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計算機在壓鑄中的應用一直是提高壓鑄技術水平的重要途徑,本次國際壓鑄會議上計算機應用問題仍然是重要議題之一。但是,與第二屆中國國際壓鑄會議相比,本次會議有關普通高壓鑄造充型等基本問題的模擬研究明顯減少,而半固態過程、低壓鑄造過程等的模擬研究明顯增多,反映出計算機在壓鑄領域的研究重點正在向新的研究方向發展。

中國臺灣地區金屬工業研究發展中心的黃士宗先生模擬研究了鎂合金筆記本電腦外殼的充填過程,分析了射出速度、高速切換位置、射出壓力、模具溫度等因素的影響,據此提出了保證鎂合金筆記本電腦外殼質量需要注意的幾個基本問題:為了避免鎂液溫度在噴嘴本體損失過多,高速速度的切換應提前,控制鎂液下一次柱塞射出回流至爐體的體積變少;‚高速速度值與鑄件厚度成反比趨勢,模具溫度除了影響鑄件的成形性,對鑄件頂出變形的影響更大;脫模劑影響鎂液的流動性和表面流紋的形成。這些研究結論對鎂合金筆記本外殼的壓鑄生產具有一定的指導意義。

隨著普通高壓鑄造技術的日趨成熟,完善高性能的擠壓技術—半固態加工技術已為研究者所關注。北京科技大學的楊卯生先生為了更好地預測半固態的充型過程,對鋁合金半固態觸變充型過程進行了三維數值模擬,建立了流場計算模型,模擬計算了半固態充填過程,分析了入流速度對充填過程的影響,并在半固態剎車泵體上進行了驗證。研究結果表明,在半固態流動充填過程中,漿料呈現剪切變稀的觸變充型特性;漿料的入流速度直接影響充填流態,進而影響半固態制件的成形質量;對鋁合金剎車泵體觸變成形模擬表明,采用徑向入流工藝具有較高的成品率。

在模擬研究壓鑄充型過程時,采用的計算方法往往影響模擬計算的速度和精度。鑄造充型模擬過程實際是求解粘性不可壓縮流體基本方程(N-S方程)的過程,目前常用的求解算法是SOLA-VOF算法,但是,實踐證明這種方法的求解速度和精度并不是很好。針對這一問題,華北工學院的梁紅玉女士研究了將近似盒迭代算法用于求解N-S方程,模擬鑄造的充型過程。經過對壓鑄件充型過程的模擬計算,證明采用近似盒迭代算法求解N-S方程精度更高,速度也更快。這項研究為更精確地進行鑄造充填過程模擬提供了有益的嘗試。

利用CAD進行壓鑄工藝設計,也是計算機在壓鑄上的重要應用之一,其最大的優點是可以提高設計速度和設計精度。華北工學院的褚忠先生開展了這方面的研究工作,開發了壓鑄模澆注系統CAD設計軟件。具體設計原理是:以壓鑄件三維實體模型為基礎,利用中間文件STL,求得有關壓鑄件的體積和重量參數,借助液態預測,得到壓鑄機和模具的PQ2圖,然后,求出最佳內澆口面積,從而完成了壓鑄模澆注系統的CAD設計。作者利用這一設計軟件對典型的扇型和切線型澆道設計方法進行了分析,結果提高了澆注系統設計的合理性,縮短了設計周期。另外,江南大學的唐式豹先生針對國內計算機輔助設計軟件存在的針對性不強的問題,開展了壓鑄工藝計算機輔助設計軟件的編制工作。

目前,低壓鑄造的應用越來越廣泛,低壓鑄造工藝也需要不斷地優化,因此,有關低壓鑄造的計算機應用也越來越多。本次會議上華北工學院宣讀了兩篇低壓鑄造過程計算機模擬論文。其中徐宏先生通過建立低壓鑄造充型模擬基本方程和對方程的求解,以發動機缸蓋為例,對低壓鑄造工藝設計、充型過程和缺陷預測等進行了模擬和優化。結果表明,這種模擬技術是確定和優化充型工藝的有效方法,對縮短產品制造周期,降低成本具有重要的現實意義。另一位研究者候華先生,基于低壓鑄造充型理論,開發了流量控制程序及流動充型數值模擬程序。該程序可計算低壓鑄造產生紊流的條件,修正充填過程,從而達到充型平穩,保證鑄件內部質量的目的。

此外,哈爾濱工業大學的杜之明先生對鋁合金輪轂液態模鍛溫度場進行了數值模擬的研究。

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