气缸套离心铸造凝固数值模拟研究.pdf

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1、Dec．2014VO

2、-63NO．12垂笔帅蔫·1241·气缸套离心铸造凝固数值模拟研究吴龙1，2一，高浩4，艾子健112(1．三明学院机电工程学院，福建三明365004；2．三明机械cAD工程研究中心，福建三明365004；3．福建三明高新技术产业开发区博士后工作站，福建三明365500；4．福建汇华集团东南汽车缸套有限公司，福建三明365002)摘要：建立了汽车缸套离心铸造凝固的数学及物理模型，借助计算机模拟求解得到汽车缸套离心铸造过程中的温度场、液固相分布及缩孑L缩松状况。由数值模拟结果总结了汽车缸套凝固规律，为汽车缸套的铸造工艺优化设

3、计提供了数值依据，进而指导优化生产工艺，降低生产成本。关键词：汽车缸套；离心铸造；凝固；温度场；缩孑L缩松中图分类号：TG249．4文献标识码：A文章编号：100l一4977(2014)12一1241一04ReSearChOnCentr．fuqaICaStinqSO¨djfiCatiOnNUmeriCaIKeSearChOnUentrITUqaIUaStlnqSO¨aITICatIOnINUmenCaISimuIatiOnOfCV¨nderLinerSlmUIatIOnOtUV¨naerLInerWULon91邓，GA0Ha04，AIZi—i

4、ianlo(1．schoolofMechanical&ElectrDnicEng．，SanminguniV．，Sanmin9365004，Fujian，china；2．sanmingEngineeringResearchCenterofMechanicalcAD，sanmin9365004，Fujian，china；3．Post—doctoraIResearchstationofFujiansanmingHigh—techIIldustrialDeVelopmentzone，sanmin9365000，Fujian，china；4．south

5、eastAutocylinderLinerco．，FujianHuihuaGmup，sanming365002，Fujian，china)Ab鳓mct：Themathematicalandphysicalmodelofautocylinder1inercentri如galcastingsolidificationpmcesswasestablishedfornumericalanalysis．Thetemperaturefield，theliquid·solidphasedistributionandthestatusofthesllrink

6、ageanddisperseds㈦nkageintheprocessofcentrifhgalcastingwereobtainedonthebasisofcomputertecllllolo百es．ThenumericalsimulationresultsshowthattheautomotiVecylindersolidificationmlescouldbesummarize也whichpresentedanumericalbasisfor如tureoptimizationdesignofcastingprocess，productio

7、nprocessoptimizationandthereductionofproduction．1【ey啊rcIllds：cylinder1iner；centrimgalcasting；solidification；tenlperaturefield；shrinkageanddispersedshrinkage汽车缸套作为汽车发动机的核心零件，在汽车产业中应用十分广泛。汽车发动机活塞往复运动时直接作用于汽车缸套的内壁，缸套内壁是承受摩擦的工作面，缸套的性能直接决定了发动机整机的性能，因此对缸套加工工艺要求较高，缸套零件需具有高强度、耐高温、耐

8、摩擦等特点。生产汽车缸套时，普遍采用卧式离心铸造，离心铸造是将金属液浇入旋转铸型中，使金属液在离心力的作用下进行充填、成形和凝固的一种铸造方法，与其他铸造工艺相比，离心铸造具有许多优点：铸件组织致密、成品率高、金属液的填充能力好、铸件种类及铸型适应性好，部分铸件可具有自由表面等Ⅲ。然而在离心铸造过程中，铸件金属液在高温、高速环境中受力复杂，同时存在高速流动、传热、复杂受力等耦合现象，其充型及凝固规律很难把握。目前离心铸造生产的汽车缸套内表面存在气孑L、夹渣、黑斑等铸造缺陷[2]，同时其毛坯加工余量分布最优问题亦有待研究。现场生产往往是通过不断

9、的试验，调整各种铸造参数来对比研究，分析离心铸造的相关规律，以获得改进方法，这无疑将耗费巨大的人力财力，且研究周期长。计算机技术的发展以及数值算法的不断研究，为探究