汽缸盖(Cylinder Hear)是由铸铁或铝合金铸造,是气门结构的装置机体,也是汽缸的密封盖。汽缸盖接受气膂力和紧固气缸盖螺栓所形成的机械负荷,一起还由于与高温燃气触摸而接受很高的热负荷,因而关于产品的质量开展要求适当高。
由于汽缸盖大多选用铸造工艺成型,因而铸件常见的缺点也成了汽缸盖质量的评价要点。最常见的缺点在于外表孔洞(subsurface pores)以及氧化夹渣(oxide film)。
倾转铸造是重力铸造的一种,浇注体系以浇盆连接到模具,而且两者都缓慢旋转,使得金属以很小的湍流进入型腔。方针是经过约束湍流来削减孔隙度和夹杂物。
倾转铸造的旋转速度假如为了不引起湍流而过慢,则金属液的前沿会开端凝结,导致浇缺乏;假如体系旋转过快,则会引起湍流,然后无法到达意图。
为了改进铸造缺点,GM早在 2012年就获得美国专利 US 2012/0312493 A1,以修正后浇包的规划改进倾转铸造问题。为了获得更好的成果,GM决议选用FLOW-3DCAST针对该规划再来优化,期望获得质量更好的铸件。
仿真模型选用 Siemens NX树立,而且进行简化及三维图调整。剖析选用FLOW-3DCAST。
FLOW-3DCAST选用四个网格区块做多元化的剖析(网格尺度 1.5-5mm)。为了获得流量及卷气、氧化夹渣的时刻参数,在流道及浇口方位设置了 Baffle。模具外表粗度设定为 0.1-0.3mm。
在旋转过程中,原始规划在流道转弯处会由于湍流形成卷气现象,而这有几率会使铸件不良。
依据数值模仿成果,全体填充时刻约为14秒,经过浇口处的最大流量为1.56Kg/s。总卷气量为250cc(约占金属体积的3%)。卷气的产生时刻大约继续了3.8秒。
依据数值剖析成果,得知在旋转过程中,金属液在流道内会由于湍流碰击而产生卷气现象,为了改进这样的一个问题,最简略的方法是进行流道造型修正以及改变旋转速度。
依据FLOW-3DCAST剖析成果,进行了多组的流道规划改变以及调整了旋转速度,而且以FLOW-3DCAST进行模仿比照。
依据数值模仿成果,全体填充时刻约为16秒,经过浇口处的最大流量为1.37Kg/s,充填时刻增加了12%。总卷气量为55cc(约占金属体积的0.6%),削减了约 78%。在充填过程中未曾发现任何的卷气现象。
使用FLOW-3DCAST的数值模仿,完成了新的浇注体系模块规划。新的浇注体系削减了78%的卷气量,而且在开发试验中承认可大起伏削减氧化夹渣缺点。