发动机活塞裙铸造过程模拟及工艺优化

目的优化发动机活塞裙铸件铸造工艺。方法采用UG等软件设计活塞裙铸件浇注系统以及采用MAGMA铸造仿真软件对铸造工艺进行仿真预测,分析铸件凝固温度场,预测缩孔、疏松等铸造缺陷,进一步优化铸造工艺。结果铸件整体上实现了自下而上的顺序凝固,虽然通过冒口获得了一定程度的补缩,但凝固温度梯度不明显,冒口疏松缺陷依然延伸至铸件上端面。通过合理设置冷铁,增加冒口和内浇口数量,从而实现铸件顺序凝固,使补缩效果更为明显,可有效降低缩孔、疏松缺陷。结论采用MAGMA铸造仿真软件分析凝固过程并预测缺陷,通过改进和优化工艺,可以有效预防活塞裙铸件缺陷的产生,提高铸件合格率。     

发动机用铝活塞的铸造数值模拟

利用ProCAST软件对ZL108活塞零件的传统铸造工艺和改变冒口形状的2种新铸造工艺进行了模拟对比分析,以上小下大的冒口形状新工艺铝活塞效果更好。再对比模拟分析此冒口形状铝活塞在3组不同浇注温度下的充型凝固过程,最终确定保温冒口截面为上小下大和浇注温度为720℃是活塞的最佳铸造工艺。     

铝合金压铸工艺数值模拟分析

采用压铸工艺成形铝合金薄壁长轴类零件。首先根据压铸模具浇注系统的设计原则,对铝合金件压铸模的浇注系统进行了设计计算;其次运用procast软件对铝合金压铸成形工艺进行数值模拟,根据压铸过程中的温度场云图,进行了压铸模具的热平衡分析和压铸件的充型凝固分析;最后针对模拟的结果进行了压铸模具的设计。     

单晶铸件凝固过程工艺优化的数值模拟

采用ProCAST软件系统研究了LMC(Liquid Metal Cooling)以及HRS(High Rate Solidification)工艺下,不同工艺参数对单晶铸件凝固过程中纵向温度梯度、温度梯度角、凝固界面位置的影响。结果表明:HRS工艺受型壳厚度影响很小,型壳表面的辐射散热是HRS工艺的主要影响因素,型壳的导热或者型壳和合金之间的换热是LMC工艺的主要影响因素;提高保温炉温度有利于提高纵向温度梯度;拉速是影响定向凝固最重要的参数,随拉速的增加,单晶铸件的纵向温度梯度先增大后减小,因此,制备不同合金铸件时应当采用不同的拉速;不同浇注温度时,经过10min的静置时间后,单晶铸件的初始温度分布趋于一致,对后续凝固过程影响很小。提出了以纵向温度梯度G∥、温度梯度角θ以及凝固界面位置Rp考察定向凝固工艺参数优劣的标准,纵向温度梯度、温度梯度角、凝固界面位置是评价定向凝固参数优劣的有效手段。     

基于计算机模拟的支架铸钢件铸造工艺设计及优化

目的对ZG270-500铸钢支架的铸造工艺进行优化设计,以达到工艺简单、成本低、操作简便、质量良好等要求。方法使用三维CAD软件和铸造模拟软件对相应铸造工艺方案进行了三维建模和铸造过程的模拟。针对工艺初始浇注系统设计了正放、倒放,底注式、阶梯式共4种不同组合的浇注方案。在对充型温度场进行模拟后,选择了倒放阶梯式与正放底注式浇注系统进行后续模拟。在对凝固进行模拟后,最终选择了正放底注式的方案并进行后续优化。在设计补缩系统时,通过多次调整冒口的位置与尺寸,以及冷铁的位置、尺寸与形状,达到工艺优化的效果。结果 4种初始方案中,倒放阶梯式浇注系统有利于顺序凝固,正放底注式浇注系统较为经济环保。凝固过程中,正放底注式浇注系统的疏松疏孔液相孤立区存在于铸件顶部,有利于补缩。初始补缩系统有效补缩了顶面两孔中心缺陷,优化后可使顶板和肋板的连接处,凝固最晚区域的缺陷大为改善。结论模拟表明,最终方案可基本消除铸件中的缺陷,保证铸件的质量与良好的工艺性。     

新能源汽车4032铝合金轴承座闭塞式背压成形工艺数值模拟和实验研究

目的新能源汽车空调压缩机轴承座有着薄壁、多阶梯、外形复杂的特点,极易在成形过程中产生充填不满、折叠和拉裂等质量问题,为提高其成形质量,对其成形工艺进行仿真和优化。方法对"T"形和"帽"形两种预锻坯料采用闭塞式背压成形工艺的成形情况进行模拟,依据所得结果对相关工艺参数和配套模具进行相应的优化。结果在有背压力的情况下,"T"形预锻坯料的最大成形载荷由无背压时的927t降低至78.2t,并且载荷上升稳定,各成形阶段过渡平滑,易于调控。"帽"形坯料在成形过程中金属的流动更加充分,模具型腔充填得更加饱满,无"T"形坯料成形过程中的充不满等情况。材料的Si颗粒偏聚也得到了改善,晶粒得到细化。结论背压力的存在和预锻坯料形状的调控,使最终的成形载荷、成形质量以及零件的微观组织有了极大的改善。     

球铁后桥壳的铸造工艺设计及数值模拟

首先对后桥壳进行初步的铸造工艺方案设计,然后运用铸造数值模拟软件华铸CAE对其充型和凝固过程进行模拟,预测可能产生的铸造缺陷及部位,分析缺陷产生的主要原因,从而改进工艺.经多次CAE模拟优化获得最优工艺,可减少铸造缺陷,保证铸件质量.     

丁字臂锻件工艺改进数值模拟

以丁字臂锻件为研究对象,分析其工艺性,基于DEFORM有限元数值模拟软件进行有限元仿真,找出丁字臂成形存在的问题,改进传统工艺方案,优化毛坯.由模拟结果知,只用平砧拔长杆部,拍扁大头部的方案不能得到满意的结果,而在平砧拔长拍扁后增加一道用胎膜拔长中间部分的工序可以获得很好的模拟结果.     

铝合金汽车转向节精密铸造工艺研究

目的 对某铝合金汽车转向节的精密铸造工艺进行设计与优化研究,以得到合格的铝合金汽车转向节的精密铸造工艺方案。方法 结合铝合金转向节铸件的结构特征、铸件材料特性和铸造经验,在转向节铸件主体部和鹅颈部各开设一个内浇口,设计了铝合金转向节初始浇注方案;通过在初始工艺方案中铸件缺陷较严重的区域设置补缩冒口、在铸件顶部增设排气道等措施给出了铝合金汽车转向节的优化浇注方案,基于ProCAST软件建立了铝合金转向节精密铸造2种浇注方案的有限元模型,对铝合金转向节精密铸造的充型过程、凝固过程及缩孔缩松特性进行了数值模拟与分析。结果 铝合金转向节铸件初始浇注方案的充型过程相对稳定流畅,铸件在凝固过程中有孤立液相区的形成,完全凝固后铸件中间部位存在大面积缩松缩孔缺陷;优化浇注方案能够控制金属液的流动、充型顺序及凝固特性,铸件的整个凝固过程基本呈中间对称分布,最后凝固区域位于补缩冒口内部,最大缩孔缩松率控制在2%以下。结论 优化浇注方案的设计合理且有效,能够有效地消除铝合金转向节铸件的缺陷。     

基于UG 与CAE 的压力机底座铸造工艺设计与数值模拟

目的通过对压力机底座的充型凝固过程进行数值模拟,预测其浇铸质量同时基于模拟结果提出相应的工艺改进措施。方法使用UG与CAE软件对压力机底座铸造工艺进行三维建模和数值模拟分析。通过研究零件的结构特点,确定选取砂型手工铸造方法,并使用三箱造型,选取合适的分型面与浇铸位置。采用UG软件做出锻压机底座的三维模型和浇注系统设计,然后利用Anycasting软件进行充型模拟。对充型与凝固过程进行了整体的缺陷分析。结果利用Anycasting模拟浇铸过程发现,在整个充型过程中,充型平稳,无卷气、夹渣、缩孔、缩松等缺陷的出现。结论通过模拟结果确定了浇注系统和补缩系统设计合理,相应工艺设计合理,可以铸造出符合要求的压力机底座。     

多孔铝合金的铸造工艺研究

采用加压铸造工艺，制备出了多孔铝合金。系统地研究了预制块的制备工艺过程及影响因素。利用所制备的预制块，研究了多孔铝合金的加压铸造工艺。研究表明，预制块孔隙大小及其初始温度、金属液浇注温度、外加压力等影响了金属液在预制块中的充型长度。采用合理的工艺，就可以获得大尺寸的多孔制品。     

镁合金挤压铸造凝固过程数值模拟

利用有限元法对镁合金挤压铸造凝固过程进行数值模拟,分析了铸件的凝固收缩和凝固时间,预测铸件可能发生缺陷的位置,对比挤压压力对铸件缺陷的影响。 结果发现,与重力铸造相比,挤压铸造的凝固收缩小,铸件在挤压铸造的压力作用下可缩短凝固时间;缺陷模拟结果与实验相符,加大挤压铸造压力有助于减少缺陷的产生。     

铝合金活塞铸造过程中模具易失效区域预测

采用ProCAST软件对铝合金活塞浇铸过程中模具的温度场、应力场进行了有限元仿真。根据热、应力场仿真结果,预测活塞模具的易失效区域,通过与实际失效结果对比,发现仿真结果中易失效区域位置与实际模具失效区域位置相吻合;并通过研究不同模具预热温度对浇铸过程中模具热应力场的影响,发现提高模具的初始预热温度,可以有效降低浇铸过程中模具型腔表面所受的热应力,从而有助于模具寿命的提高。     

基于数值模拟的杆状钛合金铸件熔模铸造工艺研究

根据杆状钛合金铸件的结构特点,分别采用顺序凝固理论和均衡凝固理论设计浇注系统,并利用数值模拟方法对两种浇注系统进行了仿真,分析了杆状钛合金铸件的温度场、应力场情况,确定了利用均衡凝固理论的铸造方案适合生产该铸件,根据模拟结果,对铸造工艺方案进行优化模拟。采用优化后的铸造工艺方案生产铸件,获得了合格的符合客户需求的杆状钛合金铸件。     

直接冷却半连续铸造铝合金圆锭温度场的数值模拟

通过试验方法测定直接冷却半连续铸造铝合金圆锭凝固过程的温度变化曲线,利用逆向法计算出铸锭表面热流和换热系数;然后采用数值方法模拟直接冷却半连续铸造过程温度场,实测结果和模拟数据基本吻合。     

锂电池包箱体用7003铝合金FSW焊接工艺的 仿真及其性能分析

以锂电池包箱体用7003铝合金为焊接对象,采用搅拌摩擦焊（FSW）工艺进行接头焊接,利用有限元软件SYSWELD对箱体铝合金板焊接过程进行模拟仿真,并对比分析了模拟仿真与实际焊接实验的效果。结果表明：当焊接速度为3 mm/s时,搅拌头转速为2 100~2 500 r/min可以满足焊接工艺要求;实际焊接实验结果与模拟仿真结果吻合,焊接接头金相组织性能均匀,固溶490 ℃/3 h和人工时效180 ℃/12 h后,接头抗拉强度为369.2 MPa,延伸率为7.6%。     

铝合金车轮低压铸造充型工艺设计

目的运用科学计算的方法对铝合金车轮低压铸造充型工艺进行优化设计。方法通过对铸造铝合金车轮充型过程进行研究,分析在充型过程中各部位尤其是截面较小的浇冒口部位的铝液流动状态。结果运用数学计算的方法对充型工艺进行优化设计,既提高了铸造效率,又使铸造过程充型平稳,缩短了新产品的试制周期,使铸造工艺由通过试生产阶段的工艺摸索变为试生产阶段的工艺验证。结论经过科学计算可以使液态铝合金的充型按每个阶段预期效果进行,为优化铸造工艺、改进模具设计提供了有效的手段。