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1、Dec．2014VO
2、-63NO．12垂筆帥蔫·1241·氣缸套離心鑄造凝固數(shù)值模擬研究吳龍1，2一，高浩4，艾子健112(1．三明學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，福建三明365004；2．三明機(jī)械cAD工程研究中心，福建三明365004；3．福建三明高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)博士后工作站，福建三明365500；4．福建匯華集團(tuán)東南汽車缸套有限公司，福建三明365002)摘要：建立了汽車缸套離心鑄造凝固的數(shù)學(xué)及物理模型，借助計(jì)算機(jī)模擬求解得到汽車缸套離心鑄造過(guò)程中的溫度場(chǎng)、液固相分布及縮孑L縮松狀況。由數(shù)值模擬結(jié)果總結(jié)了汽車缸套凝固規(guī)律，為汽車缸套的鑄造工藝優(yōu)化設(shè)
3、計(jì)提供了數(shù)值依據(jù)，進(jìn)而指導(dǎo)優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本。關(guān)鍵詞：汽車缸套；離心鑄造；凝固；溫度場(chǎng)；縮孑L縮松中圖分類號(hào)：TG249．4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：100l一4977(2014)12一1241一04ReSearChOnCentr．fuqaICaStinqSO¨djfiCatiOnNUmeriCaIKeSearChOnUentrITUqaIUaStlnqSO¨aITICatIOnINUmenCaISimuIatiOnOfCV¨nderLinerSlmUIatIOnOtUV¨naerLInerWULon91鄧，GA0Ha04，AIZi—i
4、ianlo(1．schoolofMechanical&ElectrDnicEng．，SanminguniV．，Sanmin9365004，F(xiàn)ujian，china；2．sanmingEngineeringResearchCenterofMechanicalcAD，sanmin9365004，F(xiàn)ujian，china；3．Post—doctoraIResearchstationofFujiansanmingHigh—techIIldustrialDeVelopmentzone，sanmin9365000，F(xiàn)ujian，china；4．south
5、eastAutocylinderLinerco．，F(xiàn)ujianHuihuaGmup，sanming365002，F(xiàn)ujian，china)Ab鰳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汽車缸套作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的核心零件，在汽車產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)直接作用于汽車缸套的內(nèi)壁，缸套內(nèi)壁是承受摩擦的工作面，缸套的性能直接決定了發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的性能，因此對(duì)缸套加工工藝要求較高，缸套零件需具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐
8、摩擦等特點(diǎn)。生產(chǎn)汽車缸套時(shí)，普遍采用臥式離心鑄造，離心鑄造是將金屬液澆入旋轉(zhuǎn)鑄型中，使金屬液在離心力的作用下進(jìn)行充填、成形和凝固的一種鑄造方法，與其他鑄造工藝相比，離心鑄造具有許多優(yōu)點(diǎn)：鑄件組織致密、成品率高、金屬液的填充能力好、鑄件種類及鑄型適應(yīng)性好，部分鑄件可具有自由表面等Ⅲ。然而在離心鑄造過(guò)程中，鑄件金屬液在高溫、高速環(huán)境中受力復(fù)雜，同時(shí)存在高速流動(dòng)、傳熱、復(fù)雜受力等耦合現(xiàn)象，其充型及凝固規(guī)律很難把握。目前離心鑄造生產(chǎn)的汽車缸套內(nèi)表面存在氣孑L、夾渣、黑斑等鑄造缺陷[2]，同時(shí)其毛坯加工余量分布最優(yōu)問(wèn)題亦有待研究。現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)往往是通過(guò)不斷
9、的試驗(yàn)，調(diào)整各種鑄造參數(shù)來(lái)對(duì)比研究，分析離心鑄造的相關(guān)規(guī)律，以獲得改進(jìn)方法，這無(wú)疑將耗費(fèi)巨大的人力財(cái)力，且研究周期長(zhǎng)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)值算法的不斷研究，為探究
