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:[]

通过对卷气位置的预测,可以准确的设计渣包位置,达到减少卷气甚至消除卷气的目的,避免气孔缺陷对铸件质量的影响。

3 低压铸造汽车轮毂实例

汽车轮毂的主要生产工艺为低压铸造。低压铸造工艺中压力曲线的制定及轮辐与轮辋间的缩孔缩松是汽车轮毂生产中经常遇到的问题。本文介绍了某低压铸造轮毂公司在升液、充型及保压时间的一系列压力调节工艺设定过程,并且通过在模具上安放冷却装置有效降低甚至消除缩孔缩松生产出高质量铸件的成功实例。

时间(秒)

压强 (kgf/cm2)

0

0

2

0.1

17

0.28

23

0.85

303

0.85

333

0

图 6. 低压轮毂压力调节工艺曲线

图 7. 在充型时出现喷溅现象

本文中的低压轮毂压力调节工艺图表如图6所示。图7所示为充型时发生喷溅现象,这种充型压力曲线设计是不合理的。充型过程对气孔缺陷的影响也很大[2]。保压303秒后开始卸压,结果升液管的管口部位已经被凝固的铝合金堵塞,如图8所示。经过调整,得到了适当的保压时间,图9中显示了调整后的工艺,即保证了铸件的凝固又保证升液管不被堵塞。

                 

   图 8. 保压时间过长

图 9. 保压时间适当

低压汽车轮毂铸件经常会在特定的位置出现缩孔缩松缺陷。通常消除收缩缺陷的做法就是在模具上加入冷却系统。因此,冷却系统的设置,设置位置及其对铸件的作用效果是工程师比较关注的问题。在上下模处设置水管及风冷管的是最常见的,由于对侧模进行机械加工比上下模增设水冷及风冷管复杂,所以现场尽量不采用在侧模增加冷却管路。

本文中的实例,对比了无冷却系统和设置了冷却系统两种情况下的铸件缩孔缩松位置及大小的预测情况,图10、11分别为设置冷却系统前后的上下模具及升液管的三维造型,图11中可以观察到水冷及风冷管的分布情况。通过对比,可以明显的看出,设置了冷却系统的模具,铸造出的轮毂件在轮辐与轮辋的交接处缩孔缩松情况明显改善了,其他位置也得到了改善。

图 10. 无冷却系统

图 11.在上下模设置了冷却系统   

           

       图12. 无冷却系统时缩孔缩松的情况

图13.加入冷却系统时缩孔缩松的情况

4 结论

(1)、应用了AnyCasting铸造模拟软件对高压压铸发动机缸体进行了模拟,模拟出的卷气位置在实际生产的铸件中剖切发现有细微的气孔,通过合理的增设渣包,模拟得到了较好的结果;模具经过修改后,实际生产的铸件质量也得到了提高。

(2)、采用预先设计的低压汽车轮毂的铸造工艺进行了模拟分析,发现充型及保压过程存在的问题,有效指导了工艺设计部门的工艺改进。通过对轮毂铸件的缩孔缩松分析,确定了设置冷却系统的位置及系统作用的效果。

(3)、介绍了高压压铸发动机缸体及低压铸造轮毂件的模拟分析与实际生产相结合的案例,可以看到铸造模拟软件对实际生产工艺具有的指导作用。随着铸造模拟软件的不断完善及企业使用经验的增加,其对工艺设计的指导作用也得到了越来越多企业的认可[3-5]。

参考文献

[1]  虞伦,黄毓. AnyCasting 在发动机铸造模拟分析中的应用. 今日铸造. 2007,164-166

[2]  付振南,程万里,吕朔 ,等. 铝合金轮毂低压铸造充型过程模拟及工艺改进. 铸造技术. 2006,27 (6): 554-557

[3]  付敏士,肖亚航,孙凤平.  ZG35CrMo曲轴铸造凝固过程的数值模拟. 铸造技术. 2005,26 (1):68,69 

[4]  彭颖红,王迎春,李大永. 镁合金轮毂低压铸造工艺数值模拟

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