BI YE SHE JI（20 届）基于有限元分析的发动机缸体压铸模具设计所在学院专业班级材料成型与控制工程学生姓名学号指导教师职称完成日期年月任务下达日期：2016年3月1日毕业设计日期：2016年3月1日至2016年6月12日毕业设计题目：基于有限元分析的发动机缸体压铸模具设计毕业设计主要内容和要求：内容：1、查阅30篇中文文献及10篇左右的英文文献，充分了解设计内容。
2、利用NX10.0建立缸体三维模型，使用Anycasting完成缸体压铸过程模拟分析。
3、参考设计手册和模拟结果完成压铸模具设计，并绘制模具工程图。
4、要求翻译一篇近三年的英文文献，汉字内容应不少于3000字。
要求：1、努力学习、勤于实践、勇于创新，保质保量地完成毕业设计任务。
2、遵守纪律，保证出勤。
因事、因病离岗，应事先向指导老师请假。
否则作为缺席处理。
3、独立完成规定的工作内容。
不弄虚作假，不抄袭和拷贝别人的工作内容。
4、毕业设计必须符合中国矿业大学毕业论文规范化规定，否则不得参加毕业答辩。
院长签字：指导教师签字：本文以某汽车的发动机铝合金缸体压铸件为研究对象，对该缸体压铸件可能铸造缺陷进行分析及预测。
首先利用NX10.0设计该缸体的三维模型，并参照设计手册完成浇注系统和排溢系统的设计。
然后利用铸造模拟软件anycasting v4.0对压铸模具型腔、浇注系统和排溢系统整体进行充填和凝固过程进行模拟研究。
分析目前的工艺和设计的浇注系统、排溢系统的是否存在问题，对重要的压铸工艺参数进行优化，并优化压铸模具浇注系统和排溢系统。
根据以上模拟结果和设计手册，利用NX10.0、AUTOCAD完成其余结构的设计。
使用anycasting v4.0主要完成充型分析，充型过程热分析和热凝固分析，其中重要的工艺参数是冲头快压射速度、浇注温度、冲头高低速转换点和模具预热温度，最后得到一个缺陷比较少的模拟结果。
对一般充型缺陷，可以通过优化设计浇注系统、排气系统改进，对凝固缺陷可以通过修改冷却系统的位置进行改进。
模具设计部分包括模具型芯部分设计、模架设计、侧抽芯系统设计、顶出系统设计、模具厚度核算、动模座板行程校核、最小合模距离与最大开模距离校核和模具最大外形轮廓校核。
最后依据模拟分析结果和模具结构设计，利用NX10.0三维造型软件完成缸体铸件的压铸模具设计。
关键词：铝合金缸体、数值模拟、压铸、模具设计ABSTRACTTaking a car engine cylinder aluminum die castings for the study, the cylinder block casting casting defect may be analyzed and forecast.First, NX10.0 three-dimensional modeling software design of the cylinder model, and complete reference design manual design gating system and overflow discharge system. Then use the casting simulation software anycasting v4.0 of the casting mold cavity, injection system, exhaust system overflow whole process of filling and solidification simulation study, analyze the current process and design of gating system, overflow discharge system if there are problems, important casting process parameters were optimized, and modify the casting mold casting system ,, overflow discharge system design, simulation based on the above results and the design manual, use NX10.0, AUTOCAD complete the remaining structural design. Wherein anycasting v4.0, the analysis is divided into filling filling process analysis and thermal analysis, mold filling analysis and thermal analysis before and after filling, thermal coagulation analysis, simulation-pressure chamber, one of the important process parameters are fast injection speed punch pouring temperature, high and low switch point punch and die preheating temperature. Finally, get a relatively small defect simulation results, the general filling defects by improving pouring system, exhaust system, coagulation defects can modify the position of the cooling system, the use of other cooling methods. Mold design section includes: mold core part of the design, mold design, system design side core pulling, ejection system design, mold thickness calculation, the movable mold base plate stroke check, the minimum distance between the mold and the mold maximum distance check, maximum mold contour check. NX10.0 use three-dimensional modeling software for some institutions shape and mold assembly.KeyWords：Aluminum alloy cylinder；Numerical simulation；die-casting；Mold design目录1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2压铸模拟技术的现状 (1)1.3压铸模具设计技术的现状 (4)1.4本文研究内容 (6)1.5研究的目的和意义 (6)2 压铸模拟分析方法 (8)2.1 Anycasting软件简介 (8)2.1.1 Anycasting模块简介 (8)2.1.2 Anycasting缺陷分析理论基础 (8)2.2 Anycasting模拟研究方法 (10)2.2.1模拟过程设置 (10)2.2.2模拟结果分析 (11)2.3本章小结 (11)3 缸体压铸过程的数值模拟 (12)3.1 数值模拟前处理 (12)3.1.1 三维模型建立 (12)3.1.2 网格划分 (13)3.1.3模拟参数设定 (13)3.2充型过程的模拟分析 (14)3.2.1充型过程的流动分析 (14)3.2.2充型过程的速度分析 (15)3.2.3充型过程的压力分析 (16)3.3凝固过程的模拟分析 (16)3.3.1凝固时间分析 (17)3.3.2冷却速率分析 (17)3.3.3凝固缺陷分析 (18)3.4本章小结 (19)4 压铸模具设计 (21)4.1引言 (21)4.2 压铸机的选择 (21)4.2.1铸件分析 (21)4.2.2 压铸机的类型 (22)4.2.3压铸机选用原则 (22)4.2.4确定压铸机锁模力 (23)4.2.5压室容量的估算 (24)4.2.6开模距离的核算 (24)4.3浇排系统设计 (25)4.3.1直浇道的设计 (25)4.3.2横浇道设计 (25)4.3.3内浇口设计 (26)4.3.4 溢流槽与排气槽设计 (26)4.3.5冷却系统设计 (27)4.4分型面设计 (27)4.4.1分型面选择的原则 (27)4.4.2分型面的类型 (28)4.5成型零件的设计 (28)4.5.1成型零件收縮率的确定 (28)4.5.2镶块设计 (28)4.5.3型芯设计 (29)4.5.4 侧抽芯机构设计 (29)4.6标准件与常用件设计 (30)4.6.1液压油缸设计 (30)4.6.2浇口套设计 (30)4.6.3滑块的设计 (31)4.6.4动、定模模板设计 (31)4.6.5模座的尺寸计算 (32)4.6.6导柱、导套设计 (32)4.6.7推出机构设计 (33)4.7模具的校核 (33)4.7.1模具厚度核算 (33)4.7.2动模座板行程核算 (34)4.7.3最小合模距离与最大开模距离校核 (34)4.7.4模具最大外形轮廓校核 (34)4.8模具整体装配 (34)4.9本章小节 (35)5 总结 (36)参考文献 (37)外文原文 (39)中文译文 (52)致谢 (59)1 绪论1.1引言现在的铸造行业的发展已经是属于全球化，合金压铸工业的发展趋势属于更短的产品研制周期、更复杂的产品和更优的质量。
以往我们都花费大量的人力、物力进行铸件产品的研发，都要在实际的生产的条件下进行反复的试铸，然后不断修改压铸方案和工艺，最后再确定生产工艺的模式，现在已经被逐步抛弃。
利用先进的计算机模拟软件进行相关的铸造模拟的技术在现代化压铸生产工艺上已经逐渐成为主要流程之一。
本文所研究的缸体压铸的铸件为直列四缸的发动机缸体压铸件，选用的材料采用为铸造铝合金，目前发动机材料也已经大量使用铝镁等合金，因为这种的材料可以大幅减轻发动机自身占整车的比重。
由于缸体铸件采用压铸生产，质量问题一直是影响批量生产的关键，在排除了铝合金的熔炼及生产转运过程造成的铝合金的熔液质量不能达标等因素后，一般的毛坯铸件在检测后，会发现其内部仍存在内部气孔、氧化夹渣和缩孔等一般的铸造缺陷。