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铝合金压气机壳低压铸造工艺及模具开发研究
| 论文题名： | 铝合金压气机壳低压铸造工艺及模具开发研究 |
| 关键词： | 铝合金压气机壳;汽车发动机;低压铸造工艺;模具设计;数值模拟 |
| 摘要： | 汽车轻量化已成为主要趋势，使得铝合金铸件在汽车零件上的应用日益广泛。低压铸造技术作为一种近净成型的方法，非常适合复杂薄壁铝合金铸件的生产。论文的研究对象为涡轮增压器的一个重要部件—压气机壳。其材料采用AC4C合金。如何使压气机壳具有较好的内部质量和机械性能，保证其满足质量要求是论文需要解决的问题。论文采用CAD/CAE一体化技术，并从低压铸造模具设计到铸件的试生产全程跟踪优化，实现了实际铸造生产与计算机数值模拟技术的结合，提高了低压铸造铸件的成品率，缩短了模具开发周期。主要研究内容和成果包括以下几个方面。 确定了低压铸造工艺的设计内容。结合压气机壳的自身结构特点，介绍了低压铸造工艺的流程，并对浇注系统的设计进行了详细的阐述，包括:过滤网的选择、浇口套、浇口杯、升液管、分流锥和中转加铝液包的设计;采用冒口模数法对冒口系统进行设计;铸件的设计包括:机械加工余量、拔模斜度、铸造收缩率。 根据设计的低压浇注工艺参数和压气机壳的结构特点，确定了浇注温度和铸型初始温度、充型压力、结晶压力和保压时间;基于ProCAST铸造模拟软件，对压气机壳的充型与凝固过程进行模拟分析。采用单因素实验方法，讨论了浇注系统和充型压力对铸件质量的影响，得到了最佳浇注方案，即内浇口位置转移至压气机壳进气口端面，挂耳支架和出气口处增加冒口，充型压力确定为0.028 MPa。模拟结果表明:在最终方案下，铸件实现了自上而下的顺序凝固，达到了预期的效果。 确定了合理的铸型和热芯盒模具结构。结合压气机壳结构和低压铸造特点，对压气机壳低压铸造模具结构的设计进行了详细阐述，包括:确定铸型材料、设计排气系统、设计保温和加热系统、选定分型面、设计模具外形及壁厚;设计砂芯时，确定了热芯盒模具的排气系统、芯头和砂芯的分型面。 最后，结合实际试生产过程，阐明了生产操作中的规范，对模具准备、砂芯制备、升液管准备、合金液净化及检测、浇注、热处理、铸件清理这几个环节需要注意的问题进行了探讨;观察试样的金相组织，发现试样组织致密，测试其机械性能，抗拉强度σb≥230 MPa，延伸率≥2％，HB≥85，满足生产要求。总结了实际生产中缺陷产生的原因并提出了解决措施，为该产品顺利投入量产提供了技术支持。 |
| 作者： | 邢雷杰 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 范真 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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