注射座阶梯式浇注系统工艺优化及仿真研究

发布时间：2021-01-14 18:16

　　注射座作为注塑机注射系统中的主要大型部件,需达到一定的力学性能要求。为确保注射座铸件在超声波探伤中达到2级标准,本文结合注射座的结构特点及生产现场的实际情况,初步确定设计阶梯式浇注、补缩系统和铸造工艺参数,利用Flow 3D软件模拟其充型和凝固过程,分析最终模拟结果选定合理的浇注系统方案和铸造工艺参数。本论文主要研究金属液在阶梯式浇注系统中的流动与注射座铸件易出现的铸造缺陷问题。通过建立通用模型,对比分析浇口比对金属液的流动顺序与状态的影响,优化阶梯式浇注系统组元比例。判断充型速度对紊流状态的影响,调整铸造工艺参数,获得高质量的注射座铸件。根据充型过程中的速度场、压力场和内浇口入水时间-速度曲线,确定充型前期是否出现金属液飞溅现象,中期是否出现提前溢流或回流现象,是否出现铸型侵蚀现象。改变底层内浇道的数量、形状与分布位置,增加直浇道窝,加厚中层内浇道的厚度,优化后的内浇道速度更加稳定,充型顺序更加合理。降低浇注速度,判断紊流状态和充型时间对卷气、二次氧化渣缺陷的影响。为研究卷气、氧化夹渣与缩孔等铸造缺陷的形成,借助Flow 3D仿真软件模拟计算充型过程的流动状态,基于卷气模型、表面缺陷... 

【文章来源】：大连交通大学辽宁省

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 注塑机产业及注射座发展概述
        1.2.1 产业概述
        1.2.2 注射座概述
    1.3 铸造仿真技术概述
        1.3.1 国外铸造数值模拟发展
        1.3.2 国内铸造数值模拟发展
    1.4 课题研究背景及主要内容
        1.4.1 背景与意义
        1.4.2 主要内容
第二章 铸造过程数值模拟理论基础及软件介绍
    2.1 充型过程控制方程
    2.2 紊流模型
        2.2.1 紊流状态概述
        2.2.2 雷诺方程
        2.2.3 RNG（重整化群）K-Epsilon模型
    2.3 凝固过程数学模型
        2.3.1 热传导
        2.3.2 对流传热
        2.3.3 辐射换热
    2.4 初始条件与边界条件
        2.4.1 初始条件
        2.4.2 边界条件
    2.5 缺陷形成机理及判据
        2.5.1 缩孔缩松形成及判据
        2.5.2 二次氧化渣形成及判据
        2.5.3 气孔形成及判据
    2.6 Flow-3D软件简介
    2.7 本章小结
第三章 阶梯式浇注系统设计工艺探究
    3.1 阶梯式浇注系统分类
    3.2 阶梯式浇注系统通用模型设计与仿真模拟
        3.2.1 组元比例设计
        3.2.2 方案一
        3.2.3 方案二
        3.2.4 方案三
    3.3 探究与讨论
    3.4 本章小结
第四章 注射座铸造工艺设计与优化
    4.1 铸造工艺设计基础
        4.1.1 注射座铸件结构分析
        4.1.2 炉前处理及原辅材料选定
        4.1.3 QT500铸造性能
        4.1.4 注射座工艺性分析
    4.2 铸造方案设计及优化
        4.2.1 浇注系统设计
        4.2.2 冒口设计
        4.2.3 冷铁设计
        4.2.4 排气通道设计
        4.2.5 仿真模拟前处理过程
        4.2.6 方案一
        4.2.7 方案二
        4.2.8 方案三
    4.3 本章小结
第五章 注射座铸造缺陷仿真模拟及分析
    5.1 Flow3D中铸造缺陷理论模型
        5.1.1 卷气缺陷理论
        5.1.2 二次氧化渣缺陷理论
        5.1.3 缩孔缩松缺陷理论
    5.2 卷气模拟分析
        5.2.1 方案一
        5.2.2 方案二
        5.2.3 方案三
        5.2.4 卷气对比验证分析
    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 二次氧化渣对比验证分析
    5.4 缩孔缩松分析
        5.4.1 缩孔模型判据分析
        5.4.2 方案二凝固分析
    5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]浅析中国古代冶铁技术[J]. 王志豪,王前进.  中国铸造装备与技术. 2018(05)
[2]一种床头箱的封砂铸造工艺实践[J]. 陈宗民,盛文斌,谷建利.  铸造. 2018(02)
[3]水轮机转轮体铸造工艺设计与优化[J]. 林雪健,黄宏军,王浩磊,马爽,袁晓光,石明浩,董福宇.  铸造. 2018(01)
[4]内浇道出流线速度的控制对减少球铁铸件二次渣的作用[J]. 李力,吕翔,顾磊,张崇亮.  铸造技术. 2017(12)
[5]国内铸造工艺数值模拟研究及应用现状[J]. 杨智强,起华荣,郭红星,段榆蓉.  铸造技术. 2017(09)
[6]两种国产铸造数值模拟软件的应用[J]. 傅骏,肖方志,翟开华,王兴芳,聂君.  铸造技术. 2017(08)
[7]应用无量纲Niyama判据优化大型薄壁铸件浇冒系统[J]. 康茂东,王俊,高海燕,王国祥,何树先.  铸造技术. 2017(07)
[8]FLOW-3D在流体力学教学改革中的应用及探讨[J]. 谯雯,周云开.  高教学刊. 2017(08)
[9]CAE技术在厚壁铸件压铸工艺中的应用[J]. 吴星.  辽宁工业大学学报(自然科学版). 2017(02)
[10]6DL3缸体铸件的生产工艺[J]. 王振宇,杜利峰.  现代铸铁. 2017(01)

硕士论文
[1]板类件冒口优化与缺陷判据的模拟研究[D]. 冯沛晨.沈阳工业大学 2017



本文编号：2977302