读者提供了大量的一手信息,还积极撰稿,将几十年积累的实用技术和丰富经验毫无保留地介绍给读者,许多企业生产管理人员阅读他的文章后收益匪浅,纷纷打电话到编辑部来索要期刊和他的联系方式,以求其解决生产中所遇到的实际问题。读者的需要就是我们的最大追求,本刊本期"实用技术"栏目,又刊登一篇王宗雄先生的实用性文章,详情请见《硅铝合金零件直接洗白工艺》,希望本行业的退休专家赐稿,向王宗雄先生那样,为读者献出您毕生最宝贵的经验。

我校机械加工实习工厂配合总厂生产的民用枪瞄准镜上有许多铝合金隔圈零件(见图1),这类零件的特点是硬度低,切削加工性及导热性好,切削时散热快。但强度低,加工中易变形,易产生积屑瘤,影响表面粗糙度。加上这类工件孔壁薄,在夹紧力、切削力的作用下变形大,严重影响工件

在低压铸造成形过程中,液态金属流体的充型和凝固是其中最核心和最重要的两步流程,其工艺水平将决定铸件的成型质量和成品率,而且铸造过程中所产生的各类铸造缺陷大都来自于这两个阶段。本文将对盘体类零件低压铸造的充型和凝固过程进行计算机数值模拟,介绍其理论基础,并将温度场数值模拟技术和流场数值模拟技术耦合仿真,运用ansys有限元软件中的cfd流体仿真模块和thermal模块,对盘体类零件低压铸造充型和凝固过程中的流场和温度场变化进行研究。

以汽车轮毂为例,运用anycasting铸造模拟软件开展低压铸造数值模拟研究。模拟结果显示,铸造模拟软件能有效模拟铸件充型和凝固产生的过程,并准确预测铝合金低压铸造充型和凝固过程中汽车轮辐和轮毂产生缺陷的位置。针对凝固过程中缩松缩孔缺陷,设计了汽车轮毂风冷系统,消除了轮毂的缩松缩孔现象,提高了铸造铝合金轮毂的质量。

提出并分析了在涂装生产线中铝合金零件喷漆室及其附属设备的设计结构,并提供了他们的技术性能指标。

论述了低压铸造充型模拟的数学模型,由于低压铸造充填速度较慢、充型平稳,因此充型计算采用层流模型。采用sola-vof算法对模型进行求解,其中sola法用于求解流体的速度场和压力场,vof法用于处理自由表面。采用ug软件进行铸件三维造型,采用procast软件进行网格划分,对叶轮的充型过程进行了模拟,并通过对叶轮的浇注试验,验证了低压铸造充型的数学模型及算法在保证模拟精度、提高计算效率上的有效性。

铝合金零件的自身优点是其比重小、导电导热能力强、力学性能优异、可加工性好等,但其自身形成的氧化膜难以抵抗应用环境的腐蚀,必须通过恰当的表面处理来提高其耐蚀性能。因此,研究铝合金零件的防腐性能具有重要意义。文章介绍了几种提高铝合金零件耐腐蚀性的表面处理方法和涂料的发展趋势。

利用procast铸造模拟软件,对铝合金压铸件支架充型、凝固过程进行了数值模拟,得到了速度场、温度场的分布和变化规律。结果表明,浇注温度对压铸铝合金的模拟结果影响最大,其次为模具预热温度、充型速度。本试验条件下得到的优化工艺参数:浇注温度为600℃,模具预热温度为200℃,充型速度为2.5m/s。按照优化后的压铸工艺参数进行生产,得到了合格的铸件。

以实际生产中的铝合金轮毂铸件为例,采用商用软件anycasting和自己开发的低压铸造过程数值模拟软件对其充型过程进行了模拟,并针对铝合金轮毂件的气孔缺陷分析提出了工艺改进方案。经过实际生产验证,有气孔缺陷的产品明显减少,表明数值模拟技术在低压铸造领域中对于改进生产工艺、减少铸件废品等方面具有实际指导意义。

在具有斜向孔或斜向凹凸铸件压铸模设计中,斜向抽芯是压铸模设计的难点之一。管路铸件形状复杂,属不规则薄壁多孔铸件。其压铸成型除了需动、定模在开模方向上抽芯和两侧抽芯外,铸件内壁上还有一斜向孔,需斜向抽芯。本文给出了铝合金管路零件压铸模实用结构,论述了模具结构特点和工作原理。该模具采用拉钩-齿扇-齿条二级联合抽芯机构,利用开模力,实现管路铸件的斜向抽心,同时通过相应的两套斜销-滑块机构分别实现管路铸件另外两个侧向抽芯。模具结构紧凑,工作可靠,成型铸件质量好。

对铝合金汽车变速箱壳体零件的结构进行了工艺分析,确定了浇注系统和冷却系统。采用procast对压铸过程进行了数值模拟。通过模拟压铸填充凝固顺序、温度场等,确定了合理的浇注系统和冷却水系统的设计方案。根据设计方案,设计制造了可行的压铸模具,制定了合理的压铸工艺。生产验证表明,铸件成形效果理想。对铸件进行机械加工后,产品未出现超标气孔、缩孔、夹渣等缺陷,产品模具设计和压铸工艺达到预期效果。

采用pro/e三维软件设计了紫铜结晶器低压铸造模型,采用procast软件对它进行了充型与凝固模拟。结果表明:当充型压力为0.06mpa、充型速度为70~80mm/s,结壳时间为25s,增压压力为0.08mpa,保压时间为120s,浇注温度为1150℃,铸型温度为150~200℃时,铸件质量无缩孔、缩松等铸造缺陷,数值模拟结果与实际铸件吻合,确保了紫铜结晶器在低压铸造过程中的铸件质量。

以n-s方程、连续性方程及fourier导热方程为基础,结合离心力、重力及coriolis力,在实验的基础上建立了立式离心铸造充型过程及凝固过程数学模型,并且依据此模型对tial基合金排气阀立式离心铸造过程温度场、流场及压力场进行了数值模拟,数值模拟结果表明,离心铸造的充型过程存在正向和反向两个充填过程,在入口处易出现卷气缺陷,凝固过程也存在正向和反向两个凝固顺序,在靠近先充填一侧易于形成偏轴线缩松缺陷。