锌合金压铸数值模拟及其热流道技术研究

摘要

锌合金在铸造性能和机械性能方面的独特优势，使其在五金制品生产中占有其它材料无法替代的地位。目前国内多数的压铸企业在锌合金压铸模设计研发上仍主要依靠经验，通过反复试模修模来实现，这种研发模式成本高、周期长、效率低，甚至所设计的压铸件流道的重量超过产品本身。通过锌合金压铸流道成本质量分析，发现流道设计对生产成本的控制有着显著的影响。本文试图通过以下几个方面的研究工作为上述问题的妥善解决提供较为科学的指导。
　　1）锌合金压铸数值模拟技术应用研究
　　锌合金压铸件多为薄壁件，内浇口厚度很小，为网格生成带来困难。为确保FLOW3D软件数值模拟结果的准确性，本文首先对锌合金压铸模STL图档生成、网格生成和模拟参数设定等内容进行探讨，通过大量的模拟试验，获得应用FLOW3D软件进行锌合金压铸充型模拟的方法及技巧；
　　2）锌合金压铸浇注系统设计及优化
　　以某型号锌合金盖板压铸件为研究对象，设计其压铸工艺参数及浇排系统，再根据FLOW3D软件数值模拟结果进行优化，并进行生产验证，结果表明：模拟仿真结果与生产结果基本吻合，压铸充型模拟能够做为虚拟试模工具，为锌合金压铸模设计、压铸工艺参数优化提供科学、准确的指导；
　　3）锌合金压铸热流道技术研究
　　研究压铸热流道技术的原理，针对锌合金水龙头本体同时设计四种不同类型的压铸热流道方案，通过数值模拟确定最佳热流道方案，并以浇注温度、充型速度和模具温度为考察因素设计正交试验，获得最优的压铸工艺参数，即浇注温度415℃、充型速度55m/s、模具温度190℃。利用该最佳热流道方案及工艺参数进行实际生产验证，结果表明：采用压铸热流道系统能够获得品质优良的压铸件，且热流道浇注系统在热传递、压力传递以及流道成本上比冷流道浇注系统更具优势。

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第1章 绪论

1.1 锌合金压铸概况

1.2 压铸数值模拟技术概述

1.3 锌合金压铸热流道技术概述

1.4 课题研究目的和意义

1.5 课题来源和研究内容

第2章 模拟软件及数值模拟前处理技术

2.1 FLOW 3D软件简介

2.2 压铸数值模拟前处理技术研究

2.3 本章小结

第3章 锌合金压铸工艺及浇注排溢系统设计

3.1 锌合金压铸盖板件

3.2 压铸工艺参数

3.3 浇注系统设计

3.4 排溢系统设计

3.5 本章小结

第4章 锌合金盖板压铸数值模拟及实验验证

4.1 模拟分析前处理

4.2 数值模拟结果分析

4.3 浇注系统改进设计及结果验证

4.4 本章小结

第5章 锌合金压铸热流道技术研究及应用

5.1 锌合金压铸热流道技术概述

5.2 锌合金水龙头本体压铸热流道技术研究

5.3 基于数值模拟的工艺参数优化

5.4 冷、热流道模拟结果对比

5.5 实验结果验证

5.6 本章小结

第6章 结论与展望

致谢

参考文献

在学期间发表的学术论文