壓鑄與液態(tài)模鍛復(fù)合成形車用空調(diào)頭蓋技術(shù)的研究.pdf

1、車用空調(diào)頭蓋是汽車空調(diào)內(nèi)部的一個(gè)關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且對其中間圓筒形部位有較高的氣密性要求，傳統(tǒng)的壓力鑄造生產(chǎn)出來的產(chǎn)品由于常存在縮孔縮松等缺陷，導(dǎo)致產(chǎn)品合格率不高。近年來，隨著計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)的快速發(fā)展，使得通過模擬軟件對整個(gè)壓鑄過程進(jìn)行仿真模擬，將整個(gè)鑄造過程清晰的呈現(xiàn)出來進(jìn)而指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)成為可能。
　　通過Anycasting鑄造模擬軟件對原始方案壓鑄件的充型過程的流場、凝固過程的溫度場進(jìn)行模擬仿真，發(fā)現(xiàn)原始方案充型不穩(wěn)

2、，存在大量的渦流和卷氣現(xiàn)象，凝固過程溫度場不平衡，中間圓筒形部位和尾部厚大部位產(chǎn)生縮孔縮松的可能性很大；通過對原始方案壓鑄件中間圓筒形部位剖開發(fā)現(xiàn)存在大量的縮孔縮松缺陷，進(jìn)而驗(yàn)證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。
　　針對原始方案壓鑄件存在大量的縮孔縮松缺陷的問題，對澆注系統(tǒng)和模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。將兩支內(nèi)澆口進(jìn)料改為一支澆口進(jìn)料，加大兩型腔的距離，采用交叉排布的模具型腔以及圓弧形橫澆道，在此基礎(chǔ)上通過Anycasting進(jìn)行模擬發(fā)現(xiàn)：新方案

3、下的壓鑄件充型過程更加平穩(wěn)，渦流和卷氣現(xiàn)象得到了很大改善，凝固過程的溫度場也更加合理。進(jìn)而設(shè)計(jì)了正交試驗(yàn)，選取影響壓鑄件質(zhì)量的三個(gè)重要因素：澆注溫度、壓射速度、模具預(yù)熱溫度，做了三因素三水平的正交試驗(yàn)優(yōu)化工藝參數(shù)；通過極差分析得出影響壓鑄件的三個(gè)關(guān)鍵因素由主到次依次為：澆注溫度、模具預(yù)熱溫度、壓射速度；進(jìn)一步對試驗(yàn)結(jié)果分析得出最優(yōu)方案為：澆注溫度為650℃，模具預(yù)熱溫度為200℃，壓射速度為2.5m·s-1。對每一個(gè)因素分別添加兩個(gè)水平

4、研究各因素對壓鑄件質(zhì)量的影響規(guī)律得出了各因素對壓鑄件質(zhì)量的影響規(guī)律。
　　借鑒液態(tài)模鍛的成形工藝特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了擠壓裝置，對新方案壓鑄充型完成之后采用擠壓中間圓筒形部位的液態(tài)金屬，使其在壓力下結(jié)晶凝固并產(chǎn)生少量的塑性變形，以期得到質(zhì)量更好的壓鑄件；通過Deform有限元軟件對壓鑄充型結(jié)束凝固過程中液態(tài)模鍛塑形變形階段進(jìn)行模擬，獲得了液鍛成形過程中金屬的流動(dòng)規(guī)律，得到了液鍛成形的等效應(yīng)力場、等效應(yīng)變場及溫度場；液態(tài)模鍛過程中金屬的流動(dòng)有