進(jìn)入21世紀(jì)的現(xiàn)代社會(huì),對(duì)汽車輪船輕量化節(jié)能化和環(huán)�；笤絹碓礁�,而低壓鑄造由于其生產(chǎn)出的鑄件缺陷少,組織致密度高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于汽車,航空,航海等領(lǐng)域。從被大量使用到現(xiàn)在的理論和技術(shù)趨向成熟低壓鑄造法已經(jīng)走過了30多年,發(fā)展過程中已經(jīng)逐漸確立在鋁合金鑄造工藝的主體地位之一,尤其是在汽車零部件中的缸體和殼體中的影響作用巨大,今后會(huì)得到進(jìn)一步的研究和推廣,取代一些粗糙簡(jiǎn)陋的生產(chǎn)工藝。它主要是通過在金屬液表面施加壓力后,使金屬液克服重力進(jìn)入型腔,相對(duì)與重力鑄造和壓力鑄造,低壓鑄造過程中金屬液流動(dòng)更為平穩(wěn),無紊流。當(dāng)金屬液充滿型腔后,迅速加大液面壓力,是鑄件在較大的壓力下結(jié)晶凝固,從而獲得組織致密的鑄件。因此對(duì)鋁合金材料和油底殼低壓鑄造進(jìn)行研究具有重要的意義,對(duì)汽車工業(yè)的發(fā)展也同樣具有一定的參考價(jià)值。本文依托重慶高金實(shí)業(yè)有限公司,對(duì)油底殼進(jìn)行低壓鑄造成型進(jìn)行研究,其材料為A356合金。如何進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)化才能使生產(chǎn)出的鑄件具有良好的表面特性和機(jī)械性能是本文主要的研究方向。本文采用目前主流的CAD/CAE一體化的技術(shù),對(duì)油底殼進(jìn)行三維造型和模具設(shè)計(jì)工作,之后運(yùn)用Anycasting對(duì)鑄件的充型凝固過程進(jìn)行數(shù)值模擬仿真,進(jìn)行缺陷預(yù)測(cè)判斷,然后根據(jù)這些判斷進(jìn)行模具和工藝優(yōu)化,最后在模具和工藝優(yōu)化的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)操作,驗(yàn)證優(yōu)化成果。這樣就實(shí)現(xiàn)了鑄造工藝與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合,提高了低壓鑄造模具的開發(fā)效率,同時(shí)降低了鑄件的廢品率。(1)根據(jù)低壓鑄造機(jī)的各項(xiàng)性能,確定了合理的低壓鑄造模具的結(jié)構(gòu)。結(jié)合油底殼鑄件產(chǎn)品本身的生產(chǎn)質(zhì)量要求以及本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)油底殼低壓鑄造模具進(jìn)行詳細(xì)的模具設(shè)計(jì),包括:澆口設(shè)計(jì),澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì),冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì),排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì),砂型系統(tǒng)設(shè)計(jì),頂住機(jī)構(gòu)及其他系統(tǒng)設(shè)計(jì)。之后應(yīng)用三維造型軟件UG對(duì)模具整體進(jìn)行實(shí)體造型。(2)根據(jù)油底殼低壓鑄造參數(shù)計(jì)算方法和油底殼結(jié)構(gòu)特點(diǎn),確定了合理的升液壓力和速度,澆注金屬液的溫度,模具預(yù)熱溫度,金屬液流動(dòng)的速度和保壓的時(shí)間和壓力等主要鑄造參數(shù)。之后將油底殼低壓鑄造模具和鑄件以STL的格式導(dǎo)入Anycasting中,設(shè)置澆注工藝參數(shù),進(jìn)行充型凝固過程模擬。然后在根據(jù)殘余熔體模數(shù)的判據(jù)進(jìn)行鑄件缺陷預(yù)測(cè),包括縮孔縮松預(yù)測(cè),裂紋孔洞預(yù)測(cè)等。最后在模擬計(jì)算基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)際的開模試模生產(chǎn)驗(yàn)證試驗(yàn),在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),實(shí)際出現(xiàn)的缺陷與模擬結(jié)果基本一致,從而驗(yàn)證了模擬計(jì)算的可靠性,并根據(jù)分析這些缺陷的數(shù)據(jù),提出優(yōu)化方案。(3)依次進(jìn)行模具優(yōu)化和最佳工藝參數(shù)優(yōu)化工作。根據(jù)缺陷產(chǎn)生的機(jī)理和位置,對(duì)模具進(jìn)行局部修模,排氣系統(tǒng)和溢流系統(tǒng)的優(yōu)化,優(yōu)化后重新進(jìn)行三維造型,之后導(dǎo)入Anycasting中進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表面模具優(yōu)化達(dá)到了一定的減少缺陷的效果;之后運(yùn)用正交試驗(yàn)的方法,在運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬的基礎(chǔ)上,詳細(xì)的分析了充型速度,澆注溫度和模具溫度對(duì)鑄件質(zhì)量的影響趨勢(shì),得出鑄件在充型速度為10cm/s,澆注溫度為650℃和模具溫度為200℃的時(shí)候鑄件質(zhì)量最為良好,即此時(shí)的參數(shù)值為最佳的工藝參數(shù)值。(4)完成模具修整,實(shí)際進(jìn)行鑄件生產(chǎn)。在最佳工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上,調(diào)試低壓鑄造工藝的壓力曲線,確保金屬液在每階段的流動(dòng)速度達(dá)到最佳效果,在經(jīng)過①充上涂料,準(zhǔn)備模具、安裝②熔解、除渣、除氣、保持爐給湯③鑄造作業(yè)④裝澆口濾渣網(wǎng)⑤裝砂芯⑥吹空氣⑦合模⑧加壓⑨凝固,開模取出產(chǎn)品的步驟后,得到最終的鑄件,并對(duì)鑄件進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),看是否達(dá)到預(yù)期效果。結(jié)果表面經(jīng)過模具和工藝優(yōu)化后,鑄件質(zhì)量符合生產(chǎn)要求,得到了預(yù)期效果�？赏度肱可a(chǎn)。
【學(xué)位單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TG292

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

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