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挤压铸造工艺数值模拟的研究

李敏华  
【摘要】: 挤压铸造是铸、锻结合的毛坯成形工艺,液体金属因在压力下结晶凝固,可获得组织细密,质量好,性能高,表面光洁,机加工量少的优质零件。同时,这种工艺一般不受合金牌号的限制,铸造或锻造合金均适用,最适合厚壁铝合金件的生产。目前铝合金件大量采用压力铸造或锻造工艺生产,均存在着一些缺点,挤压铸造工艺在不同程度上可克服它的某些不足。国内对挤压铸造工艺的研究比较少,影响挤压铸造件的因素又比较多,而且他们之间的相互关系又非常复杂,定性的分析往往难以对实践有很大的作用。 本文从挤压铸造模具的CAD/CAE技术急需解决的问题入手,分析了影响挤压铸造件质量的因素;以实际生产过的零件尺寸和工艺方案为依据,建立了三维网格模型,计算了相应的边界条件,对挤压铸造舵面充型过程中液体流动进行了数值模拟,并根据模拟的结果修改了工艺方案,在舵面的右上方增开了溢流槽。结果表明:对于壁厚比较薄的舵面,在充型过程中气体是影响金属液体流动的重要因数;压力流和反射流的汇聚点处在舵面的右上方,这里并伴有搅动的液流和气体出现,正是溢流槽所开设的位置。 模拟结果与舵面实际生产情况相比较,这个部位也正是出现缺陷最多的地方;模拟结果与实际相吻合。 整个研究表明,在挤压铸造成形理论指导和现代计算机技术的指导下,可以实现产品生产工艺的合理开发,缩短产品生产调试周期,降低生产成本和风险,提高产品质量,最终达到提高挤压铸造产品市场竞争能力的目的。


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