鋁合金壓鑄工藝及虛擬工藝優(yōu)化研究與應用.pdf

1、鋁合金是目前壓鑄業(yè)中用量最大的一類有色金屬結構材料，廣泛應用于航空航天、輕工建材、交通運輸?shù)刃袠I(yè)。壓力鑄造技術是特種鑄造的一種，因其充型能力強，生產(chǎn)效率高，能夠實現(xiàn)鑄件的終形或近終形成型等優(yōu)點得到越來越廣泛的應用。但多數(shù)壓鑄企業(yè)仍采用傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗反復試模修模的方式進行壓鑄工藝設計以確保壓鑄件的質量，導致壓鑄件整個生產(chǎn)周期延長、成本增高，特別是對于結構比較復雜的壓鑄件。由于壓力鑄造高速高壓的作用，金屬液流動過程難以預測，易產(chǎn)生冷隔、卷氣

2、、澆不足等缺陷，影響產(chǎn)品的良品率的同時還會沖蝕模具。
　　本文以合作單位提供的汽車鋁合金缸體缺陷件為研究對象。利用p-Q2圖技術、數(shù)值模擬技術和穩(wěn)健性理論得到結構合理且能保證壓鑄件質量最穩(wěn)定的壓鑄工藝方案，以達到減少試模時間，確保產(chǎn)品質量，指導實際生產(chǎn)的目的。
　　首先利用VB語言開發(fā)出一套p-Q2圖自動繪制系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可以解決壓鑄模澆口尺寸、壓射速度和壓射壓力之間相互匹配的技術難題；然后利用壓鑄數(shù)值模擬技術，通過虛擬工

3、藝實驗的方式分析初始壓鑄模產(chǎn)生壓鑄缺陷的原因，并給出改進方案；再對改進方案進行虛擬工藝實驗，并進一步優(yōu)化壓鑄模澆注排溢系統(tǒng)；接著在優(yōu)化方案基礎上，對壓鑄模進行基于正交試驗的穩(wěn)健性分析，觀察在噪聲因素影響下各組壓鑄工藝參數(shù)的充型過程，得到以縮孔縮松缺陷為衡量目標的虛擬試驗結果，并以望小特性進行信噪比的計算，得到保證產(chǎn)品質量時對噪聲因素變化最不敏感的一組最優(yōu)參數(shù)組合；最后利用這一組最優(yōu)壓鑄工藝參數(shù)進行實際生產(chǎn)。
　　結果表明，保證壓鑄