大型铝合金薄壁件低压铸造工艺模拟.pdfVIP

学兔兔 Computer Application计算机应用 大型铝合金薄壁件低压铸造工艺模拟 杨天云，余 瑾，杨 兵，姜海博 (合肥工业大学材料科学与工程学院，安徽合肥 230009) 摘要：采用有限元模拟仿真软件结合正交实验方法，对铝合金汽车座椅骨架低压铸造工艺进行数值模 拟，研究了低压铸造工艺参数对铸件缩松缩孔、充型及凝固规律的影响。模拟结果表明，当浇注温度为 720~C、充型加压速率为920P~s及模具预热温度为380~C时为最佳工艺参数，铸件缩孔孔隙率最小，且成形 质量最佳。 关键词：铝合金；低压铸造；正交试验；数值模拟 中图分类号：TG146．2 1：文献标识码：A；文章编号：1 006—9658(201 2)01—4 低压铸造具有经济性好，充型能力强，平稳 充型顺畅_3-41。低压铸造内 可控等诸多优点而被广泛用于汽车用铝合金铸件 浇口不只是起导人金属液 生产，尤其是在薄壁、优质铝合金铸件上近年来得 的作用，而且还担当补缩 到越来越多的应用ll_2J。由于件大、壁薄，金属液完整 铸件的作用。这里采用“热 充型比较困难，单纯提高浇注温度将使金属液质量 节圆法”【5】计算内浇道的最 恶化，因此，对低压铸造工艺参数进行优化是非常 小尺寸为1 13mm 。选择内 必要的。 浇口位置时，按照沿内浇 本研究以铝合金汽车座椅靠背为对象，重点考 图1铸件及浇注系统 口中心线将铸件划分为上 察浇注温度、充型升压速率和模具预热温度三个主 下两部分，使上下体积之比接近l：1，以保证分别向 要低压工艺参数对铸件的缩松缩孔、充型及凝固的 上和向下的液流能够同时填充完毕和同时凝固16]。 影响。采用正交实验手段，建立三因素三水平的正 交表，以靠背铸件内缩孔孔隙值为实验指标，进行 2 有限元模型的建立 工艺参数的优化，从中找出最佳的工艺参数使铸件 2．1 网格划分 内缩松缩孔最少，改善铸件的成型质量，从而提高 运用Pro／E对零件进行三维造型，并设计出浇 产品的结构强度。 注系统。然后利用该软件中的Mechanica模块对铸 件进行表面网格的划分，然后以．aDS的格式输出。再 1 零件工艺分析 将表面网格导人Meshcast中，网格检查合格后，进 汽车座椅靠背骨架的材质为A356铝合金，模 行体网格的划分。有限元模型如图2所示。 具材质为H13钢。该铸件为大型框架式壳体结构， 2．2 边界条件的加载 左右完全对称，厚度均匀为4ram，外形轮廓尺寸为 385mmx660mmx110mm，如图1所示。 分析零件的结构特征，选用多个内浇道浇注系 统，保证合金液在型腔中流程短、降温慢、阻力小， 收稿日期：2011-10～28 文章编号：2011-144 作者简介：杨天云(1985一)，男，在读硕士研究生，研究方向：结构设 图2 铸件有限元模型 计及先进液态成型工艺 中国铸造装备与技术 1／