鋁合金汽車輪圈鑄造問題研究-文庫吧資料
2025-04-01 04:55本頁面
【正文】 匯入模具的STL model，并加入其性質(zhì)設(shè)定即可。在這里我們需要對整個鑄造模塊的各部分做詳細的設(shè)定，才能得到準確的分析結(jié)果。 AFS3D可輸入由其它CAD軟件如Pro/E、Solid Work所匯出的實體模型STL檔案格式，其鑄造模型的建構(gòu)主要也是依賴由外部輸入復(fù)雜的模型為主，接受度有90%，我們嘗試將汽車輪圈的模型以STL的檔案格式匯入AFS3D，其模型的接受度100%如圖5所示，并不需要做任何特別的修補。 AFS3D提供10天試用版軟件可讓使用者先行評估其功能，與一般計算機輔助分析軟件的結(jié)構(gòu)相同，分為前處理、求解、后處理三個部分。 AFS3D試用評估另一系統(tǒng)則只針對凝固熱傳部分加以分析，其以模穴已經(jīng)完全充填為前提進行凝固的分析，因此設(shè)計者只能對模具的設(shè)計加以調(diào)整。 目前商用鑄造模流分析的軟件并不多見且價格昂貴，其名稱、功能與代理商如表1所示。 商用鑄造模流分析軟件熱物性數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)直接影響到流動充填分析與凝固熱傳分析的正確性，因此熱物性數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的準確性與數(shù)據(jù)庫中是否有我們所使用的材料便需要加以注意。 鑄造CAE軟件分析的流程如圖4所示，與一般我們所熟悉的CAE流程大致相同，其中最重要的是熱物性數(shù)據(jù)庫的輸入。3. 鑄造分析軟件評估 鑄造模流分析軟件分析流程(3) 為補償鑄造時鋁料冷卻后之收縮，將鋁圈的初始模具設(shè)計厚一些，待鑄造完成后再加以加工除去多余的鋁料得到符合設(shè)計的輪圈，此法浪費過多的鋁料。 在汽車鋁合金輪圈的鑄造所發(fā)生的問題有：(1) 輪圈彎折部位因厚度較大冷卻較慢，冷卻后產(chǎn)生收縮使得輪圈強度變?nèi)鯚o法通過輪圈彎曲測試。因此以吹風、噴水霧的方式加速其冷卻的速度，設(shè)置通氣粒讓肋這體積較大的部分冷卻，逃氣溝讓在模穴內(nèi)部的空氣能順溝擠出避免產(chǎn)生氣孔。由于金屬鑄造在冷卻的過程中會產(chǎn)生收縮，因此在模穴的體積設(shè)計需要比原尺寸大，同時也設(shè)計緩沖區(qū)讓融熔液體儲存在緩沖區(qū)中，在金屬冷卻收縮時能加以補充。最后凝固后的金屬將冷卻至一般的室溫會如(3)所示的固體熱收縮(solid thermal contraction)，以鋁合金來說其收縮的幅度約為5%。 在冷卻的過程中材料會產(chǎn)生收縮(shrinkage)，收縮的過程可分為三個階段如圖2所示，%的液態(tài)收縮(liquid contraction)，如圖2中的(1)所示。 收縮(Shrinkage)由式(2)我們可以了解在在鑄造凝固的過程中影響冷卻速度兩大因素：模具體積與表面積的比例AV以及模穴散熱的能力Cm，式(2)除了能預(yù)估整體的冷卻時間，也指出如果我們要針對局部的冷卻速度作調(diào)整，也需由此兩個方向著手。 影響凝固時間的因素有很多，包括鑄件的體積、表面積，模具材料的比熱、熱傳導(dǎo)系數(shù)以及鑄造金屬的比熱、熔解熱、熱傳導(dǎo)系數(shù)等，因此凝固時間可以藉由一經(jīng)驗公式“Chvorinov’s Rule”來估算。 熔液填滿模穴之后便開始冷卻
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