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【摘要】：采用模具CAE技術(shù)對鋁合金支架產(chǎn)品的進料方式和壓鑄工藝參數(shù)進行了模擬，通過對計算機模擬的結(jié)果進行分析，判定采用中心進料澆注系統(tǒng)的效果比側(cè)邊進料澆注系統(tǒng)好，同時也確定了軟件所能分析的壓鑄工藝參數(shù)，并經(jīng)過實際驗證，分析結(jié)果有效。 【關(guān)鍵詞】：壓鑄模；CAE；中心進料；側(cè)邊進料 【前言】： 進料方式設(shè)計是壓鑄模設(shè)計的一個重要部分。選擇合適的進料方式類型對于改善壓鑄件的質(zhì)量，提高壓鑄件的金屬利用率，減少浪費，具有重要意義。通過模具CAE技術(shù)對壓鑄件進料方式和生產(chǎn)工藝參數(shù)進行優(yōu)化，能降低廢品率，提高經(jīng)濟效益，尤其是在模具設(shè)計階段就可以對進料方式和壓鑄工藝進行優(yōu)化，并且針對優(yōu)化結(jié)果，修改模具設(shè)計。這樣可以顯著減少修模次數(shù)，提高模具一次試模成功率。 目前，在國外，模具CAE技術(shù)在壓鑄模領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟；而在國內(nèi)，模具CAE技術(shù)應(yīng)用于壓鑄模領(lǐng)域起步較晚，還相對較少。 以下就利用模具CAE技術(shù)對鋁合金支架產(chǎn)品的的進料方式和壓鑄工藝參數(shù)進行模擬的情況進行介紹。 【內(nèi)容】：

擬分析的鋁合金支架產(chǎn)品的介紹

鋁合金支架壓鑄件（見圖1），顧客要求采用ADC12鋁合金來生產(chǎn)，其外形尺寸分別為：長度130mm、寬度130mm、總厚度27mm，壁厚的平均值為10mm，局部最厚的地方達到了16mm，并且該零件凸臺特征和筋板特征多。由于壓鑄件的壁厚較厚，產(chǎn)生很多較大的局部熱節(jié)，容易在產(chǎn)品上產(chǎn)生超過顧客要求的氣孔缺陷。 圖1 壓鑄件外形 2、進料方式設(shè)計方案一般此類產(chǎn)品的進料方式有兩種形式：中心進料澆注系統(tǒng)和側(cè)邊進料澆注系統(tǒng)。我們選擇這兩種進料方式進行分析對比。根據(jù)經(jīng)驗公式可以計算出這兩種形式進料方式澆注系統(tǒng)各個部位的尺寸。 3、CAE模擬分析用原始數(shù)據(jù)輸入 3.1擬采用280T臥式冷室壓鑄機壓鑄成型 3.2原始壓鑄工藝參數(shù)設(shè)計計算結(jié)果的輸入 對兩種進料方式分別進行原始數(shù)據(jù)設(shè)計和計算,主要針對以下項目進行設(shè)計： 模具溫度、料餅厚度、流動金屬溫度、鑄件重量、料杯直徑、內(nèi)澆口面積、壓射距離、慢壓射速度、快壓射速度、快壓射切換點等。 4、進行模擬分析 利用CAE軟件、3D和以上基本資料，對兩種方案進行模擬分析，在分析過程中，結(jié)合實際分析的結(jié)果，對部分工藝數(shù)據(jù)進行了修改，以達到分析結(jié)果的優(yōu)化。 以下圖2中的兩張圖片，（a）圖是中心進料澆注系統(tǒng)模擬分析優(yōu)化后的結(jié)果，（b）圖是側(cè)邊進料澆注系統(tǒng)模擬分析優(yōu)化后的結(jié)果。在（a）、（b）兩張圖片中，用黃色圓圈圈起來的區(qū)域中，產(chǎn)品形狀上非紅色的區(qū)域在實際生產(chǎn)中，會有很大可能在產(chǎn)品上產(chǎn)生氣孔缺陷，明顯看出：（a）圖采用中心進料澆注系統(tǒng)要大大低于（b）圖采用側(cè)邊進料澆注系統(tǒng)在產(chǎn)品上產(chǎn)生氣孔的概率。所以，我們選擇了采用中心進料澆注系統(tǒng)的方案，并采用了模擬分析中所使用的工藝參數(shù)，作為壓鑄工序的輸入。 （a）中心進料澆注系統(tǒng) （b）側(cè)邊進料澆注系統(tǒng) 圖2 兩種澆注系統(tǒng)的充型模擬結(jié)果 5、依據(jù)確定的澆注系統(tǒng)和基本數(shù)據(jù)，進行具體的壓鑄模具設(shè)計和制造，并將經(jīng)確認檢驗合格后的模具安裝在280T壓鑄機上進行試驗驗證。 6、實際生產(chǎn)結(jié)果： 該模具投入生產(chǎn)后，經(jīng)過一次調(diào)試，就達到了產(chǎn)品的要求，并經(jīng)過批量生產(chǎn)進一步驗證，生產(chǎn)的200件樣品，經(jīng)過X射線探傷，無氣孔原因報廢品。實踐證明，通過CAE分析的結(jié)果對生產(chǎn)實際具有很大的指導意義。 【結(jié)論】： 利用模具CAE技術(shù)進行壓鑄工藝模擬能夠在設(shè)計階段就可以根據(jù)分析結(jié)果改進方案設(shè)計，可使產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)周期大大縮短，降低成本，而且提高了產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。 通過模具CAE技術(shù)，還可以很好地優(yōu)化壓鑄工藝參數(shù)。對于指導實際生產(chǎn)有很強的指導意義。