發(fā)動機(jī)鋁合金缸蓋的低壓鑄造模具設(shè)計(jì)及工藝驗(yàn)證.pdf

1、低壓鑄造具有鑄件尺寸精度較高、充型平穩(wěn)、易獲得優(yōu)質(zhì)鑄件以及后續(xù)加工量少、節(jié)能降耗等許多優(yōu)點(diǎn)，已成為生產(chǎn)汽車鋁合金鑄件的重要工藝，是缸蓋鑄造生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。低壓鑄造生產(chǎn)汽車鋁合金缸蓋在中國剛剛起步，目前還沒有非常成熟的低壓鑄造生產(chǎn)鋁合金缸蓋的理論和技術(shù)，因而對鋁合金汽缸蓋低壓鑄造技術(shù)進(jìn)行研究具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值，對中國的汽車工業(yè)的快速發(fā)展也具有重要的意義。 本文根據(jù)低壓鑄造凝固原理，利用模具CAD技術(shù)以及CAE數(shù)值模擬等方法，對

2、缸蓋的低壓鑄造模具設(shè)計(jì)的過程與鑄件充型、凝固過程的數(shù)值模擬進(jìn)行研究。首先，結(jié)合低壓鑄造及缸蓋本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、質(zhì)量要求，對缸蓋進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，包括：模具整體結(jié)構(gòu)的確定、模具分型面的確定以及模具外形尺寸的確定原則、模具壁厚與金屬型的熱平衡之間的關(guān)系、鑄件的澆注系統(tǒng)的設(shè)定、內(nèi)澆口截面積的計(jì)算、冷卻系統(tǒng)的設(shè)置、各種排氣方法的應(yīng)運(yùn)、砂芯的定位以及砂芯射口的確定等內(nèi)容。 然后，基于低壓鑄造的充型過程和凝固過程的基本理

3、論，將缸蓋鑄件模型導(dǎo)入Anycasting鑄造模擬軟件中，先進(jìn)行有限差分網(wǎng)格的劃分，再進(jìn)行工藝參數(shù)、加壓規(guī)范的設(shè)定，然后對低壓鑄造缸蓋的充型過程及凝固過程進(jìn)行模擬分析。確定缸蓋的最終的加壓規(guī)范為充型時間為15秒，鑄件達(dá)到完全凝固時所需要的時間大約為350秒。同時對缸蓋外模的溫度場分布進(jìn)行模擬，模具溫度場分布滿足低壓鑄造順序凝固的要求。并對缸蓋可能產(chǎn)生的鑄造缺陷的位置進(jìn)行預(yù)測并做相應(yīng)的分析，結(jié)合模擬的結(jié)果對所設(shè)計(jì)的模具工藝方案進(jìn)行優(yōu)化，解