汽车发动机镁合金缸盖罩充型及凝固模拟

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1、郭泽峰!等!汽车发动机镁合金缸盖罩充型及凝固模拟汽车发动机镁合金缸盖罩充型及凝固模拟郭泽峰，林!颖，常永贵，付永清!华南理工大学#广东广州$#)(’)"摘要!运用K=71=B软件!模拟12,#/镁合金汽车发动机缸盖罩液态压铸充填过程及凝固过程!通过分析充型过程以及凝固过程的模拟结果进行浇注系统的优化设计!按照优化后的浇注系统再次进行充型与凝固模拟验证!对其产生的缺陷进行分析!进一步优化工艺参数"经分析验证证明#所设计的浇道及溢流槽$排气槽合理!整个充填过程平稳"关键词!铸造71c%镁合金%充型凝固模拟%K171=B中图分类号!B.!’,+!!!文献标识码!

2、1!!文章编号!#)));"&($#!))"$)(;)*’&;)$7/"5,+8/%*%;4/,,/*:+*(7%,/(/;/1+8/%*3$%1’..;%$>+:*’./5")58%"%@/,’A*:/*’=-,/*(’$=%&’$W:30@6C@5B#RQ;<.5B#>12;W<=5B6B8.#X:<=5B6G.5B!L=8J7>7.5-:5.H@FI.JK=CN@E75=/=BK#W8-5BS7=8%)"&$"#>7.5-"!"#$%&’$$32(6’88’-.*-<+78’<’6’1*,’7-=071(++76FTU%&4*.-(+’:4*8875

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4、(88?E,’+=079(<,2*,,2(<(+’.-(<.*,’-.#79(0687KK(88*-<*’09(-,*0(0(*+7-*>8(#K2’121*-+,*>’8’A(,2(K278(6’88’-.=071(++?()*+,%-#$)*+,’-.)FI%N*.-(+’:4*8875+%@’88’-.*-<+78’<’6’1*,’7-+’4:8*,’7-%CF)FB3!!随着压铸工业的迅速发展及对压铸件质量要求的行改善&K=71=B是由日本高力科公司!旧小松软件"提高#人们更加注重对金属液充型过程的探索和揭示#和日本大阪大学大中逸雄研究室联合研发的

5、铸造专用以便设计出合理的浇注系统#从而形成有利的充型方71c软件’适用于重力铸造’压力铸造’低压铸造’精式#获得优质压铸件&压铸71c是基于铸造数值模密铸造以及连铸等&拟仿真技术#能进行压铸件充型的流动场’温度场数值K=71=B对温度场!JA?C>:C方程"及流场!@8^>:C;模拟#预测可能出现的缺陷类型#位置和程度#不仅能=-AR:N方程和连续性方程"的数值计算#均采用直接减少模具开发制造的费用和周期#同时保证模具及铸差分法&直接差分法与有限体积法较类似#与有限差(#!’)件的质量&分法相比#导入各种物理量和适应于各种边界条件的本文以汽车发动机的12,

6、#/镁合金缸盖罩为例柔软性较好&与有限元法相比#其数值离散化过程更进行镁合金的压铸模拟#为轻量化汽车镁合金压铸新简单且直观&流场与温度场的耦合#采用热火函法&凝技术研究提供试验和理论依据&固过程中潜热的释放处理#采用温度恢复法&另外#自%!模拟软件简介由表面的移动推算#采用了独自开发的法&K=;!采用K=71=B软件来模拟12,#/镁合金汽车发71=B流动计算采用的主计算器在#,,$年伦敦召开动机缸盖罩的压铸过程中液态金属的充型过程’速度的国际会议上#曾荣获最佳充型流动模拟奖&场以及温度场等#分析其缺陷分布状况#并对其工艺进!!浇注系统的设计研究的对象是汽

7、车发动机缸盖罩#材料为12,#/收稿日期!!))";)’;#$"!!修订日期!!))";)$;#$镁合金#形状如图#所示&汽缸盖的四周壁厚比较厚#基金项目!广东省粤港关键重点突破招标项目资助!!))(1#$#)&))#"作者简介!郭泽峰!#,"&;!"#广东广州人#本科生+研究方向$机械电子中间部分比较薄&由于汽缸盖的工艺要求需要气密性工程+好#所以缸盖罩底部和中间的孔的位置是整个零件的!$#!!选择冷室压铸机!直浇道直径为压铸机压射冲头!直径选为##)<<"根据浇注系统的设计原则和镁合金的压铸工艺!为了找出最优的浇注系统!把浇道分别以不同的形式*不同尺寸

8、作了不同的设计!由于四周壁厚比较厚!所以浇道口都开在零件的四周的壁