硅橡胶离心铸型工艺研究及铸型固化机设计仿真

论文摘要

硅橡胶铸型离心铸造是一种显著区别于传统铸造工艺的新方法。硅橡胶铸型离心铸造是用硅橡胶作铸型材料,经过固化机加热硬化得到铸型,再放到离心铸造机上进行浇注获取所需的铸件。该方法充分利用了硅橡胶材料固化前的高柔性和固化后的高强度等物理特征,实现对铸件原型的精确复制和精密铸造,并且实现一模多型、一型多铸、批量生产的功能。在制作硅橡胶铸型的过程中,了解金属熔体在离心力场下充填过程的规律对开设铸型的浇注系统和提高铸件的成型质量有着极其重要的作用。 本文对硅橡胶铸型离心铸造系统的整个工艺过程进行了分析,通过建立熔体在离心力场的下流动规律的数学模型,并采用MATHCAD对熔体在充填过程中熔体横截面面积变化、金属熔体的充填速度、熔体横截面倾角变化、熔体横截面面积变化等规律进行了分析。在了解熔体流动规律的基础上,分析了熔体的充填过程和铸件缺陷形成的机理。依据离心力场下的熔体充填规律,采用数学模型和有限元分析的方法,提出了硅橡胶铸型的浇注系统的设计工艺。为减少固化铸型的劳动强度,采用了CATIA对铸型的固化设备进行了改进设计和仿真,并对固化设备的关键部件进行了有限元分析来保证设计的可靠性。 论文完了硅橡胶铸型的制作的工艺分析、和固化设备的改进设计和关部件的可靠性验证等工作,最后提出了该课题有待进一步研究的方向。

论文目录

• 郑重声明
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及其研究意义
• 1.2 国内外相关领域技术研究现状及其趋势
• 1.3 课题研究的内容和主要工作
• 2 硅橡胶离心铸造系统分析
• 2.1 离心铸造的应用
• 2.2 硅橡胶铸型材料的性质
• 2.3 硅橡胶离心铸造工艺流程概述
• 2.4 硅橡胶离心铸造的方法
• 2.5 离心铸造工艺分析及其参数选择
• 3 熔融金属液体在离心场下的充填过程分析
• 3.1 引言
• 3.2 离心力场下熔体充型过程数学模型
• 3.3 熔融金属液体在型腔中的充填过程
• 3.4 充填过程中缺陷形成机理
• 4 浇注系统分析
• 4.1 直浇道设计工艺
• 4.2 横流道的设计工艺
• 4.3 内浇口设计工艺分析
• 4.4 内浇口横截面形状分析
• 4.5 排气槽的设计工艺
• 5 硅橡胶铸型固化机设计及仿真
• 5.1 固化机的应用及其总体方案选择
• 5.2 固化机设计
• 5.3 机架有限元分析
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 （攻读学位期间发表论文目录）