注射座階梯式澆注系統(tǒng)工藝優(yōu)化及仿真研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-14 18:16
注射座作為注塑機(jī)注射系統(tǒng)中的主要大型部件,需達(dá)到一定的力學(xué)性能要求。為確保注射座鑄件在超聲波探傷中達(dá)到2級(jí)標(biāo)準(zhǔn),本文結(jié)合注射座的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,初步確定設(shè)計(jì)階梯式澆注、補(bǔ)縮系統(tǒng)和鑄造工藝參數(shù),利用Flow 3D軟件模擬其充型和凝固過(guò)程,分析最終模擬結(jié)果選定合理的澆注系統(tǒng)方案和鑄造工藝參數(shù)。本論文主要研究金屬液在階梯式澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)與注射座鑄件易出現(xiàn)的鑄造缺陷問(wèn)題。通過(guò)建立通用模型,對(duì)比分析澆口比對(duì)金屬液的流動(dòng)順序與狀態(tài)的影響,優(yōu)化階梯式澆注系統(tǒng)組元比例。判斷充型速度對(duì)紊流狀態(tài)的影響,調(diào)整鑄造工藝參數(shù),獲得高質(zhì)量的注射座鑄件。根據(jù)充型過(guò)程中的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)和內(nèi)澆口入水時(shí)間-速度曲線,確定充型前期是否出現(xiàn)金屬液飛濺現(xiàn)象,中期是否出現(xiàn)提前溢流或回流現(xiàn)象,是否出現(xiàn)鑄型侵蝕現(xiàn)象。改變底層內(nèi)澆道的數(shù)量、形狀與分布位置,增加直澆道窩,加厚中層內(nèi)澆道的厚度,優(yōu)化后的內(nèi)澆道速度更加穩(wěn)定,充型順序更加合理。降低澆注速度,判斷紊流狀態(tài)和充型時(shí)間對(duì)卷氣、二次氧化渣缺陷的影響。為研究卷氣、氧化夾渣與縮孔等鑄造缺陷的形成,借助Flow 3D仿真軟件模擬計(jì)算充型過(guò)程的流動(dòng)狀態(tài),基于卷氣模型、表面缺陷...
【文章來(lái)源】:大連交通大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:92 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 注塑機(jī)產(chǎn)業(yè)及注射座發(fā)展概述
1.2.1 產(chǎn)業(yè)概述
1.2.2 注射座概述
1.3 鑄造仿真技術(shù)概述
1.3.1 國(guó)外鑄造數(shù)值模擬發(fā)展
1.3.2 國(guó)內(nèi)鑄造數(shù)值模擬發(fā)展
1.4 課題研究背景及主要內(nèi)容
1.4.1 背景與意義
1.4.2 主要內(nèi)容
第二章 鑄造過(guò)程數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)及軟件介紹
2.1 充型過(guò)程控制方程
2.2 紊流模型
2.2.1 紊流狀態(tài)概述
2.2.2 雷諾方程
2.2.3 RNG(重整化群)K-Epsilon模型
2.3 凝固過(guò)程數(shù)學(xué)模型
2.3.1 熱傳導(dǎo)
2.3.2 對(duì)流傳熱
2.3.3 輻射換熱
2.4 初始條件與邊界條件
2.4.1 初始條件
2.4.2 邊界條件
2.5 缺陷形成機(jī)理及判據(jù)
2.5.1 縮孔縮松形成及判據(jù)
2.5.2 二次氧化渣形成及判據(jù)
2.5.3 氣孔形成及判據(jù)
2.6 Flow-3D軟件簡(jiǎn)介
2.7 本章小結(jié)
第三章 階梯式澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)工藝探究
3.1 階梯式澆注系統(tǒng)分類(lèi)
3.2 階梯式澆注系統(tǒng)通用模型設(shè)計(jì)與仿真模擬
3.2.1 組元比例設(shè)計(jì)
3.2.2 方案一
3.2.3 方案二
3.2.4 方案三
3.3 探究與討論
3.4 本章小結(jié)
第四章 注射座鑄造工藝設(shè)計(jì)與優(yōu)化
4.1 鑄造工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
4.1.1 注射座鑄件結(jié)構(gòu)分析
4.1.2 爐前處理及原輔材料選定
4.1.3 QT500鑄造性能
4.1.4 注射座工藝性分析
4.2 鑄造方案設(shè)計(jì)及優(yōu)化
4.2.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.2.2 冒口設(shè)計(jì)
4.2.3 冷鐵設(shè)計(jì)
4.2.4 排氣通道設(shè)計(jì)
4.2.5 仿真模擬前處理過(guò)程
4.2.6 方案一
4.2.7 方案二
4.2.8 方案三
4.3 本章小結(jié)
第五章 注射座鑄造缺陷仿真模擬及分析
5.1 Flow3D中鑄造缺陷理論模型
5.1.1 卷氣缺陷理論
5.1.2 二次氧化渣缺陷理論
5.1.3 縮孔縮松缺陷理論
5.2 卷氣模擬分析
5.2.1 方案一
5.2.2 方案二
5.2.3 方案三
5.2.4 卷氣對(duì)比驗(yàn)證分析
5.3 二次氧化渣分析
5.3.1 方案一
5.3.2 方案二
5.3.3 方案三
5.3.4 二次氧化渣對(duì)比驗(yàn)證分析
5.4 縮孔縮松分析
5.4.1 縮孔模型判據(jù)分析
5.4.2 方案二凝固分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]淺析中國(guó)古代冶鐵技術(shù)[J]. 王志豪,王前進(jìn). 中國(guó)鑄造裝備與技術(shù). 2018(05)
[2]一種床頭箱的封砂鑄造工藝實(shí)踐[J]. 陳宗民,盛文斌,谷建利. 鑄造. 2018(02)
[3]水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪體鑄造工藝設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J]. 林雪健,黃宏軍,王浩磊,馬爽,袁曉光,石明浩,董福宇. 鑄造. 2018(01)
[4]內(nèi)澆道出流線速度的控制對(duì)減少球鐵鑄件二次渣的作用[J]. 李力,呂翔,顧磊,張崇亮. 鑄造技術(shù). 2017(12)
[5]國(guó)內(nèi)鑄造工藝數(shù)值模擬研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 楊智強(qiáng),起華榮,郭紅星,段榆蓉. 鑄造技術(shù). 2017(09)
[6]兩種國(guó)產(chǎn)鑄造數(shù)值模擬軟件的應(yīng)用[J]. 傅駿,肖方志,翟開(kāi)華,王興芳,聶君. 鑄造技術(shù). 2017(08)
[7]應(yīng)用無(wú)量綱Niyama判據(jù)優(yōu)化大型薄壁鑄件澆冒系統(tǒng)[J]. 康茂東,王俊,高海燕,王國(guó)祥,何樹(shù)先. 鑄造技術(shù). 2017(07)
[8]FLOW-3D在流體力學(xué)教學(xué)改革中的應(yīng)用及探討[J]. 譙雯,周云開(kāi). 高教學(xué)刊. 2017(08)
[9]CAE技術(shù)在厚壁鑄件壓鑄工藝中的應(yīng)用[J]. 吳星. 遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(02)
[10]6DL3缸體鑄件的生產(chǎn)工藝[J]. 王振宇,杜利峰. 現(xiàn)代鑄鐵. 2017(01)
碩士論文
[1]板類(lèi)件冒口優(yōu)化與缺陷判據(jù)的模擬研究[D]. 馮沛晨.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2017
本文編號(hào):2977302
【文章來(lái)源】:大連交通大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:92 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 注塑機(jī)產(chǎn)業(yè)及注射座發(fā)展概述
1.2.1 產(chǎn)業(yè)概述
1.2.2 注射座概述
1.3 鑄造仿真技術(shù)概述
1.3.1 國(guó)外鑄造數(shù)值模擬發(fā)展
1.3.2 國(guó)內(nèi)鑄造數(shù)值模擬發(fā)展
1.4 課題研究背景及主要內(nèi)容
1.4.1 背景與意義
1.4.2 主要內(nèi)容
第二章 鑄造過(guò)程數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)及軟件介紹
2.1 充型過(guò)程控制方程
2.2 紊流模型
2.2.1 紊流狀態(tài)概述
2.2.2 雷諾方程
2.2.3 RNG(重整化群)K-Epsilon模型
2.3 凝固過(guò)程數(shù)學(xué)模型
2.3.1 熱傳導(dǎo)
2.3.2 對(duì)流傳熱
2.3.3 輻射換熱
2.4 初始條件與邊界條件
2.4.1 初始條件
2.4.2 邊界條件
2.5 缺陷形成機(jī)理及判據(jù)
2.5.1 縮孔縮松形成及判據(jù)
2.5.2 二次氧化渣形成及判據(jù)
2.5.3 氣孔形成及判據(jù)
2.6 Flow-3D軟件簡(jiǎn)介
2.7 本章小結(jié)
第三章 階梯式澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)工藝探究
3.1 階梯式澆注系統(tǒng)分類(lèi)
3.2 階梯式澆注系統(tǒng)通用模型設(shè)計(jì)與仿真模擬
3.2.1 組元比例設(shè)計(jì)
3.2.2 方案一
3.2.3 方案二
3.2.4 方案三
3.3 探究與討論
3.4 本章小結(jié)
第四章 注射座鑄造工藝設(shè)計(jì)與優(yōu)化
4.1 鑄造工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
4.1.1 注射座鑄件結(jié)構(gòu)分析
4.1.2 爐前處理及原輔材料選定
4.1.3 QT500鑄造性能
4.1.4 注射座工藝性分析
4.2 鑄造方案設(shè)計(jì)及優(yōu)化
4.2.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.2.2 冒口設(shè)計(jì)
4.2.3 冷鐵設(shè)計(jì)
4.2.4 排氣通道設(shè)計(jì)
4.2.5 仿真模擬前處理過(guò)程
4.2.6 方案一
4.2.7 方案二
4.2.8 方案三
4.3 本章小結(jié)
第五章 注射座鑄造缺陷仿真模擬及分析
5.1 Flow3D中鑄造缺陷理論模型
5.1.1 卷氣缺陷理論
5.1.2 二次氧化渣缺陷理論
5.1.3 縮孔縮松缺陷理論
5.2 卷氣模擬分析
5.2.1 方案一
5.2.2 方案二
5.2.3 方案三
5.2.4 卷氣對(duì)比驗(yàn)證分析
5.3 二次氧化渣分析
5.3.1 方案一
5.3.2 方案二
5.3.3 方案三
5.3.4 二次氧化渣對(duì)比驗(yàn)證分析
5.4 縮孔縮松分析
5.4.1 縮孔模型判據(jù)分析
5.4.2 方案二凝固分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]淺析中國(guó)古代冶鐵技術(shù)[J]. 王志豪,王前進(jìn). 中國(guó)鑄造裝備與技術(shù). 2018(05)
[2]一種床頭箱的封砂鑄造工藝實(shí)踐[J]. 陳宗民,盛文斌,谷建利. 鑄造. 2018(02)
[3]水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪體鑄造工藝設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J]. 林雪健,黃宏軍,王浩磊,馬爽,袁曉光,石明浩,董福宇. 鑄造. 2018(01)
[4]內(nèi)澆道出流線速度的控制對(duì)減少球鐵鑄件二次渣的作用[J]. 李力,呂翔,顧磊,張崇亮. 鑄造技術(shù). 2017(12)
[5]國(guó)內(nèi)鑄造工藝數(shù)值模擬研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 楊智強(qiáng),起華榮,郭紅星,段榆蓉. 鑄造技術(shù). 2017(09)
[6]兩種國(guó)產(chǎn)鑄造數(shù)值模擬軟件的應(yīng)用[J]. 傅駿,肖方志,翟開(kāi)華,王興芳,聶君. 鑄造技術(shù). 2017(08)
[7]應(yīng)用無(wú)量綱Niyama判據(jù)優(yōu)化大型薄壁鑄件澆冒系統(tǒng)[J]. 康茂東,王俊,高海燕,王國(guó)祥,何樹(shù)先. 鑄造技術(shù). 2017(07)
[8]FLOW-3D在流體力學(xué)教學(xué)改革中的應(yīng)用及探討[J]. 譙雯,周云開(kāi). 高教學(xué)刊. 2017(08)
[9]CAE技術(shù)在厚壁鑄件壓鑄工藝中的應(yīng)用[J]. 吳星. 遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(02)
[10]6DL3缸體鑄件的生產(chǎn)工藝[J]. 王振宇,杜利峰. 現(xiàn)代鑄鐵. 2017(01)
碩士論文
[1]板類(lèi)件冒口優(yōu)化與缺陷判據(jù)的模擬研究[D]. 馮沛晨.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2017
本文編號(hào):2977302
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