基于有限元的挤压铸造压射机构卡擦分析.pdf

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1、2015年1月机床与液压Jan．2015第43卷第1期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．43No．1DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．01．034基于有限元的挤压铸造压射机构卡擦分析宋雷，邵明(1．广东技术师范学院机电学院，广东广州510635；2．华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640)摘要：压射机构是挤压铸造设备中的核心零部件之一，卡擦现象是导致压射机构失效和压室寿命缩短的关键技术难题。利用有限元方法计算了压室与冲头的半径方向的变形值，并对压射机构卡

2、擦现象进行了定性分析。结果表明：压射过程中压室和冲头之间的配合间隙变小是导致主要卡擦发生的主要原因。关键词：挤压铸造；有限元；压射机构；热变形；卡擦现象中图分类号：TG233；TG249文献标志码：A文章编号：1001-3881(2015)1—141-3AnalysisforScrappingofInjectionDeviceinSqueezeCastingBasedonFEMSONGLei一，SHAOMing(1．SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，Guangdong

3、PolytechnicalNormalUniversity，GuangzhouGuangdong510635，China；2．SchoolofMechanical&AutomotiveEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510640，China)Abstract：InjectiondeviceisoneofkeypartsofSqueezeCastingMachine，andscrappingphenomenaisthepivot

4、alknotoflead—ingtoinjectiondevice'smalfunctionandlifetimecuttingofshotsleeve．Thetransfigurationvaluesofshotsleeveandplungertipinradi—USdirectionwerecomputedoutthroughFEM，andqualitativeanalysiswasmadeonscrappingphenomenaoftheinjectiondevice．Theresultsshowthatthec

5、learancedecreasedbetweenshotsleeveandplungertipduringinjectionprocessisthemainreasonleadingtothescrapping．Keywords：Squeezecasting；FEM；Injectiondevice；Thermaldeformation；Scrappingphenomena0前言械机构相关数据。例如PALIANIPAE采用数值模拟挤压铸造也称液态模锻，是一种适用于铝、镁等的方法研究了压室的热弹性．RAllenMILLER

6、Y通过轻合金成形的工艺。挤压铸造设备是实施挤压铸造工有限元方法研究了压铸机中关键零部件的磨损。本文艺的主要设备平台．它的主要功能是完成模具的闭作者将通过有限元方法计算冲头与压室之间的间隙变合、打开和金属熔液的压射。按照合模和压射的位置化，分析导致卡擦现象发生的主要原因。来分，通常有如下3种，即：垂直合模，垂直压射一_VV型；水平合模，垂直压射一Hv型；水平合模，水l—一-—～平压射一HH型l1]。压射机构如图1所示，是挤压铸几一-造设备的核心部件之一。其性能对铸件性能和工艺完●成质量有十分重要的影响。u一■日压射过程中

7、机构主要承受热一力耦合作用，冲头与—————]、压室之间存在着较为强烈的摩擦作用．经常会发生卡、5．擦现象。压室和冲头的使用寿命明显低于模具的寿命．l一压室2一限位弹簧严重时压室或冲头会在使用早期发生断裂，致使压射＼3一导轨44一推杆机构报废]。由于挤压铸造工艺过程的特殊性．无法5__平移油缸通过测量的方式获得变形的相关数据。有限元方法是6---冲头I卜保温层用有限数量的未知量去逼近真实系统的方法，它能提供一个高效、准确的途径获得实验方法难以获得的机图1挤压铸造机压射装置结构图收稿日期：2013—09—30基金项目：国

8、家科技支撑计划资助项目(2011BAE21B02)；广东省教育部产学研结合重大专项(2009A090100026)作者简介：宋雷(1979一)，男，博士，讲师，研究方向为金属材料成形设备。E—mail：sforrest@126．com。_·142·机床与液压第43卷1有限元模型的建立7．12x10kg／m，弹性模量为1．58~10