基于数值模拟的铝合金汽车发动机罩板浇注系统优化研究.pdf

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1、第31卷第4期Vo1．3l№4矿冶工程2011年O8月MININGANDMETALLURGICALENGINEERINGAugust2011基于数值模拟的铝合金汽车发动机罩板浇注系统优化研究①王洋，李落星，朱必武卫(1．湖南大学汽车车身先进设计与制造国家重点实验室，湖南长沙410082；2．湖南大学材料科学与工程学院，湖南长沙410082)摘要：大型薄壁件在压铸的过程中容易出现冷隔、％fL、充型困难等缺陷。基于数值模拟，采用ADC12铝合金针对国内某款汽车的发动机罩板开展压铸研究。在研究中通过CAD软件(UnigraphicsNX)设计

2、了罩板的浇注系统，并通过铸造仿真软件(ProCAST)研究了不同浇注系统的充型性能，最终确定了适合汽车前罩板顺序凝固的浇注系统。关键词：高压压铸；浇注系统；浇口；汽车罩板；薄壁件；模拟仿真中图分类号：TG242文献标识码：A文章编号：0253—6099(2011)04—0l19一【)3．OptimizationofGatingSystemforAluminum-alloyHoodofAutomobilesBasedonNumericalSimulationWANGYang，-．LILuo．xing，r．ZHUBi．WU，。(1．Stat

3、eKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufacturingforVehicleBo，HunanUniversity，Changsha410082，Hunan，China；2．CollegeofMaterialsScienceEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，Hunan，China)Abstract：Castingdefectssuchascoldshut，stomata，fillingdificultyarefrequentlyobservedduri

4、ngthedie—castingprocessoflargethin。walledworkpiece．Basedonnumericalsimulation．adiecastingprocessofacertainautomobilehoodwasinvestigatedwiththeadoptionofADC12aluminumalloy．ThegatingsystemforhoodwasdesignedusingCADsoftware(UnigraphicsNX)．Thefillingperformanceofvariousgatin

5、gsystemswasinvestigatedthroughanalogsimulationsoftware(ProCAST)．Theadaptivegatingsystemforsolidificationofautomobilehoodinsequencewasdetermined．Keywords：highpressurediecasting；gatingsystem；gate；automobilehood；thin-wallworkpiece；analogsimulation传统的汽车发动机罩板采用冲压方式制备，其加工工序复杂，

6、需要多套模具分次冲压，而采用高压铸造方式制备铝合金汽车前盖板既可以有效地实现汽车轻量化的目的，又可以节省工艺费用，提高生产效率。在高压压铸模具设计中，流道和浇口的设计对于铸件的质量有着直接的影响，不适当的设计会引起铸件缩松、缩孔、留痕、冷隔等各种缺陷，尤其对于大尺寸图1汽车前盖板实体模型薄壁结构，由于金属液表面张力引起的拉普拉斯力和金属液粘滞力的作用，达到顺序凝固方式得到高质量1初始方案设计铸件就显得更加困难¨。本文以某型号汽车发动机罩板为研究对象，创建1．1浇注系统设计了其三维实体模型，如图1所示。由于该罩板横向尺金属液在压力作用下充

7、填型腔的通道称为浇注系寸较大，达到1277mm，设计壁厚为2．5mm，针对以上统。浇注系统主要由直浇道、横浇道、内浇口所组成。特点初步设计一套浇注系统并在此基础上根据数值仿内浇口的设计主要是确定内浇口的位置、形状和尺寸。真的结果加以优化改进，最终得到自底向上顺序凝固为达到均匀充填的效果，设计了每一半16个均匀分布方式的浇注方案。等尺寸的内浇口。横浇道常见形式主要有扇形横浇①收稿日期：201j-02—17基金项目：湖南省杰出青年基金(09JJ1O07)项目资助；教育部长江学者与创新团队发展计划(531105050037)项目资助作者简介：

8、壬洋(1985一)，男，河北沧州人，硕士，主要从事汽车轻量化材料研究。通讯作者：李落星(1968一)，男，湖南泪罗人，教授，博士生导师，主要从事汽车轻量化材料研究。120矿冶工程第3l卷道、梳形横浇道、锥形