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灯罩
模具设计
及其
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台灯罩模具设计及其型腔仿真加工设计,灯罩,模具设计,及其,仿真,加工,设计
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模具分型面的形成和铝合金板的凝固安 泳周超译摘 要： 模具分型面成形差易的原因在于模具的热收缩和热膨胀系数不同，它极大的影响了模具与铸件之间的传热。铸件的变形对铸件凝固过程中的冷却也存在影响。在对铸造模具进行分析的同时用热力耦合来接触模具的分型面，以铝合金为铸件原料。分析模具的变形和温度分布对铸件进行分析，再与先前测量数据进行比较。然后确认该模具铸造的数据，计算空气间隙形成的数值。比较铸件的气隙曲线与位移曲线，发现之前和之后的空气间隙有了显而易见的增长，主要原因是由于铸件的收缩在改变模具形状时并不显著。它随差距形成时间的增加而增加，调查显示最初的模具温度对铸件凝固过程中的温度和冷却时的温度也是有改变作用的。 关键词：热力耦合模具;空气间隙的形成;模具弯曲;板块铸造;模具铸造的变形。1 . 导言 空气间隙的形成是模具铸造界面热收缩和热扩张的一个结果。模具铸造进一步受凝固的影响。这在很大程度上取决于模具的传热方向，金属的冷却方式也是一个影响的因素。据调查，模具铸造的变形问题也可能与模具的初始运动有关。在金属铸造变形时，由于铸件热梯度的不同，因此它没有力量在最初阶段就凝固在一起进行铸造。通过对铸件的凝固和冷却过程中的几个试点的研究，发现虽然有部分仍在进行凝固，但主要的凝固过程还是受该铸件结晶界面传热程度的影响。 铸件的缺陷，主要是由于凝固过程中的冷却时间不同所造成的温度非均匀分布。这些都出现在铸件凝固的初期。多年来，许多人已经开始调查这些模具的弊端的原因了。因为用实验方法测量凝固过程中的应力，这几乎是不可能的。 最近铸件变形的发展已经为铸件在商业中的使用提供了依据，因为该铸件有很高的准确性和良好的稳定性，能非常有效的抵制各种各样的铸件的热变形。 许多空气间隙形成的模拟数据都已经做好了。但是，只有极少数的数据对运动的连铸结晶有帮助。大部分动向模拟处理的数据是与铸件分开的，其中应同时解决模拟处理的初期问题， 还有很多问题有待解决。熔融金属接触到冷空气后，在浇筑的间隔期，铸件很快在同一点凝固了。 本研究的目地是证明空气间隙形成的存在。通过模具的铸造动作来分析用热力耦合方法来接触铸件的边界。2 .计算程序2.1 .模型描述 图1显示了用于该模具铸造的应力分析，用二维热力耦合来分析。用横截面中一半的模具高度数据来作分析。铸件的尺寸分别为100毫米宽， 12.5毫米厚，模具的尺寸为150毫米宽，37.5毫米厚。比较连铸模具的大小和形状。在研究实测值时，上次的每个数据在图中显示的温度和位移的位置是不同的。第2点和第3点 ，在图中像是同一节点，其实是两个节点重叠在了一起。 使用四边形滤网，滤网用1.25 mm宽和2.5 mm长的模具来铸造。 模具的材料是生铁，铸造合金用7%的硅和0.3%的吕合金。 由于铸件的形状是可变的，我们用弹性平面作为模具的假设变形平面。模具材料的性能温度假设为是一个常数。铸造材料的性能温度是不变的。热导率温度在表1中，铸件的密度是2700kg/m3 。 热转化的变化值在一定的范围内。铝的热使用比率是7，镁合金是0.3，包括在共晶时。在共晶凝固温度低于千时被定义为潜释放。已经考虑该铸造金属的热收缩凝固问题，还未考虑凝固时的收缩量。2.2. 计算情况为了方便分析，使用MSC-MARC (版本2000)商业元素代码。选择模具的最初温度作为计算温度. 铸件的最初的温度是883K。模具的温度在303到623K范围内。分析时结合y位移线(在图1AA线)和模型的x位移中心线 (在图1的BB线)。连铸模具采用的方法是接触力学的方法。联系初开始的负荷增量，在接触过程中，改点不可能成为接触表面的一个节点。 因此接触宽度是每个铸件表面的宽度。将铸件的偏值数值定为0.99。铸造时两者的摩擦力并没有考虑，这时模具的铸造被视为可变形。铸件和模具之间的传热系数为1.5kW/m2K,传热时间取决于从模具分离铸件的时间，其范围在0.2和0.4 kw/m2k之间。heat-transfer系数是早先测量的数据，模具的传热系数被固定为0.008 kw/m2 k。考虑热效应变形时并没有考虑热量通过铸件某一截面的问题。由三种方法来确定标准的非线性收敛问题。选择铸件的相对宽度为0.1mm。对于非线性问题，时间步长直接影响着计算精度，所以选择固定的时间步长为0.05秒。 图1 模具铸造的热应力分析表1 热模具的物理数据表2 铸造用的热物理数据3.结果3.1 . 冷却曲线图2是一个典型的冷却曲线图。较低的曲线显示模具的温度，而两个上面的曲线显示浇铸温度。当模具的温度接近连铸结晶的温度时显示，这是迄今为止发现的唯一趋势。刚开始模具的温度急速上升，然后趋于稳定，约20秒后有一个铸造上的共晶温度曲线。3.2 变形形状 图3显示模具铸造的形状随着时间的推移而变化。变形的数值范围由100个数值组成。用模具的内表面来接触铸造面。所以铸造畸形是由于模具弯曲而形成的。后面的图是模具铸造过程的12秒的完整图。在初期阶段，凝固是比较快的。这意味着从模具中分离铸件是从边缘到该铸件的中心进行分离的。本研究报告说明空气间隙形成是由未完全分离形成的。图4可以看出，当模具达最大弯曲时，在早期阶段凝固后便返回其先前的位置，但仍是该模具的一部分。然而铸件在脱离模具后便与空气接触。这就是说，模具及铸件连同之前的空气间隙将一起形成，它可以用计算方法来证实。 最后模具恢复了原来的形状，因为假设温差在模具上的表现是弹性的。3.2 模具的弯曲成形 以变动的凝固时间为铸造中心时间，最初的凝固时间由差距形成的时间和最大弯曲模具的时间相加而成。由于在图5中所有曲线都表现出同样的趋势，因此必须增加模具的初始温度。如果时间之间的差距越小那么形成的弯曲也较小，但模具初始温度较高。图6显示了铸件的温度变化与模具的初始温度的内在变化。起初温差保持增加的趋势，直至峰值降低到曲线以下。图3模具的铸造时间图2 典型的冷曲线图4 连铸模具铸造的位移曲线图5铸造中心凝固形成的时间和初始模具温度。图 6 温度变化之间的分歧和外表面的模具初始温度。图7 模具相互间的初始温度和最高弯曲温度之间的差异。图 8 计算和测量模具弯曲。图9 计算和测量模具弯曲。图10连铸结晶的移曲线4 .讨论4.1 模具的最初温度和模具弯曲 图7显示了铸件相互间的初始温度。模具的弯曲与温差成正比。铸件因为弯曲而改变了铸件的厚度。双方最大差异在于降低了模具的初始温度。图8和图9说明模具的最大弯曲度在0.024至0.032毫米在之间，从0.023到0.046毫米间测量。无论模具初始温度增加与否，计算和实测的模具弯曲度都将减小。温差的变小，与较高的初始模具温度有关。图9是温差在模具中的表现，但计算点不同。实际测量范围是从80和118 k。这种差距主要是由于输入的数据不同和初始温度不同造成的。试验时精确地控制浇注温度是很难的。4.2 变形的形成和连铸运动模具的连铸运动可以从计算位移曲线中看出。图10是浇注模具第一阶段。模具的厚度有一个很大的梯度。模具温度在接口处达到顶峰。由于模具温度的跌幅随着时间的推移而变化，在第二阶段模具弯曲减小，模具回至先前的样子。虽然铸造温度在这一阶段下降到共晶时的温度，铸件还是没有凝固，因为它的凝固值较低。前不久模具铸件合同继续扩大。部分小铸件成为模具行业的高收益。第三阶段，两条曲线对应空气间隙的值。一旦空气间隙形式，它将渐渐长大，铸件的凝固温度将变小。在第四阶段，铸件的收缩是由于快速下降的铸造温度造成的。比较铸件的空气间隙曲线与位移曲线，发现变化在模具的位移上并不明显。上述是对空气间隙形成的分析和解释，并经过了实验的证明。4.3模具的最初温度和间隙的形成图11显示了间隙形成的时间与模具初始温度的关系。无论间隙形成时间的增加与否，模具的初始温度不变。空气间隙形成的原因主要取决于铸件的收缩率。铸件与模具在不同接触点的传热系数也是不同的。5 结论通过分析模具铸造的热力耦合来进行连铸运动。 通过实验发现，空气间隙的形成和连铸运动是关联的。由于模具的温度梯度较大导致模具厚度变小。随着时间的推移模具的温度开始下降，
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