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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(jìn)料方式和壓鑄工藝參數(shù)進(jìn)行了模擬，通過對計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果進(jìn)行分析，判定采用中心進(jìn)料澆注系統(tǒng)的效果比側(cè)邊進(jìn)料澆注系統(tǒng)好，同時(shí)也確定了軟件所能分析的壓鑄工藝參數(shù)，并經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證，分析結(jié)果有效。 【關(guān)鍵詞】：壓鑄模；CAE；中心進(jìn)料；側(cè)邊進(jìn)料 【前言】： 進(jìn)料方式設(shè)計(jì)是壓鑄模設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分。選擇合適的進(jìn)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(fèi)，具有重要意義。通過模具CAE技術(shù)對壓鑄件進(jìn)料方式和生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，能降低廢品率，提高經(jīng)濟(jì)效益，尤其是在模具設(shè)計(jì)階段就可以對進(jìn)料方式和壓鑄工藝進(jìn)行優(yōu)化，并且針對優(yōu)化結(jié)果，修改模具設(shè)計(jì)。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(jìn)料方式和壓鑄工藝參數(shù)進(jìn)行模擬的情況進(jìn)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(dá)到了16mm，并且該零件凸臺(tái)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(jìn)料方式設(shè)計(jì)方案一般此類產(chǎn)品的進(jìn)料方式有兩種形式：中心進(jìn)料澆注系統(tǒng)和側(cè)邊進(jìn)料澆注系統(tǒng)。我們選擇這兩種進(jìn)料方式進(jìn)行分析對比。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可以計(jì)算出這兩種形式進(jìn)料方式澆注系統(tǒng)各個(gè)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(jī)壓鑄成型 3.2原始壓鑄工藝參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果的輸入 對兩種進(jìn)料方式分別進(jìn)行原始數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)和計(jì)算,主要針對以下項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)： 模具溫度、料餅厚度、流動(dòng)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(diǎn)等。 4、進(jìn)行模擬分析 利用CAE軟件、3D和以上基本資料，對兩種方案進(jìn)行模擬分析，在分析過程中，結(jié)合實(shí)際分析的結(jié)果，對部分工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行了修改，以達(dá)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(jìn)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(jìn)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(shí)際生產(chǎn)中，會(huì)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(jìn)料澆注系統(tǒng)要大大低于（b）圖采用側(cè)邊進(jìn)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(jìn)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(jìn)料澆注系統(tǒng) （b）側(cè)邊進(jìn)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(jìn)行具體的壓鑄模具設(shè)計(jì)和制造，并將經(jīng)確認(rèn)檢驗(yàn)合格后的模具安裝在280T壓鑄機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。 6、實(shí)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(dá)到了產(chǎn)品的要求，并經(jīng)過批量生產(chǎn)進(jìn)一步驗(yàn)證，生產(chǎn)的200件樣品，經(jīng)過X射線探傷，無氣孔原因報(bào)廢品。實(shí)踐證明，通過CAE分析的結(jié)果對生產(chǎn)實(shí)際具有很大的指導(dǎo)意義。 【結(jié)論】： 利用模具CAE技術(shù)進(jìn)行壓鑄工藝模擬能夠在設(shè)計(jì)階段就可以根據(jù)分析結(jié)果改進(jìn)方案設(shè)計(jì)，可使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)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(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。