發(fā)布時間：2020-03-26 19:08

【摘要】：低壓鑄造技術(shù)在20世紀(jì)40年代用于工業(yè)生產(chǎn),它是一種反重力鑄造技術(shù)。目前,低壓鑄造主要采用鋁、鎂合金材料生產(chǎn)鑄件。低壓鑄造的原理是向裝有熔融鋁合金的保溫爐加壓,液態(tài)鋁合金在壓力的作用下由升液管進(jìn)入模具型腔內(nèi),最終在壓力作用下鑄件凝固成形。低壓鑄造中澆道與補(bǔ)縮通道在較低的壓力作用下結(jié)合在一起,有利于提高充型的平穩(wěn)性,同時還解決了鑄件補(bǔ)縮不合理的問題,使鑄件質(zhì)量大大提高。此外,低壓鑄造技術(shù)還具有補(bǔ)縮壓力高、溫度梯度大等優(yōu)點(diǎn),可以提高鑄件的成形質(zhì)量。由于鑄件向輕量化方向發(fā)展,為了滿足現(xiàn)代生產(chǎn)需求,鑄件生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)工藝需要不斷改善。而低壓鑄造技術(shù)在滿足鑄造零件輕量化要求方面,具有明顯的優(yōu)勢和應(yīng)用前景。在低壓鑄造過程中,模具溫度不僅影響鑄件的成形質(zhì)量,還影響模具的使用壽命。模具溫度控制系統(tǒng)具有非線性、大時滯的特點(diǎn),傳統(tǒng)的控制方法難以保證模具溫度的控制精度。因此,對模具溫度控制方法的研究具有重要的理論研究意義和工程應(yīng)用價值。論文主要研究內(nèi)容是低壓鑄造過程中模具的冷卻,使用ProCAST鑄造仿真軟件對低壓鑄造過程進(jìn)行數(shù)值模擬仿真,獲得了無冷卻系統(tǒng)和有冷卻系統(tǒng)的輪轂鑄件低壓鑄造過程仿真結(jié)果,分析了有無冷卻系統(tǒng)對鑄件質(zhì)量的影響,并進(jìn)行了模具內(nèi)部冷卻通道的的設(shè)計(jì),提出了冷卻水循環(huán)方案。通過對模具冷卻系統(tǒng)的分析,建立了模具溫度控制系統(tǒng),并對主要元件進(jìn)行了選型。在此基礎(chǔ)上,研究了模具溫度控制算法。通過對比傳統(tǒng)PID控制算法、模糊PID控制算法、Smith預(yù)估算法,提出了Smith模糊PID控制算法。利用Matlab/Smulink模塊建立了PID控制系統(tǒng)、模糊PID控制系統(tǒng)、Smith模糊PID控制系統(tǒng)模型,并對仿真結(jié)果進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明:Smith模糊PID算法比傳統(tǒng)的PID控制算法和模糊PID控制算法有更高的模溫控制精度和更好的魯棒性,有利于提高模溫控制系統(tǒng)的平穩(wěn)性。
【圖文】：

三維視圖如圖 2-1 所示。根據(jù)低壓懸臂鑄造機(jī)開合模結(jié)構(gòu)特性，開合模機(jī)構(gòu)為雙開模,所以模具設(shè)計(jì)為左、右模。圖2-1 輪轂及模具3D視圖Fig.2-1 3D view of wheel hub and mould圖2-2 鑄件及澆注系統(tǒng)Fig.2-2 Casting and casting system澆注系統(tǒng)的尺寸是根據(jù)鑄件的尺寸確定的。因?yàn)闈沧⑾到y(tǒng)主要由升液管和內(nèi)澆道組成，，為了保證金屬液充型平穩(wěn)，設(shè)計(jì)了一個直徑為 50mm 的澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)和鑄件是直接接觸的，所以在三維模型中與鑄件組合在一起節(jié)省了模型裝配步驟。鑄件及澆注系統(tǒng)組合如圖 2-2 所示。

圖2-1 輪轂及模具3D視圖Fig.2-1 3D view of wheel hub and mould圖2-2 鑄件及澆注系統(tǒng)Fig.2-2 Casting and casting system澆注系統(tǒng)的尺寸是根據(jù)鑄件的尺寸確定的。因?yàn)闈沧⑾到y(tǒng)主要由升液管和內(nèi)澆道組成，為了保證金屬液充型平穩(wěn)，設(shè)計(jì)了一個直徑為 50mm 的澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)和鑄件是直接接觸的，所以在三維模型中與鑄件組合在一起節(jié)省了模型裝配步驟。鑄件及澆注系統(tǒng)組合如圖 2-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP273;TG241

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2601845