【正文】 力—時(shí)間參數(shù)就完全不是原來設(shè)定的最佳工藝參數(shù)，而且其重現(xiàn)性很差。諸如升液曲線一定是指保溫爐內(nèi)液面壓力和時(shí)間曲線。最典型的是液面加壓系統(tǒng)。目前，我國(guó)已有許多科研單位如沈陽(yáng)鑄造研究所、中國(guó)兵器工業(yè)第五二研究所以及中國(guó)科學(xué)院金屬研究所等正在從事低壓鑄造的研究工作，并在擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，尤其是對(duì)低壓鑄造的工藝參數(shù)和工藝控制的研究工作不斷深化，設(shè)備的機(jī)械化、自動(dòng)化和穩(wěn)定化水平也在迅速地提高。尤其是近年來，隨著中國(guó)汽車工業(yè)的飛速發(fā)展和國(guó)際間技術(shù)合作與交流的增強(qiáng)，如廣州肇慶本田會(huì)屬公司、昌河鈴木公司(九江)、天津豐田公司、煙臺(tái)大宇東岳動(dòng)力公司、沈陽(yáng)三菱以及瑞明集團(tuán)等幾家公司紛紛引進(jìn)低壓鑄造工藝用于生產(chǎn)汽缸蓋鑄件。熊本、大發(fā)龍王、雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)、日產(chǎn)自動(dòng)車、本田金屬、愛知機(jī)械等用低壓鑄造生產(chǎn)氣缸蓋，光輕金屬工業(yè)、九州輪轂、神戶制鋼、旭可鍛、古河電氣工業(yè)、光洋精機(jī)等用低壓鑄造生產(chǎn)鋁輪轂，韓國(guó)的起亞自動(dòng)車、東西機(jī)工等用低壓鑄造生產(chǎn)汽缸蓋，三善工業(yè)等用低壓鑄造生產(chǎn)鋁輪轂，印度尼西亞的本田技研用低壓鑄造生產(chǎn)汽缸蓋，馬來西亞的JRD用低壓鑄造生產(chǎn)鋁輪轂等[6]。低壓鑄造工藝在亞洲的日本、韓國(guó)等國(guó)家應(yīng)用十分廣泛，如同本的馬自達(dá)、朝同鋁業(yè)法國(guó)雷諾公司所有汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋均采用低壓鑄造生產(chǎn),共11臺(tái)低壓鑄機(jī),日產(chǎn)5500只缸蓋[2][3]。據(jù)1989年統(tǒng)計(jì)，美國(guó)Parkfield車輪有限公司低壓鑄造輪轂?zāi)戤a(chǎn)量達(dá)到250萬(wàn)只，日本日立金屬制作所采用14臺(tái)自動(dòng)化低壓鑄造機(jī)，年產(chǎn)鋁合金輪轂180萬(wàn)只。汽車輪轂由于質(zhì)量要求高，本身結(jié)構(gòu)又適于低壓鑄造，而且需求量大，因此極大地推動(dòng)了低壓鑄造技術(shù)的發(fā)展。這一技術(shù)至今仍被應(yīng)用于厚大斷面鑄件的鑄造。當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)低壓鑄造可解決厚大斷面鋁合金鑄件的壁厚效應(yīng)，即因壁厚增加力學(xué)性能急劇下降的缺點(diǎn)。1924年在德國(guó)提出申請(qǐng)，但都沒有形成大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)[1]。低壓鑄造法的雛形可以追溯到本世紀(jì)初，主要用于巴氏合金的鑄造。這種加壓工藝適用于金屬型低壓鑄造、石墨型低壓鑄造。4．急速增壓結(jié)晶工藝急速增壓結(jié)晶工藝，是指合金液充滿型腔后，迅速增壓，使鑄件在較高的結(jié)晶壓力下凝固。3．緩慢增壓結(jié)晶工藝緩慢增壓結(jié)晶工藝，是指充型結(jié)束以后，先穩(wěn)壓讓鑄件外表凝成一層硬殼；然后再增壓結(jié)晶凝固的一種澆注工藝。2．穩(wěn)定結(jié)晶工藝穩(wěn)定結(jié)晶工藝，是指合金液在充滿型腔后，即穩(wěn)住壓力，使鑄件在此壓力下結(jié)晶凝固，一直到完全凝固為止。2) 充型階段，根據(jù)鑄件特點(diǎn)、合金液成份、澆注溫度以及鑄型溫度等情況，適當(dāng)?shù)卦龃蠹訅核俣确乐硅T件產(chǎn)生冷隔和欠鑄。它適用于砂型低壓鑄造大中型鑄件,如船舶鋼合金螺旋槳等。 低壓鑄造的工藝分類在低壓鑄造過程中，按鑄型種類和鑄件的不同，其加壓工藝的方式也有所不同，現(xiàn)將常用的幾種澆注工藝介紹如下：1．低壓充型工藝低壓充型工藝，是指只利用低壓充型，不采用結(jié)晶增壓的工藝(鑄型高有冒口且不封閉)，鑄件的補(bǔ)縮仍靠高溫合金液補(bǔ)澆冒口來實(shí)現(xiàn)。5) 低壓鑄造的設(shè)備比壓力鑄造的設(shè)備簡(jiǎn)單，設(shè)備投入低。低壓鑄造應(yīng)用的金屬模要求較低，制造容易，模具費(fèi)用比高壓鑄造模具低。3) 壓力鑄造是在高速高壓下充型，型腔中的氣體不易全部被排除，易于產(chǎn)生氣孔，而低壓鑄造的排氣效果要好得多。壓力鑄造一般只適用于鑄造性能較好的鋁硅合金、鋅合金及部分銅合金，而對(duì)于鋁鎂合金、球墨鑄鐵、合金鑄鐵、鑄銅等采用壓力鑄造，尚存在許多技術(shù)問題。3) 低壓鑄造的澆注系統(tǒng)比砂型重力鑄造簡(jiǎn)單，可以減小冒口，甚至可以不設(shè)冒H，從而簡(jiǎn)化了工藝，節(jié)省了金屬液。因此，鑄件的成品率要比砂型鑄造高。3) 低壓鑄造的設(shè)備投資比金屬型鑄造稍高。低壓鑄造除了有上述特點(diǎn)外，同時(shí)低壓鑄造與其它鑄造的比較，有以下特點(diǎn)：1．低壓鑄造與金屬型重力鑄造相比：1) 低壓鑄造可以大大簡(jiǎn)化澆注系統(tǒng)，從而減少合金熔化量，提高了金屬利用率。8) 低壓鑄造對(duì)合金牌號(hào)的適用范圍較寬，基本上可用于各種鑄造合金。7) 設(shè)備簡(jiǎn)單，一次性投資少，占地面積小，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)。低壓鑄造鑄型的澆注系統(tǒng)簡(jiǎn)單，并可減少甚至完全省去冒口，尚未凝固的金屬液可流回坩堝中，減少金屬的損耗，因此工藝出品率高，可達(dá)80％～90％.5) 生產(chǎn)效率高，后續(xù)加工余量小，機(jī)械加工工時(shí)少。3) 合金液在壓力作用下充型，可以提高合金液的流動(dòng)性，有利于獲得輪廓清晰的鑄件，它可適用于不同壁厚、不同大小和不同結(jié)構(gòu)的鑄件?？筛鶕?jù)鑄件的不同結(jié)構(gòu)和鑄型的不同材料來確定。 低壓鑄造的工藝特點(diǎn)實(shí)踐證明，低壓鑄造有很多優(yōu)越性，歸納起來有以下幾點(diǎn)：1) 鑄件在壓力作用下結(jié)晶和凝固，并能得到充分地補(bǔ)縮，故鑄件組織致密，力學(xué)性能高。同時(shí)，由于低壓鑄造有較高的補(bǔ)縮壓力和溫度梯度，有效地提高了厚大斷面鑄件的致密性，所以用低壓鑄造的方法可以獲得比一般重力鑄造質(zhì)量更高的鑄件。在重力鑄造中為了充型平穩(wěn)，避免氣孔、夾渣，常采用底注式，因此鑄型內(nèi)溫度場(chǎng)分布不利于冒口補(bǔ)縮。至此，即完成了一個(gè)低壓澆注工藝過程。就低壓鑄造的工作壓力而言，它是介于壓力鑄造和重力鑄造之間的一種新的澆注工藝。 filling process。 casting process。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果并結(jié)合理論分析，鑄件中沒有縮孔、縮松等缺陷，鑄造工藝方案和澆注工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)合理。根據(jù)實(shí)際零件建立了鑄件的三維模型，并用Viewcast鑄造模擬軟件對(duì)鋁合金鑄件帶輪的充型過程進(jìn)行了模擬計(jì)算。.. .. .. ..摘 要本文運(yùn)用反重力鑄造技術(shù)—低壓鑄造來對(duì)鋁合金鑄件帶輪的鑄造工藝進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，包括分型面、澆注位置的選擇、各項(xiàng)鑄造工藝參數(shù)的確定以及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。根據(jù)鑄件形狀較復(fù)雜的特點(diǎn)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)澆注時(shí)設(shè)計(jì)了兩個(gè)澆注方案即兩個(gè)內(nèi)澆道或者一個(gè)內(nèi)澆道，并同時(shí)進(jìn)行調(diào)壓和重力鑄造澆注，以方便比較。模擬結(jié)果顯示，充型過程平穩(wěn)，沒有明顯的液相起伏、飛濺。關(guān)鍵詞：低壓鑄造；鑄造工藝；實(shí)驗(yàn)澆注；充型過程；數(shù)值模擬AbstractIn this paper, antigravity casting technology, low pressure casting technology was used to plete the design of the casting of an aluminum alloy casting wheel, which include choice of Subsurface and casting position, determining all of the parameters of the casting process, and the design of the casting system. For the plex shape of the casting, when conducting experiments was designed to use two runners and one ingate for casting in one time, and at the same time, surge and gravity casting was used to make it easier to pare. For sand shell moulding, the mode of same time freezing was generally used. Build the Threedimensional model of the casting, then simulate and calculate the filling process of casting. Form the results, it was saw that the process was steady without apparent phase fluctuations or splash. From the result we can see that there was no defect such as shrinkage, so the design was perfect.Keywords：Low pressure die casting。 experimental cast。 numerical simulation.目錄摘 要 IABSTRACT II第1章 緒論 1 低壓鑄造概述 1 低壓鑄造的工藝過程 1 低壓鑄造的工藝特點(diǎn) 2 低壓鑄造的工藝分類 4 5 我國(guó)低壓鑄造行業(yè)現(xiàn)狀、存在的問題和發(fā)展趨勢(shì) 6 低壓鑄造的數(shù)值模擬 8 計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬的優(yōu)點(diǎn) 8 低壓鑄造與計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬 9 選題意義及本文的主要研究?jī)?nèi)容 10 課題的意義 10 課題的任務(wù)和內(nèi)容 11第2章 低壓鑄造工藝設(shè)計(jì) 12 12 13 14 15 16 低壓鑄造澆注工藝參數(shù)的選擇 17　升液速度的確定 17 充型壓力和充型速度的選擇 17　充型增壓值的選擇 18 18 18 18第3章 實(shí)驗(yàn)材料、內(nèi)容及過程 20 實(shí)驗(yàn)材料 20 22 22 24 25 26 26 30 37第4章充型過程數(shù)值模擬 38 View Cast的實(shí)現(xiàn)過程 38 38 38 41結(jié)論 43參考文獻(xiàn) 44致 謝 45第1章 緒論 低壓鑄造概述 低壓鑄造的工藝過程低壓鑄造是一種特種鑄造工藝，它是巴斯加原理在鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用。在裝有合金液的密封容器(坩堝)中，通入干燥的壓縮空氣(或者惰性氣體)，作用在保持一定澆注溫度的合金液面上，造成密封容器內(nèi)與鑄型型腔內(nèi)的壓力差，使合金在較低的充型壓力(～)作用下，沿著升液管內(nèi)孔自下而上地經(jīng)升液通道、鑄型澆口、平穩(wěn)地充入鑄型中，待合金液充滿型腔后，增大氣壓，使型腔里的合金液在較高的壓力作用下結(jié)晶凝固，然后卸除密封容器內(nèi)的壓力，讓升液管、澆道內(nèi)尚未凝固的合金液依靠自身的重力回落到坩堝中，再打開鑄型取出鑄件。 低壓鑄造的基本原理圖低壓鑄造解決了重力鑄造中澆注系統(tǒng)充型和補(bǔ)縮的矛盾。低壓鑄造則巧妙地利用坩堝內(nèi)氣壓，將金屬液由下而上充填鑄型，在低氣壓下保持澆道與補(bǔ)縮通道合二為一，始終維持鑄型溫度梯度與壓力梯度的一致性，從而解決了重力鑄造中充型平穩(wěn)性與補(bǔ)縮的矛盾，而且使鑄件品質(zhì)大大提高。而且，低壓鑄造所用的澆注系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，可使鑄件成品率大大提高，通?？稍?0％以上。2) 低壓鑄造的澆注工藝參數(shù)均可人為控制。澆注時(shí)，合金液在可控的壓力作用下充型，能有效地控制充型速度，使合金液充型平穩(wěn)，這樣可減少或避免合金液在充型時(shí)的翻騰、沖擊、飛濺現(xiàn)象，從而減少了氧化夾渣的形成，避免或減少鑄件的缺陷，提高了鑄件質(zhì)量，合格率一般可達(dá)90％左右。4) 金屬液利用率高。6) 低壓鑄造對(duì)鑄型材料沒有特殊的要求，凡可作為鑄型的各種材料，都可以用作低壓鑄造的鑄型材料。有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)