一种铝合金转向器阀壳体铸造冷却工艺参数优化方法技术

本发明专利技术公开了一种铝合金转向器阀壳体铸造冷却工艺参数优化方法，包括以下步骤：(1)建立优化对象铝合金转向器阀壳体铸造成型过程的浇注系统数值模型和缺陷预测模型；(2)选取多个冷却系统工艺参数作为优化变量，确定设计空间及优化目标，采用拉丁超立方试验设计方法提取试验样本点；(3)将试验设计样本带入数值模型中进行模拟仿真，得到转向器阀壳体缺陷体积的目标值,采用克里金插值法建立反应输入与输出关系的非线性近似模型并评估模型可靠度；(4)根据克里金模型，得到缺陷体积最小的转向器阀壳体冷却工艺参数组合，将优化结果带入浇注系统数值模型和缺陷预测模型进行分析，验证冷却系统工艺参数，直到得到最优的工艺参数。直到得到最优的工艺参数。直到得到最优的工艺参数。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金转向器阀壳体铸造冷却工艺参数优化方法


[0001]本专利技术属于高强度金属成型
，尤其是铝合金成型技术，具体涉及一种铝合金转向器阀壳体铸造冷却工艺参数优化方法。

技术介绍

[0002]转向器阀壳体是转向器的一部分，它的作用很重要，对齿条和输入轴具有保护和固定的作用，同时限制齿条的行程，转向器阀壳体上出油孔和进油孔的位置会直接影响到转向器总成的液压特性，关系到汽车行驶安全。目前，随着国家对节能减排的要求逐渐提高，越来越多企业加大对汽车零部件轻量化技术的投入，转向器阀壳体作为底盘零件的一部分，正逐步用重量更轻、性能更好的铝合金代替传统的铸铁材料。在新的材料和新的铸造工艺下，转向器阀壳体的质量合格率并不理想，一些工厂的产品不合格率接近20％。因此有必要提出一种切实可行的，实际有效的减少转向器阀壳体铸造缺陷的方法，来提高产品质量。
[0003]在转向器阀壳体铸造成型过程中，冷却水的冷却作用对铸件的温度分布场及成型质量有着重要影响。因而可以通过对冷却系统的冷却工艺参数(包括冷却水流量、温度、时间、压力、水流密度等)的优化，降低转向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金转向器阀壳体铸造冷却系统参数优化方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立优化对象铝合金转向器阀壳体铸造成型过程的浇注系统数值模型和缺陷预测模型；(2)选取多个冷却系统工艺参数作为优化变量，确定设计空间及优化目标，采用拉丁超立方试验设计方法提取试验样本点；(3)将试验设计样本带入(1)中的浇注系统数值模型中进行模拟仿真，得到转向器阀壳体缺陷体积的目标值，采用克里金插值法建立反应输入与输出关系的非线性近似模型并评估模型可靠度；(4)根据(3)建立的克里金模型，采用自适应模拟退火算法对其进行优化，得到缺陷体积最小的转向器阀壳体冷却工艺参数组合，将优化结果带入浇注系统数值模型和缺陷预测模型进行分析，验证冷却系统工艺参数，直到得到最优的工艺参数。2.根据权利要求1所述一种铝合金转向器阀壳体铸造冷却系统参数优化方法，其特征在于：所述的步骤(1)建立优化对象铝合金转向器阀壳体铸造成型过程的浇注系统数值模型，包括如下步骤：(1)依据实际生产条件按等比例建立浇注系统结构，包括浇道、铸件、型芯、冷却管道，并确定浇注工艺参数，利用有限元软件对结构模型进行网格划分，设置材料及其属性；(2)在计算金属液充型和凝固过程中的温度分布情况时，考虑到金属液从高温熔融状态下经过冷却变为固态，其温度是在不断变化的，对于铝合金来说其热物性性能会随着温度的改变而改变，因此其导热系数、密度、固相率和比热容等热物性参数不能设为定值，应设定为随温度按相应规律变化，以保证模型的精度；(3)考虑到铸造过程中浇注系统模型中存在着热交换，且不同材料之间在不同温度下换热系数差别很大，需根据实际生产情况在合理范围内设置，特别是在金属液与铸型之间，由于受到喷涂涂料及涂层厚度的影响，应该采用随时间改变的换热系数。3.根据权利要求1所述一种铝合金转向器阀壳体铸造冷却系统参数优化方法，其特征在于：所述的步骤(1)建立转向器阀壳体的缺陷预测模型，需结合浇注系统数值模型，添加凝固过程图、温度分布图、固相率图，以确定缺陷产生的时间、位置和大小。4.根据权利要求1所述一种铝合金转向器阀壳体铸造冷却系统参数优化方法，其特征在于：所述的步骤(2)优化变量是指结合转向器阀壳体生产现场条件及在铸造过程中可控的冷却系统工艺参数。5.根据权利要求1所述一种铝合金转...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏小平，陶健，周大双，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：