铝合金节温器盖铸造工艺优化设计

铝合金节温器盖铸造工艺优化设计

一、选题简介、意义

节温器是根据汽车发动机的温度来自动调节进入散热系统散热介质量的零件。它必须保持良好的技术状态，力学性能。否则会严重影响发动机的正常工作。例如，节温器主阀门开启过慢，会造成发动机过热，影响系统运行，甚至造成发动机零部件的损坏；如若主阀门开启过早，则会造成发动机温度过低，达不到工作温度，延长预热时间。

厂方接到生产订单，需生产一批节温器外壳。根据以往的技术经验，设计了模具以及浇注系统。但在实际生产检验过程中，节温器盖在水压检测环节不过关，管口连接处总是发生漏水现象，成品率底，极大地浪费人力物力。

该题目是根据厂方技术部门接到的问题反馈，对这一现象进行分析处理并制定新的生产方案，从而提高成品率，节约人力物力，降低生产成本。

本文深入工厂、结合实际，研究生产活动中实际出现的问题，对生产生活具有一定的指导意义，并且在研究问题解决问题的过程中，运用了大量所学知识，同时也是对大学三年所学的一次很好的检验、归纳和整理。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

主要研究的内容：对节温器盖产生该缺陷的原因进行分析，找到出差错的环节，并设计新的生产设计方案，避免该差错。

要解决的问题：解决该零件成品率底，生产成本高。

预期目标：找到该零件产生问题的原因，并对其进行理解，从而在以后的生产实践过程中避免该问题。

研究步骤：对问题零件进行系统的剖析，检查整个设计、生产、加工的制造环节，设计新的生产方案，并运用计算机模拟该方案，从而检查该方案实施的结果，根据结果再优化新方案。

引言3

第一章铸造工艺参数、方案的设定与选择

1.1节温器盖的结构、材料分析4

1.2浇注方案的类型介绍以及选用原则5

1.2.1浇注系统的设计6

1.2.2冒口的设计9

1.3砂芯的制备11

第二章产品的调试生产

2.1生产前的准备12

2.2充型压力、充型速度15

2.3试制结果16

第三章调制品的缺陷特征与分析

3.1铸件常见的外观缺陷与分析16

3.1.1气孔16

3.1.2欠铸、冷隔17

3.1.3跑火、型漏18

3.2试制工艺的缺陷特征18

3.3缺陷产生原因及分析19

第四章工艺优化

4.1铸造工艺的优化设计21

4.2工艺优化模拟分析22

4.2.1充型过程模拟及温度分布27

4.2.2缺陷预测与对比28

第五章结论30

参考文献31

引言

在铸造合金中，铝合金是目前应用最为广泛的一种合金，其广泛程度是其他合金无法比拟的。由于铸造用铝合金种类众多，所以表现出来的物理性能、化学性能有很大的差别。所以必须根据铸件的实际使用性能要求来选择特性合适的牌号的铝合金。另外选择合适的铸造方法，设计合适的铸造工艺，都是保证铸件质量的硬性条件。

发动机是一种需要合适的温度来保证其正常运行的机器。而节温器则是是根据汽车发动机的温度来自动调节进入散热系统散热介质的量的一种装置。当发动机温度过热时，主阀门开启，冷却水进入发动机冷却系统，带走多余的热量，使温度降到适合发动机工作的范围；当发动机处在低温的环境下工作时，主阀门若是开启，则会带走需要的热量，延长预热的时间，降低机器的工作效率。

常见的节温器主要是蜡式节温器，它的结构分为阀门、阀座、中心杆和旁通阀等。当温度低于规定的工作值时，精炼石蜡在节温器感温体内以固态的方式存在，发动机和散热器间的通路被节温器阀在弹簧的作用下关闭，冷却液由旁通管流入水泵，水泵则会把冷却水送回发动机，这就是小循环。由于水只是在水泵和水套之间流动，不经过散热器，且流量小，所以冷却强度弱。当冷却液温度逐渐升高时，石蜡渐渐融化成液体，液体的体积增大，挤压橡胶管迫使其收缩。体积增大的同时又推动推杆，推杆推动链接着的阀门。这个时候冷却液先流到散热器中，然后再由水泵送回发动机来进行冷却。由于此时冷却水流动线路长，流量大，冷却强度强。遂称为大循环。[1]

由上述介绍内容可以看出节温器的外壳工作环境温差较大，需与外壳有严谨的配合，对气密性也有很严格的要求，内部也要承受较大的工作压力。所以生产设计环节中的质量控制是保证该节温器外壳是否合格的重要手段。

厂方接到客服发来的生产订单，需要生产一批节温器外壳，根据以往的技术经验，设计了模具以及浇注系统。但在实际产品调试生产检验过程中，节温器盖的部分在气密性检测环节不过关，发生了漏水现象。针对该现象进行分析处理，并对老的生产工艺进行优化。从而提高成品率，节约人力物力，降低生产成本。

参考文献

[1]卢燃.C27发动机高温报警故障分析及排除[J].露天采矿技术，2016.31(4):TD422.4+1.

[2]曹瑜强.铸造工艺及设备[M].北京：机械工业出版社，2016.2.

[3]丁建生.金属学与热处理[M].北京：机械工业出版社,2013.8.

[4]李弘英.铸造工艺设计[M].北京：机械工业出版社,2005.2.

[5]李日.铸造工艺仿真Procast从入门到精通 [M].北京：中国水利水电出版社,2010.9.

[6]陈学美.发动机铝合金下缸体低压铸造工艺及模具开发研究[D].江苏：江苏大学.2012.