工艺技术2022年第12期/第71卷1561铝合金转向壳铸造工艺数值模拟及优化李欣珂1,于鑫泓1,于金瑞1,陈宗民1,王彦启2,安钰坤1,赵而团1（1.山东理工大学机械工程学院，山东淄博255049；2.宣城建永精密金属有限公司，安徽宣城242000）摘要：通过对铝合金转向壳结构和工艺特点分析，结合产品产量需求，决定选用砂型铸造工艺。使用铸造模拟软件对转向壳铸造充型及凝固过程进行了模拟，根据模拟结果分析缺陷出现位置及原因。对原工艺方案进行了优化：将中注式浇注系统改为带有立柱的缝隙式，将冒口与缝隙式的立柱结合，调整了冷铁厚度。对改进后的铸造工艺方案进行了数值模拟，最终采用该方案生产出了合格铸件。关键词：Anycasting模拟；砂型铸造；铝合金；缝隙式浇注系统作者简介：李欣珂（2000-），男，本科，主要研究方向为铸造工艺设计。电话：15550343790，E-mail：L3117651823@163.com通讯作者；赵而团，男，副教授，博士，硕士生导师。E-mail：etzhao@sdut.edu.cn中图分类号：TG292文献标识码：A文章编号：1001-4977（2022）12-1561-04基金项目：淄博市周村区校城融合发展项目（2020ZCXCZH03）；淄博市校城融合发展项目（2019ZBXC022）。收稿日期：2022-04-24收到初稿，2022-06-02收到修订稿。铝合金铸件具有比强度高、铸件成形性好等优点，因此在诸多领域均有广泛应用[1-3]。其中2A12铝合金作为一种可以进行热处理强化的高强度硬铝合金，是铝-镁-铜系中的典型硬铝合金，其成分较为合理，综合性能较好，具有密度小、强度高、焊接性好等优点和良好的塑性成形能力及机械加工性能[4]。但铝合金的收缩倾向大、热容量小、导热快、易吸气和氧化，在铸造工艺设计时存在难点[5-6]。本文对铝合金转向壳铸件铸造工艺进行设计，并运用模拟仿真软件进行数值模拟，根据对铸造缺陷位置的观察和分析对原始工艺方案进行优化，克服工艺难点，得到切实可行的铸造工艺方案。1铸件结构工艺性分析转向壳是一款起到定位和保护作用的受力部件。铸件材质为2A12铝合金，轮廓尺寸为196mm×155mm×124mm，质量为1.92kg，属于中小型铸件，零件三维结构如图1a所示。铸件要求无缩孔、缩松、裂纹等铸造缺陷，且不会发生变形。零件上存在大小不一的孔，最大孔径为34mm，最小孔径为3mm。对于零件大平面处直径较大的孔在铸造过程中本可以直接铸出，但考虑两侧孔起到定位作用，并有较高的精度要求，故均采用机加工方式成形。对零件结构进行优化，绘制毛坯图，铸件毛坯质量为2.23kg，如图1b...
