Numerical simulation of low pressure die-casting aluminum wheel

The FDM numerical simulation software,ViewCast system,was employed to simulate the low pressure die casting(LPDC)of an aluminum wheel.By analyzing the mold-filling and solidification stage of the LPDC process,the distribution of liquid fraction,temperature field and solidification pattern of castings were studied.The potential shrinkage defects were predicted to be formed at the rim/spoke junctions,which is in consistence with the X-ray detection result.The distribution pattern of the defects has also been studied.A solution towards reducing such defects has been presented.The cooling capacity of the mold was improved by installing water pipes both in the side mold and the top mold.Analysis on the shrinkage defects under forced cooling mode proved that adding the cooling system in the mold is an effective method for reduction of shrinkage defects.

车轮成形中预锻工艺及模具结构对终锻过程的影响

以铁路货车用HDSA车轮为研究对象,采用MSC Marc软件建立车轮模锻有限元模型,模拟分析原预锻工艺及模具条件下车轮模锻成形过程中金属的流动及变形力,研究预锻闭模间隙对终锻轮辋充满度及锻压力的影响,进而考察预锻模具结构尺寸对终锻的影响,优化闭模间隙及预锻模腔结构。结果表明:在原预锻工艺及模具结构尺寸下,终锻结束轮毂完全充满,轮辋型腔上下角部充满度较差;减小预锻闭模间隙可使预锻压力显著增大并使终锻时轮辋金属更多流向轮缘,轮辋上部的圆角充满度降低,限于预锻压力机的能力,原预锻模具结构下预锻闭模间隙的可调整空间小,通过调整闭模间隙改善终锻轮辋内圆角部位填充效果有限;减小预锻模具的轮辋型腔内径可显著减小预锻压力,利于提高终锻后轮辋上部圆角的充满度,且对终锻压力没有明显影响;增加预锻轮辋型腔的高度也能一定程度降低预锻压力,提高终锻后轮辋上部圆角的充满度,但会显著增大终锻压力。综合考虑,减小预锻模具轮辋型腔内径是优选方案,但还需考虑终锻模具轮辋型腔尺寸,两者不能差异过大。

儿童平衡车车轮毂压铸模设计

对儿童平衡车车轮毂进行了工艺分析,确定了制件使用压铸铝合金为原材料,详述了模具压铸机的选择、分型面的确定、浇注与排溢系统的设计、推出机构、侧抽机构、冷却系统及模具工作过程。该模具结构合理、可靠。

多楔轮轮毂冲锻成形工艺及影响因素研究

针对某筒形多楔轮轮毂零件的结构特点,基于板料近净成形原理,对其轮毂成形制定了多道次冲锻工艺方案。基于DEFORM-3D软件平台建立了多道次冲锻成形全流程三维有限元模型,通过数值模拟研究了模具结构参数对缩径翻边和镦锻工序中成形缺陷的影响,并分析了成形过程中的等效应变分布与轮毂筒壁壁厚变化情况。结果表明,当两道次缩径翻边步长l1和l2的取值范围为12.8~15.6 mm、第1道次缩径翻边圆角半径r1不小于16 mm时,轮毂筒壁成形结果良好,没有产生失稳和削料。当整形上模圆角半径R为3.5 mm时,镦锻末期在筒壁与凸缘交接处不会产生折叠缺陷。根据模拟结果进行实验验证,成功试制出多楔轮轮毂,验证了工艺制定及参数选择的可靠性,并最终在此基础上制得合格的多楔轮零件。

一种盘式铝合金汽车轮毂锻造工艺设计及锻件组织力学性能分析

设计并优化了一种盘式铝合金汽车轮毂的锻造工艺及模具,结合数值模拟明确了锻造过程中金属的流动规律。针对此类盘式铝合金汽车轮毂的结构特点,提出了一种预锻件-终锻模具内嵌式相切的设计方法。基于此设计方法,通过数值模拟得出了合理的预锻上模压下量为50~70 mm。优化的锻造工艺和模具解决了轮毂初始坯料和预锻件与模具间定位难的问题,并消除了终锻件的折叠缺陷。利用优化后的锻造模具和工艺进行了锻造生产试验,对轮毂终锻件不同部位进行了组织表征和力学性能测试。结果表明,采用提出的预锻模具设计方法及推荐的预锻上模压下量,轮毂锻件成形质量良好,飞边分布均匀且无折叠缺陷,不同部位的组织和力学性能均满足要求。

低压铸造铝合金车轮模具水冷结构设计

低压铸造模具冷却结构由风/水雾冷改为水冷,研究了冷却对模具铸造的影响。结果表明,水冷结构不同,作用位置不同,冷却效果不同。根据模具结构特点,合理布置水冷结构、分布,有效提高了铸造效率和铸件产品力学性能。

国外铝加工企业模锻件研发模式分析

文章以美国铝业公司锻造车轮为例,梳理了美国铝业公司旗下锻造铝车轮的发展路径,旨在为铝加工企业相关产品的研发和推广应用提供具体指导及参考,从而更好地适应和满足中国高端制造业快速发展的需要。

薄壁圆管成形方管工艺分析及模具设计

以薄壁圆管成形方管为研究对象,基于数值模拟的方法,对其成形过程进行了有限元分析,仿真结果表明,在无填充支撑物的情况下,当间隙超过一定值时无法成形。在管料中填充支撑物后,管料在自动化成形过程中出现管料卷曲、成形尺寸超差、模具使用寿命短等问题,通过调整小端夹紧的宽度尺寸、合模时模具零件间隙、更改模具结构及在模具零件表面镀TiN涂层,解决了这些问题。

TD技术在汽车模具中的应用

以汽车轮罩外板为例,利用TD技术对其模具进行重新开发,解决了制件的拉毛开裂等质量问题。阐述了TD技术相对于其它表面热处理技术的优点。

后轮罩内板工艺方案和回弹补偿

后轮罩内板位于侧围后部,轮胎上面,与轮胎之间隔着挡泥胶皮,大部分造型呈圆弧状。由于后轮罩内板形状结构复杂,此制件是冲压工艺设计和钳工调试整改的重点件和整改难件。前期回弹分析与后期现场出件状态出入较大,前期冲压工艺方案设计和回弹补偿方案制定难度较大,后期模具调试和整改周期长,尺寸精度整改成本损失大,由此造成的后期模具调试和整改周期长,成本损失大。

基于BP神经网络和SQP算法的轮毂锻模优化设计

针对轮毂锻模的上模芯磨损剧烈的问题,将锻造成形数值模拟、BP神经网络和SQP算法耦合以优化模具的型面,改善上模芯的磨损情况,从而提高模具的寿命。基于MATLAB平台,以等磨损为目标建立优化数学模型,采用3次样条插值曲线描述上模芯成形部位的轮廓形状。结合锻造成形数值模拟和修正的Archard磨损模型得到计算结果并以此训练BP神经网络,建立模具型腔控制点与目标函数之间的映射关系。运用SQP算法对设计变量进行寻优,得到最优的上模芯成型部位的轮廓形状,并对此轮廓的磨损情况进行数值模拟验证。结果表明:优化后成形上模芯磨损量减小且更加均匀,等磨损值下降了38.4%。

基于CAE的铝合金车轮低压铸造模具结构优化

基于流体力学传热学基本方程和有限差分方法,利用AnyCasting铸造模拟软件,采用残余熔体模数预测缩孔、缩松缺陷,用确定性模拟方法模拟微观组织。将铸造的充型凝固宏观模拟与微观组织模拟相结合,实现了铸造成型过程从宏观缺陷到微观组织以及机械性能进行完整的模拟。以某型铝合金车轮的模具设计为例,证明了该模拟方法能够指导模具结构优化,减少反复修模、试模所造成的能源浪费,提高工艺成品率。

镁合金汽车轮毂低压铸造数值模拟

为了预测镁合金轮毂低压铸造过程中可能产生的缺陷,利用三维建模软件对镁合金轮毂进行数值建模并通过Procast模拟软件对镁合金轮毂的充型和凝固过程进行模拟分析。由于加压速度的快慢,对铸件充型的平稳性有很大影响,并且热节及孤立熔池部位极易产生缩孔缩松缺陷,因此对镁合金轮毂铸造过程的加压速度及温度场、流场进行研究。研究结果表明,通过降低加压速度能够很大限度地减少在浇注过程中所产生的气孔和缩孔缩松及氧化夹杂缺陷,对于轮辐处产生的热节,可以对该部位进行激冷处理,使其优先凝固,进而改善了铸件的质量。

低压铸造铝合金轮毂内部缺陷分析及改进措施研究

对低压铸造A356铝合金轮毂内部缺陷进行了分析,对轮毂各个部位的微观组织和力学性能以及试样拉伸断口形貌进行了检测。结果表明:轮辐和轮心部位α-Al的二次枝晶臂间距(SDAS)分别为48μm和55μm,易出现少量的缩孔、缩松以及气孔等铸造缺陷,局部区域存在变质不良的Si相及针状、鱼骨状的铁基化合物;外胎圈座附近易出现偏析现象,造成局部性能不佳;轮缘部位晶粒细小,Si相变质良好。为提高产品质量,总结了压铸铝轮毂组织中易出现的各种缺陷并提出相应的改进措施。

三角带轮压铸模智能CAD系统的研究

采用面对对象的知识表达方法 ,利用MFC与MDT 3 .0三维造型软件相结合 ,研究开发了基于三维参数化造型技术的三角带轮压铸模智能CAD系统。系统由专家系统模块和图形处理模块组成 ,可以自动生成实心轮、辐轮的压铸模实体图和工程图 。

镁合金汽车轮毂挤压成形工艺研究

通过对镁合金汽车轮毂成形难点的分析,制定出一套合理的成形方案。重点介绍了正挤压工序。通过分析坯料预热、模具预热及挤压速度等对正挤压的影响来合理控制坯料预热温度、模具预热温度、挤压速度以实现镁合金轮毂产品的成形,从而获得力学性能优于铸造成形的汽车轮毂。该工艺的提出为汽车轮毂的发展提供了有价值的参考依据。

镁合金轮毂低压铸造模具冷却性能模拟分析

对镁合金轮毂低压铸造模具关键部位的冷却性能进行模拟研究,对比了采用不同冷却方式所产生的凝固缩孔缺陷.研究发现,单独设置侧模冷却管道是一种有效的冷却方式,能够很好地减小镁合金轮毂低压铸造凝固过程中在轮辐与轮辋连接处所产生的合金液体孤岛体积,使其位置向轮心方向移动,进而降低这些区域的缩孔缺陷.通过对改进冷却性能后的轮毂实施静力学强度分析,对比改善前后轮毂应力应变分布情况,表明了模具冷却性能改善的有效性.

铝合金轮毂低压铸造充型过程模拟及工艺改进

以实际生产中的铝合金轮毂铸件为例,采用商用软件AnyCasting和自己开发的低压铸造过程数值模拟软件对其充型过程进行了模拟,并针对铝合金轮毂件的气孔缺陷分析提出了工艺改进方案。经过实际生产验证,有气孔缺陷的产品明显减少,表明数值模拟技术在低压铸造领域中对于改进生产工艺、减少铸件废品等方面具有实际指导意义。

低压铸造压力和模温自动控制系统

分析了低压铸造工艺的发展对液面加压和模温的要求,介绍了自行研制的低压铸造压力和模温自动控制系统的组成、工作原理和特点。实际应用表明,该系统实现了液面加压和模具温度的闭环控制,其泄漏补偿能力使液面分级线性加压具有良好的重复再现性,多种方式综合调节冷却循环实现模温合理监控,此外系统稳定可靠,人机界面便于操作。工艺装备水平的提高对优化工艺进而稳定质量、提高生产率提供了保障,进一步提高了企业竞争力。

铝合金车轮挤压铸造工艺

采用挤压铸造代替压力铸造生产铝合金车轮,不仅克服了压铸件内部容易形成气孔和氧化夹杂的缺陷,而且提高了成品率及材料利用率。介绍了铝合金车轮挤压铸造的模具结构及设计参数,分析了挤压铸造的工艺参数及选择依据。