汽车轮毂压铸模具温度场的数值模拟分析

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1、西华大学硕士学位论文Y906776汽车轮毂压铸模具温度场的数值模拟分析材料加工工程专业研究生周玉辉指导教师吴卫教授摘要压铸模具的温度场分布是影响压铸件质量及模具寿命的关键因素，模具的温度场决定了其承受熟应力的程度，以及产生变形和裂纹的倾向。本文概述了压铸模具温度场数值模拟与应用的研究进展与发展方向，介绍了温度场数值模拟有限单元法的数学模型及其解法。并且针对某公司的一个铝制压铸件汽车轮毂，运用有限元分析软件ProcAsT对其压铸模进行了压铸过程温度场分析。压铸工艺参数和模具结构直接影响到模具的温度场，本文用

2、对比的方法定量地研究了浇注温度、模具预热温度、冷却水的温度、冷却水管的直径及其位置对模具温度场的影响。铝合金的浇注温度一般为600℃一700℃。本文分析了浇注温度分别为650℃，670℃，700℃时，压铸模具温度场的分布。从模具型腔表面的温度一时间图以及升温速率来看，浇注温度为650℃时，模具的表面平均温度最高为323-35℃，在金属液充入型腔后O一10s这段时间内，型腔表面的平均升温速率为8．4459℃／s。综合考虑，该铸件采用650℃的浇注温度较合理。对模具进行适当的预热，可降低模具型腔表面层的温度梯

3、度。本文分析了模具预热温度分别为180℃，200℃，240℃时，压铸模具温度场的分布。从模具型腔表面层的温度梯度和升温速率来看，采用200℃的模具预热温度是合理的。并且在金属液充入型腔后0～5s这段时间内，型腔表面西华大学硕士学位论文的平均升温速率是7．0734℃／s，型腔表面层的温度梯度是12．77℃／mm。冷却系统对模具的温度场有很大的影响。本文分析了冷却水的温度分别为30℃，50℃时模具的温度场。结果表明，水温分别为30℃，50℃时，模具的温度梯度和升温速率基本一样。故冷却水的温度对于实际生产影响不

4、大，因此可把冷却水的温度适当调高到50℃左右。冷却水管的位置对模具的温度场影响较大，本文分析了冷却水管分别离型腔表面35mm、45mm时模具的温度场。结果表明，当冷却水管离型腔表面35mm时，型腔表面层的升温速率是11．122℃／s，温度梯度是10．975℃／mm。而当冷却水管离型腔表面45mm时，型腔表面层的升温速率是9．5259℃，s，温度梯度是15．045℃／mm。故当冷却水管离型腔表面35mm时模具的升温速率高，热量传递快，而温度梯度低，模具的温度场分布较合理。同样，冷却水管直径不同，模具的温度场

5、不一样。本文分析了管径分别为8mm、9mm、10．5mm时模具的温度场。结果表明，管径分别为8mm、9mm、10．5mm时，等温区分别离型腔表面O～2mm、2～4mm、4～6mm。且采用直径10．5mm的冷却水管时，型腔表面平均升温速率是11．122℃／s，型腔表面层的温度梯度是10．975℃／mm，模具温度场分布比管径为8mm、9mm时更合理。关键词：压铸模具，温度场，数值模拟，工艺参数，冷却水管II西华大学硕士学位论文NumericalSimulation0fTemperatureFieldofthe

6、DiefbrProducingWheelHubinDieCastingProcessMaterialprDcessiⅡgengineeringGraduate：ZhouYuhuiSuperrbor：Pmf色ssorWuWeiAbstraCt1■etempemturefieldsofthediecastingdiesarecriticaltothequalityofcaslingsandtheserve1ifeofthedies．ndete肌inesthedegreethatthediessubjectto

7、thermalstress．andtheliabilitvthattheinitiationsofdefoⅡnandcrackofthedies．ThispaperdescribedtheresearchpmgressanddirectionabouInumericalsimulationstudyanditsapplicationofDieCastingdiestemperaturefield，jntroducedtheFEMmodelaⅡditssolutionofnumericalsimulatio

8、noftemperaturefield．A皿dtemperaturedistributiOninthediecastjngprocessofdie—castingdies，anahmiI蚰usDieCasting—wheelhubofacar，hasbeencalculatedandanalyzedbyFEMsofcwarePr0CASTProcessingparametersofDieCastingandstructures