摩托车发动机左盖压铸成型数值模拟及模具失效的分析

摘要

摩托车发动机左盖由于结构复杂,外观质量要求高,铸件本身要求一定的强度和硬度,给压铸生产过程提出了较高的要求。本文针对摩托车发动机左盖压铸生产过程中铸件内部缩孔缩松多,成品率较低及模具失效的问题,应用铸造模拟软件Anycasting来辅助模具结构的优化设计,工艺参数的优化及模具失效分析,达到改善铸件质量,提高生产效率目的。　　Anycasting对现行工艺条件下铸件的充型过程及凝固过程进行了模拟,结果显示充型过程中存在着涡流及巻气现象,模拟缺陷预测结果与实际相符。以模拟结果为基础,对模具结构进行了优化。主要通过改变流道尺寸及进料方式来改善充型过程的涡流现象;改变内浇口的厚度来改善充型过程中的巻气现象;设计了冷却水道改善模具内部热循环,提高了铸件的质量及生产效率;调整了溢流槽的位置,增加了局部冷却来增强模具系统的排气能力及局部温度调节能力。　　以浇注温度、充型速度、慢/快压射距离作为影响铸件质量的因素设计了正交试验。由试验结果得到的最佳工艺参数是浇注温度640℃、充型速度3m·s-1、慢/快压射距离350/70。通过分析极差得到,浇注温度对铸件质量的影响最为显著;其次是充型速度,最后是慢/快压射距离。并根据正交试验数据分析了这三个因素对铸件质量的影响规律。　　对优化工艺后的铸件进行实际生产试验,并与原始工艺的典型截面进行了对比。结果表明,铸件内部的缩孔缩松得到了很大的改善。根据压铸材料的材质、失效部位的硬度、显微组织、失效部位的形貌、能谱分析以及实际工艺参数相结合的模具温度场模拟等方面的分析,最后得出:模具失效的原因是模具内部的热循环产生的应力与金属液的冲蚀共同作用的结果。

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1. 绪论

1.1 压铸的特点及发展

1.2 压铸CAE发展现状

1.3 压铸件的缺陷

1.4 压铸模具失效

1.5 本课题的研究内容及意义

2. 铸造理论基础和模拟软件

2.1 Anycasting特点及应用

2.2 铸造数值模拟理论