數(shù)值模擬鋁合金艙體差壓鑄造工藝優(yōu)化

對初步設(shè)計好的v8發(fā)動機缸體進行鑄造工藝設(shè)計和數(shù)值模擬,根據(jù)分析模擬結(jié)果來判斷發(fā)動機缸體在結(jié)構(gòu)、澆鑄溫度、冒口選擇等方面是否合理,以保證鑄件重點部位的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。在實際成型之前用模擬軟件排除可能隱患,可縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、節(jié)約資金,提高產(chǎn)品質(zhì)量。

采用有限元模擬仿真軟件結(jié)合正交實驗方法,對鋁合金汽車座椅骨架低壓鑄造工藝進行數(shù)值模擬,研究了低壓鑄造工藝參數(shù)對鑄件縮松縮孔、充型及凝固規(guī)律的影響。模擬結(jié)果表明,當(dāng)澆注溫度為720℃、充型加壓速率為920pa/s及模具預(yù)熱溫度為380℃時為最佳工藝參數(shù),鑄件縮孔孔隙率最小,且成形質(zhì)量最佳。

通過改善合金充型及凝固條件,對鋁合金盤類鑄件低壓鑄造工藝方案進行優(yōu)化,消除了鑄件表面類似“折疊”缺陷,獲得了品質(zhì)優(yōu)良的鑄件。

以某厚大zl205a合金鑄件為例,采用數(shù)值模擬的方法對鑄件低壓鑄造工藝中充型和凝固過程進行模擬,分析了充型及凝固過程中溫度場的變化,并按模擬結(jié)果進行了生產(chǎn),結(jié)果獲得了優(yōu)質(zhì)的鑄件。

利用viewcast軟件對某大型薄壁鋁合金筒體鑄件差壓鑄造充型和凝固過程進行數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明,由于鑄件較高,縫隙式澆注系統(tǒng)無法實現(xiàn)逐層充填,金屬液在充型過程中飛濺嚴重。在改進方案中,采用環(huán)形橫澆道和環(huán)形內(nèi)澆道取代縫隙式澆道,并吸取縫隙式澆注系統(tǒng)橫向補縮的優(yōu)點,在鑄件相應(yīng)部位設(shè)置工藝筋并配合使用冷鐵。再次模擬結(jié)果表明,改進后的方案是合理可行的,實現(xiàn)了平穩(wěn)逐層充型和鑄件的順序凝固。

鋁合金蓋體擠鑄成型后,鑄件留在上模,而通用液壓機無上頂件機構(gòu)。給出了擠壓鑄鋁合金蓋體的工藝參數(shù)和帶上頂件裝置的實用模具結(jié)構(gòu)。該模具在上模設(shè)一個用于頂件的小型活塞式副油缸,油缸活塞桿同上模的頂出機構(gòu)相連。油缸的上、下油孔分別通過高壓軟管與液壓機的常壓管路和控制管路連通,從而組成一個完整的上頂出裝置,解決了通用液壓機上擠壓鑄造鋁合金蓋體的上頂料問題。

針對zl205a框架式鑄件外形尺寸大,壁厚不均和結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點,采用獨特的砂型差壓澆注系統(tǒng),均勻了鑄件內(nèi)部的應(yīng)力分布,有效控制了框架式鑄件的縮松和變形缺陷,解決了充型困難的問題。

通過對高(低)壓鑄造充型過程特點的分析,闡述數(shù)值模擬技術(shù)在高(低)壓鑄造工藝中的研究和應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r。研究高(低)壓鑄造并行工藝設(shè)計中的模擬信息反饋機制。

鋁合金渦輪是鐵路機車上的重要配件,其零件如圖1所示。鑄件重為42kg,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,要求在0.5mpa壓力下進行水壓試驗,保壓5min不許有任何泄漏。此鑄件壁厚不均勻,薄壁處的葉片3.4mm,厚壁處70～90mm,葉片不能有冷隔、缺肉、相互串通等缺陷,增加了鑄造生產(chǎn)的難度。對這種高氣密性的要求,決定了鑄件內(nèi)部不得有任何影響氣密性的砂眼、氣孔、縮孔和縮松等鑄造缺陷。鋁合金渦輪鑄件是采用樹脂砂砂芯、金屬型低壓鑄造工藝生產(chǎn)的,以往在生產(chǎn)過程中由于工藝

擠壓鑄造技術(shù)對促進我國汽車行業(yè)的發(fā)展有重大意義，它是實現(xiàn)車輪行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心技術(shù)，可大大加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，實現(xiàn)由傳統(tǒng)重力鑄造和低壓鑄造后加工向更節(jié)能、高效的擠壓鑄造成型轉(zhuǎn)變，從而有效帶動產(chǎn)業(yè)升級，有效縮小與國際同行業(yè)的差距。該項目不僅具有良好的經(jīng)濟和社會效益，而且還能夠為汽車行業(yè)節(jié)能減排、促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)布局的調(diào)整提供新的戰(zhàn)略思路。

根據(jù)鋁合金連桿的結(jié)構(gòu)特點,分析了鋁合金連桿的間接擠壓鑄造工藝,對模具進行了設(shè)計,采用ug進行了制件造型并使用procast軟件完成了鋁合金液充型、凝固過程的數(shù)值模擬。通過模擬研究了工藝參數(shù)對制件質(zhì)量的影響,最終得出在澆注溫度700℃、模具溫度200℃、比壓80mpa、保壓40s工藝下制件質(zhì)量最佳。

1 鋁合金鑄造工藝 一、鑄造概論 鋁合金鑄造的種類如下： 由于鋁合金各組元不同，從而表現(xiàn)出合金的物理、化學(xué)性能均有所不同，結(jié)晶過程也不盡相同。 故必須針對鋁合金特性，合理選擇鑄造方法，才能防止或在許可范圍內(nèi)減少鑄造缺陷的產(chǎn)生，從而優(yōu) 化鑄件。 1、鋁合金鑄造工藝性能 鋁合金鑄造工藝性能，通常理解為在充滿鑄型、結(jié)晶和冷卻過程中表現(xiàn)最為突出的那些性能的 綜合。流動性、收縮性、氣密性、鑄造應(yīng)力、吸氣性。鋁合金這些特性取決于合金的成分，但也與鑄 造因素、合金加熱溫度、鑄型的復(fù)雜程度、澆冒口系統(tǒng)、澆口形狀等有關(guān)。 (1)流動性 流動性是指合金液體充填鑄型的能力。流動性的大小決定合金能否鑄造復(fù)雜的鑄件。在鋁合金中 共晶合金的流動性最好。 影響流動性的因素很多，主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他 污染物的固相顆粒，但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力（俗稱澆

針對輪椅短車架零件的結(jié)構(gòu)特點,結(jié)合生產(chǎn)實際,運用anycasting軟件模擬了流道尺寸對縮孔、縮松的影響。結(jié)果表明,擠壓鑄造流道設(shè)計對鑄件的補縮效果有重要影響,擠壓鑄造時合金液在補縮壓力下流經(jīng)澆道對鑄件進行補縮,但對遠離澆口的鑄件厚大部位因壓力傳遞的有效性受到限制。采用局部擠壓或冷卻水、激冷塊等措施來調(diào)節(jié)厚大部位的凝固順序,可以減少縮孔、縮松缺陷。

鑄造工藝模擬技術(shù)在鋁合金鑄件工藝設(shè)計及優(yōu)化中的應(yīng)用 發(fā)布時間:2011-6-1710:03:54來源：中國鑄造網(wǎng)文字【大中小】瀏覽人數(shù)：183 摘要：利用北京北方恒利科技發(fā)展有限公司開發(fā)的鑄造模擬軟件 castsoft/cae對鋁合金鑄件的凝固過程和充型過程進行模擬。通過對凝固過程的溫 度場和鑄造缺陷的分析，依據(jù)分析結(jié)果對工藝進行改進,最后設(shè)計出合理的鑄造工 藝。鑄造過程計算機模擬可以減少或取消新產(chǎn)品的工藝實驗，能夠有效地避免可能 出現(xiàn)的鑄造缺陷，保證工藝的可靠性，縮短新產(chǎn)品的試制周期。 關(guān)鍵詞：鑄造模擬凝固過程溫度場鋁合金前罩鑄件 傳統(tǒng)的鑄造工藝設(shè)計方法往往依賴于直覺經(jīng)驗，在鑄件結(jié)構(gòu)較為簡單和鑄造類 似鑄件時，經(jīng)驗可能起到一定的作用；在澆鑄大型、復(fù)雜鑄件且無相關(guān)經(jīng)驗時，只 能通過反復(fù)工藝實驗來確定工藝；當(dāng)工藝存在重大失誤時，可能使

傳統(tǒng)的鑄造工藝設(shè)計方法較多依賴于經(jīng)驗,在鑄件結(jié)構(gòu)較為簡單和鑄造類似鑄件時,經(jīng)驗可能起到一定的作用。但在生產(chǎn)大型、復(fù)雜鑄件且無相關(guān)經(jīng)驗時,只能通過反復(fù)工藝試驗來確定工藝,且當(dāng)工藝存在重

鑄造工藝模擬castsoft技術(shù)在鋁合金鑄件工藝設(shè)計及優(yōu)化中的應(yīng)用 宋彬 1 郝銳 1 崔聿辰 1 胡志強 2 王歡 2 北京北方恒利科技發(fā)展有限公司（北京海淀100089） 天津古月有色金屬制品有限公司（天津北辰300401） 摘要：利用鑄造模擬軟件（本論文采用北京北方恒利科技發(fā)展有限公司開發(fā)的castsoft模 擬軟件）對鋁合金鑄件的凝固過程和充型過程進行模擬。通過對凝固過程的溫度場和鑄造缺 陷進行分析，依據(jù)分析結(jié)果對工藝進行改進,最后設(shè)計出合理的鑄造工藝。鑄造過程計算機 模擬可以減少或取消新產(chǎn)品的工藝實驗，能夠有效地避免可能出現(xiàn)的鑄造缺陷，保證工藝的 可靠性，縮短新產(chǎn)品的試制周期。 關(guān)鍵詞：鑄造模擬凝固過程溫度場鋁合金鑄件castsoftcad/cae applicationofcastsofttechnologyinthed

低壓鑄造是銅合金衛(wèi)浴五金件主要成形工藝之一,利用procast專業(yè)鑄造模擬軟件,研究了銅合金衛(wèi)浴五金件低壓鑄造充型和凝固過程,獲得了該產(chǎn)品低壓鑄造過程溫度場、流場。模擬結(jié)果顯示,初始方案在鑄件關(guān)鍵部位將產(chǎn)生明顯的縮孔、縮松現(xiàn)象。根據(jù)模擬結(jié)果和理論分析,改進初始工藝方案,并對改進后的工藝方案重新進行數(shù)值模擬。結(jié)果表明,改進后工藝方案明顯減少縮孔縮松缺陷;將改進后的工藝方案投入試生產(chǎn),產(chǎn)品抽檢結(jié)果與模擬結(jié)果基本吻合。

本文作者結(jié)合工作經(jīng)驗，從鑄造工藝的重要性說起，主要探討了鋁合金箱體實際鑄造工藝方面，具有一定的借鑒意義。

利用ug三維造型軟件對殼體件進行3d建模,針對殼體件形狀特點設(shè)計澆注系統(tǒng)及兩種工藝方案。運用anycasting軟件模擬該殼體件鑄造過程,并對比兩種工藝方案,分析潛在的缺陷。通過添加、改進冒口和設(shè)置冷鐵等措施對其進行優(yōu)化以消除缺陷。模擬結(jié)果表明,添加、改進冒口和設(shè)置冷鐵等措施能較好地消除鑄件缺陷。

以減壓差壓鑄造氣動控制系統(tǒng)為研究對象,以金屬鑄造機功能為導(dǎo)向設(shè)計了氣動回路控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用plc可編程序控制器來實現(xiàn)對整個氣路的控制,實現(xiàn)了鑄造系統(tǒng)的自動化。在闡述控制流程的基礎(chǔ)上,計算出plc輸入輸出分配點,并給出減壓鑄造工序的plc梯形圖。

研究了鋁合金低壓鑄造凝固過程中機械振動頻率和時間對zl101鋁合金組織、綜合力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:機械振動使鋁合金的組織更加均勻細化;機械振動頻率和時間均能影響鑄件的力學(xué)性能,且機械振動頻率影響要大于機械振動時間。當(dāng)機械振動頻率為50hz、振動時間為60s時,鑄件的抗拉強度和伸長率最大,分別為224.8mpa和3.9%;當(dāng)機械振動時間為60s時,振動頻率從30hz提高到50hz,鑄件的抗拉強度和伸長率分別提高了25.59%和20.0%。

以汽車輪轂為例,運用anycasting鑄造模擬軟件開展低壓鑄造數(shù)值模擬研究。模擬結(jié)果顯示,鑄造模擬軟件能有效模擬鑄件充型和凝固產(chǎn)生的過程,并準確預(yù)測鋁合金低壓鑄造充型和凝固過程中汽車輪輻和輪轂產(chǎn)生缺陷的位置。針對凝固過程中縮松縮孔缺陷,設(shè)計了汽車輪轂風(fēng)冷系統(tǒng),消除了輪轂的縮松縮孔現(xiàn)象,提高了鑄造鋁合金輪轂的質(zhì)量。