汽车铝合金发动机缸体压力铸造过程数值模拟

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1、汽车铝合金发动机缸体压力铸造过程数值模拟摘要压力铸造是一种生产效率高，产品质量高、精度高的金属成型铸造方法。本文以铝合金发动机缸体为研究对象，利用数值模拟软件ProCAST，模拟缸体压铸充型及凝固过程，确定合理的压铸工艺方案，以达到提高缸体铸件质量，减少模具试制时间，指导实际生产的目的。发动机缸体壁厚不均匀，结构不对称，铸造难度较大。本文首先根据缸体结构特征，设计了浇注系统和溢流系统；根据压铸工艺及技术参数选择了儿1110G卧式冷室压铸机；并设计了两种不同浇注位置的工艺方案。利用ProCAST中的虚拟模具技术对方案进行模拟，

2、对比两种方案形成缩松缩孔及卷气倾向，选择了内浇口在缸体底部，且以450角切入的浇注位置。然后，本文通过正交试验的方法研究了压射速度、浇注温度和模具预热温度对铸件缩松缩孔缺陷的影响。研究表明：模具预热温度影响最大，压射速度次之，浇注温度影响最小。压射速度为4．5m／s，浇注温度为680℃，模具预热温度为240℃的压铸工艺，缸体的缩松缩孔倾向最小。另外，又比较了三种内浇口面积为579mmz，600mm2及621mm2的工艺方案，分析得出内浇口面积为62lmm2的方案缺陷最少。最后，本文设计了缸体压铸模具，提出了两种不同形式冷却水

3、道方案，研究了冷却水道对压铸模具热平衡及热应力的影响。研究表明：良好的冷却方式可以做到将模具温度很好地控制在合理的范围内，且模具产生的热应力也可以大大降低。通过数值模拟方法，确定了合理的缸体压铸工艺：在缸体底面，以450切入的内浇口位置，压射速度为4．5m／s，浇注温度为680℃，模具预热温度为240℃，内浇口面积为62lmm2，冷却方式为型芯处设置冷却水道的形式。这种压铸工艺能减少缸体铸件裹气和缩松缩孔缺陷，延长模具的使用寿命。关键词：发动机缸体；压力铸造；浇注位置；工艺参数；热平衡；热应力NumericalSimulat

4、ionofDieCastingProcessforA-alloyCylinderBlockofAutomobileEngineAbstractDiecastingisametalformingmethodwithhighproductionemciency，highproductionqualityandhighprecision．Inthispaper，theA-alloyenginecylinderblockisregardedastheresearchobject．ThesoftwareProCASTisemploye

5、dtosimulatethe6llingandsolidincationprocessfordiecasting．Throughthestudyofnumericalsimulation，itcanguidetofixamorereasonablediecastingprocess，improVethecastingqualityandreducethetimeofdesignthemold，andthencanguideactualproduction．Thecylinderblockisadissynlmetricals

6、tructureanddif他rentheightandthicknessdiecasting．ItisVerydimculttoproduct．Inthispaper，basedonthestructureofcylinderblock，thegatingsystemandoVerflowwellaredesigned．Basedontheprocessofdie—castingandtechnicalparameters，thecold-chamberdiecastingmachineJ1l1OGischosen．The

7、ntwodif．ferentgatingpositionprojectsaredesigned．TheVirtualmoldtechnologyofProCASTisemployedtosimulatetheprocess．Throughcomparingwiththef．ormingofgastrappingandshrinkageporosityinthetwoprojects，theprojectwhosegatingpositionisonthebottomofcylinderblockandwhosepouring

8、angleis45degreeischosen．Byuseoforthogonaltestdesign，howthei11jectionspeed、pouringtemperatureandmoldtenlperatureeff．ectsthecastingshrinkageporosit