毕业论文－发动机铝合金下缸体低压铸造工艺及模具开发研究

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1、发动机铝合金下缸体低压铸造工艺及模具开发研究TheDevelopmentandResearchforLowPressureCastingTechnologyandMoldofEngineAluminumAlloyCrankcase姓2012年6月江苏大学硕士学位论文摘要铝合金下缸体是汽车发动机核心零件之一，目前主要有三种铸造生产工艺：高压铸造、低压铸造及重力铸造。低压铸造吸收了重力铸造中底注平稳充型和压力铸造中铸件在压力下结晶凝固的优点，已成为生产汽车铝合金铸件的重要工艺。低压铸造生产汽车铝合金下缸体在国内刚刚起步，目前还没有

2、非常成熟的低压铸造生产铝合金下缸体的理论和技术，因而对铝合金下缸体低压铸造技术进行研究具有重要的工程应用价值。本文结合低压铸造及下缸体本身的结构特点、质量要求，对下缸体进行结构分析、铸造工艺设计、低压铸造参数设置、铸造CAE分析、模具结构设计及工艺验证进行研究。主要包括：铸件图绘制、铸件在模具中的位置确定、浇注系统设计、排气系统设计、溢料系统设计、升液管选择、充型保压压力设置、铸型及浇铸温度的确定等内容。然后，基于低压铸造充型过程和凝固过程的基本理论，将下缸体铸件模型导入MAGMA铸造模拟软件中，首先对3D模型进行网格划分，再

3、对下缸体的充型及凝固过程进行分析。并对下缸体可能产生的铸造缺陷位置进行预测并做相应分析，结合模拟结果对所设计的模具结构或者工艺方案进行改进，解决了下缸体铸件在浇口附近螺栓安装孔厚大部位的缩孔和缩松缺陷的问题。其模具设计的主要内容包括：模具结构、分型面、模块尺寸、模架设计、浇口套、浇铸槽、模具冷却系统、模具温控系统、排气系统等。最后，本文介绍了铝合金下缸体低压铸造的实际试生产过程：熔化、浇注、清理及后处理等以及各环节中需要注意的问题。并提出下缸体低压铸造中主要的质量控制点，如：缩孔与缩松的形成原因与解决发动机铝合金下缸体低压铸造

4、工艺及模具开发研究措施，氧化夹杂的成因与解决措施等。解决了生产中的实际难题，积累了经验和数据，缩短了产品开发周期，使得该产品Jll页N投入量产。关键词：铝合金下缸体，低压铸造，铸造工艺设计，模具设计，CAEⅡ江苏大学硕士学位论文TheAluminumAlloycrankcaseisoneofthecorepartsinsideautomotiveengineswiththreemajorcastingproductiontechnologiessuchashighpressurecasting，lowpressurecasti

5、ngandgravitycastingaswell．ThelowpressurecastingassimilatesthetechnologicaladvantagesofboRompouringandliquidlevelstabilizingfromgravitycastingandcastings’crystallizationandsolidificationunderpressurefrompressurecasting．Asaresultthelowpressurecastinghasbeenonekindofim

6、portanttechnologyofaluminumcastingsinautomobileproductions．ItisonlyastarttoproducetheautomotiveAluminumAlloycrankcasewithlowpressuretechnologyindomesticmarkets．IthasbeenagreatengineeringapplicationsignificancetomakeresearchesonthelowpressurecastmgtechnologyofAluminu

7、mAlloycrankcase，sincetherearenotstillverymaturetheoriesortechnologiesproducingAluminumAlloycrankcasewithlowpressurecastingtechnologyatpresent．Thispapermakesaresearchonthestructuralanalysis，castingtechnologydesign，lowpressurecastingparameterssetting，castingCAEanalysi

8、s，moldstructuraldesignandtechnologicalverificationofthecrankcaseconnectingwithlowpressurecastingandstructuralcharacteristics&qualityrequir