铝合金汽车缸盖低压铸造内浇道设计

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1、学兔兔www.xuetutu.comFeb．2O11V0I．60NO．2L谰．．，．．．．一，铝合金汽车缸盖低压铸造内浇道设计赵建华，曾礼，马薇(1．重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心，重庆400030；2．重庆大学镁合金材料研究试验中心，重庆400030)摘要：基于低压铸造的基础理论，在总结低压铸造浇注系统的设计计算方法基础上，推导出了带砂芯的汽车缸盖金属型低压铸造内浇道截面积的计算方法。并通过AnyCasting软件对利用该计算方法设计的汽车缸盖低压铸造内浇道进行数值模拟，验证了该计算方法的实用性和正确性。关键词

2、：低压铸造；浇注系统；缸盖；内浇道截面积；数值模拟中图分类号：TG244~．4文献标识码：A文章编号：1001—4977(2011)02—0158—04IngateDesignofLowPressureCastingofAluminumAlloyAutomotiveCylinderHeadZHAOJian—hua’，ZENGLi，MAWei(1．NationalEngineeringResearchCenterforMagnesiumAlloys，ChongqingUniversityChongqing400030，Ch

3、ina；2．ResearchCenterforMagnesiumAlloys，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China)Abstract：ThecalculatingmethodofingatesectionaIareawasdeducedforJOWpressurediecastautomotivecylinderheadwithsandcorebasedonthebasictheoryanddesignmethodofthegatingsystemoflOWpressurec

4、asting．ThepracticabilityandcorrectnessofthemethodhasbeenverifiedthroughnumericafsimulationwithAnyCastingsoftware．Keywords：lowpressurediecasting；gatingsystem；cylinderhead；ingatesectionalarea；numericalsimulation低压铸造是介于重力铸造和压力铸造之间的一种铸该零件尺寸较大，形状复杂，壁厚不均，要求较高，造方法。它是利用气

5、体压力或电磁力将金属液压入铸零件内部不允许有气孔、缩孔、缩松等缺陷。在油池型，并使铸件在一定压力下结晶凝固的一种特种铸造方砂芯、水套砂芯和进排气道砂芯之间呈对称分布着主法f1]。低压铸造可大大提高铸件的补缩效果，铸件的组要的六个厚大热节点，热节圆直径为24mm，如图l。织均匀致密，力学性能比一般重力铸造铸件高。因而采采用低压铸造时要获得内部质量较好的铸件有较大难用低压铸造方法可以获得比一般重力铸造质量更高的铸度，容易在热节处出现缩孑L缩松缺陷，使铸件油池腔件和一般重力铸造所难以成形的薄壁复杂铸件。或水冷腔在试压时出现渗漏

6、。低压铸造凝固过程中，应当使铸件自远离内浇道的部位到内浇道实现顺序凝固，使铸件能通过浇道得到补缩。因此低压铸造内浇道在起导人金属液的水力学作用同时，还起着重要的补缩铸件的热力学作用。低压铸造中要求浇注系统能使合金液充型平稳，能去除合金液中的夹杂物，有利于铸型排气，不产生二次氧化夹杂，而图1缸盖剖面及主要热节点分布且还要求浇注系统特别是内浇道满足铸件的调节凝固顺Fig．1Profileandmainhotspotsofthecylinderhead序和补缩的要求。因此低压铸造浇注系统的合理设计对2缸盖低压铸造内浇道设计计算

7、于获得高质量的汽车缸盖起着至关重要的作用。2．1内浇道满足的水力学条件1汽车缸盖零件情况概述合金液在浇注温度下可视为牛顿液体，根据阿暂本文研究的零件为轿车四缸发动机铝合金缸盖，公式回，内浇道总截面积：收稿日期：2010～10—25收到初稿，2010—11-o4q~O修订稿。作者简介：赵建华(1962一)．男，副教授，从事轻金属材料、模具技术方面的研究工作。E-mail：zengli—l@163corn学兔兔www.xuetutu.com铸造赵建华等：铝合金汽车缸盖低压铸造内浇道设计：(1)升=0．22——旦(4)p丁充6

8、lin式中：，内为内浇道总截面积(cm)，G为铸件重量380(g)，p为合金液密度(g／cm)，为内浇道出口线速度式中：vy+为合金液最小允许上升速度(cm／s)，为铸(cm／s)，r为充型时间(s)。件充型方向高度(cm)，6为铸件壁厚(cm)，￡浇为合为保证内浇道充填不出现紊流，必须限定内浇金浇注温度(℃)。道处