基于ProCAST的板柵壓鑄工藝與模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、本文以武漢某電源公司正在生產(chǎn)的蓄電池主要部件，含銻量為4.2％的鉛銻合金板柵為研究對象。針對板柵存在的粘模，斷筋，裂紋等缺陷導(dǎo)致產(chǎn)品的合格率較低。經(jīng)過對模具拋光處理基本上解決了粘模，斷筋和鑄件變形的問題。但板柵橫梁部位的裂紋缺陷仍是影響產(chǎn)品質(zhì)量的核心問題。
　　本文分析了壓鑄生產(chǎn)工藝中模具結(jié)構(gòu)形式，合金的成型性質(zhì)以及生產(chǎn)工藝參數(shù)等對鑄件缺陷的影響。在不改變合金成分的前提下，研究并提出了在合理的范圍內(nèi)微調(diào)工藝參數(shù)和改變模具冷卻系統(tǒng)結(jié)

2、構(gòu)來降低合金熱裂紋傾向的建議。通過ProCAST進行工藝模擬分析，調(diào)整、確定相關(guān)參數(shù)和模具冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了壓鑄工藝過程中各種因素綜合控制方法，以此確定最佳的工藝條件，降低鑄件熱裂紋傾向，提高鑄件質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
　　在簡要闡述鑄造數(shù)值模擬技術(shù)的基本原理基礎(chǔ)上，介紹了ProCAST軟件通過有限元方法建立的充型和凝固數(shù)學(xué)、物理模型，進行有限元離散求解，以及熱裂紋缺陷的判定問題。
　　為了解決ProCAST與三維設(shè)計軟件UG接

3、口問題，引入了Geomesh。通過Geomesh在網(wǎng)格劃分前進行CAD幾何模型交叉面、裂口、重疊面、小邊等自動清理，不僅節(jié)省了在MeshCADT中修改模型的時間，而且使后期面網(wǎng)格模型的裝配也變得簡單快捷。有效的解決了復(fù)雜幾何模型到有限元模型的數(shù)據(jù)傳遞問題。
　　熱物性參數(shù)對數(shù)值模擬起到至關(guān)重要的作用，由于ProCAST材料參數(shù)數(shù)據(jù)庫中沒有鉛銻合金的資料，本文通過查閱相關(guān)手冊和資料建立了符合銻含量為4.2％的鉛銻合金的熱物性參數(shù)數(shù)據(jù)

4、庫，鑄件與鑄型換熱系數(shù)數(shù)據(jù)庫。
　　在原有工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過對板柵鑄件數(shù)值模擬結(jié)果分析，預(yù)測充型模擬過程中產(chǎn)生熱裂紋的部位。實際澆注與模擬結(jié)果基本吻合，證實了ProCAST在進行板柵數(shù)值模擬的可靠性，為模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和工藝參數(shù)的調(diào)整提供了科學(xué)的指導(dǎo)。
　　根據(jù)鑄件凝固規(guī)律，提出工藝改進意見，優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，再次進行計算機數(shù)值模擬分析。分析討論模擬結(jié)果，提出質(zhì)量綜合控制管理方案，在實際生產(chǎn)中檢驗結(jié)果的正確性。經(jīng)生產(chǎn)