AnyCasting模拟软件在汽车零件铸造工艺设计中的应用

发布日期:[10-04-25 10:51:34] 浏览人次:[]

AnyCasting模拟软件在汽车零件铸造工艺设计中的应用

虞伦 胡志恒 马洪亮 何天星

韩国AnyCasting有限公司上海代表处

摘 要:本文以发动机缸体、轮毂为例,介绍了AnyCasting软件分别在高压、低压铸造工艺中的应用,针对不同铸造工艺生产汽车零部件时充型和凝固过程中产生的常见缺陷进行了预测分析。通过软件的后处理模块,能直观地观测到铸造生产过程中气体包卷、缩孔等缺陷的分布,对铸造缺陷准确的预测能有利于铸造工艺改进,有利于节约试制成本、提高产品质量。

关键词:铸造模拟 缸体 轮毂 缺陷分析

Application of AnyCasting Simulation Software in Automotive Parts Casting Process Design

Yu Lun  Hu Zhiheng  Ma Hongliang  He Tianxing

AnyCasting Shanghai Office

Abstract: Some common defects in engine block and wheel during HPDC and LPDC

Casting Process are predicted using AnyCasting software. The defects such as air entrapment, shrinkage, etc during casting can be directly observed using AnyCasting Post Module. It accuratelly predicts casting defects, saving trial productions cost, benefits the improvement of casting products’ quality. 

Keywords: Casting Simulation, Engine Block, Wheel, Defects analysise

1 引言

汽车零件种类繁多,一般具有形状复杂、结构多变、致密度高等特点。零件的生产采用了包括高压压铸、低压铸造、重力铸造、砂型铸造等几乎所有的铸造工艺。铸件铸造缺陷的产生和改善与铸造工艺的选择有很大的关系。汽车类铸件铸造难度较大,而且一般具有生产批量大的性质。所以,如何准确地分析出各种缺陷产生的位置和原因、迅速的得到消除缺陷的方法、缩短试制周期和降低零件生产成本是企业需要解决的关键性问题。

由于金属熔体在型腔内的流动与凝固过程无法在实际生产过程中直观的看到,所以在解决铸件缺陷问题时常需要花费大量的时间和试制成本并难以达到最佳的效果。应用铸造模拟分析技术,可以帮助技术人员直观地分析熔体在型腔内部的流动及凝固过程,在实际试验前就对铸件可能产生缺陷及其大小、位置就有了预测。有效的缩短试制周期,降低生产成本,提高企业核心竞争力[1]。 目前在国内铸造模拟分析技术正处于开始普及应用阶段,而铸造模拟软件在发达国家的铸造企业中已基本普及,特别是美国和欧洲汽车模具制造企业,铸造模拟分析已成为必备手段。越来越多的国内企业开始重视铸造模拟软件给企业带来的巨大经济效益。

2 高压压铸发动机缸体实例

目前发动机缸体的制作工艺主要是重力铸造及高压压铸,高压压铸具有的生产效率高,工作环境好等特点,许多企业纷纷采用高压压铸生产发动机缸体。但是高压压铸对模具设计的水平要求比较高,如果模具设计不好将直接影响产品的合格率。

根据某高压压铸发动机缸体模具生产企业的设计方案及工艺方案进行了模拟分析,产品三维造型如图1 所示。工艺设计压铸温度为680℃,模具预热温度为180℃,室温为25℃,压铸铝合金为ADC12,模具钢为SKD61。压射料筒直径为134 mm,低速区速度为0.25 m/s,高速区速度为2 m/s,低高速转变时间约为0.147 s。

     

图 1. 高压压铸缸体几何造型

图 2. 关键部位分析

高压压铸缸体模具设计时,首先是注意设置流道及渣包,以保证缸体内不会出现气孔类缺陷,本文以改进某位置气孔缺陷为例,介绍AnyCasting软件在卷气缺陷改进中的应用情况。图2是将要分析的关键部位。

    

图3. 初始渣包设计位置

图 4. 第一种改进方案

图 5. 第二种改进方案

     由图3至5所示,

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