铝合金轮毂压铸件溢流槽CAE分析

　　本文根据铝合金浇注系统的设计原理，以ADC12铝合金压铸轮毂为研究对象，用MAGMAsoft软件进行模流分析，研究在不同浇注系统的溢流槽下，铝合金熔融金属的额流动分布及凝固过程，预测填充过程中有可能发生的缺陷的地方或现象，讨论在不同的设计下的结果，发现恰当的溢流槽结构设计可以减少熔体流动流纹及卷气，同时熔体的整体空气压力也较小，这对压铸模设计具有一定的指导意义。

　　1引言

　　今年来阳极焊片级进模的设计(拉深冲孔翻边），随着科技的进步，汽车产业许多设计都朝着轻量化设计方向发展，铝合金的制造方法主要有压铸、铸造、锻造和挤压等，目前铝合金零件的制造方式大多是以压铸为主，但压铸件可能存在的表面流纹、微缩孔及气孔等缺陷，使其无法达到应有的表面质量，必须靠后期的表面研磨、涂装及修补等程序进行修正，以符合产品严格的表面质量要求。

　　铝合金压铸件质量好坏，最主要的是压铸的模具设计与制造及压铸的工艺条件决定，而在传统的压铸模具的设计，主要是靠工程师的经验而定，常常须要多次的试模与修模过程，花费不少人力与财力，若用CAE软件来模拟填充过程，便可提高压铸模设计的效率及压铸件的质量。溢流槽是压铸模浇铸系统中不可缺少的一部分，它的主要作用有排出杂物，排体；保持温度平衡；改善液流流动方向；作铸件的顶出平台；接纳第—份冷的金属液。

　　2试验研究

　　2.1研究对象

　　以某厂汽车铝合金压铸轮毂为研究对象，其壁厚为2.5mm。利用NX软件的Molding模块对铸件及浇铸系统(包括直浇道、横浇道浇口及溢流槽)建立三维模型，如图1所示。输出MAGMAsoft所能接受的STL格式。利用MAGMAsoft进行导入文档→划分网格→成型条件设定→成型材料选择→制定充填模式→选择模具材料→定义边界条件设定初始条件→设定数值选项设定→执行分析。

　　压铸件材料选用铝合金ADC12，其物质如表1所示。模具选用的材料为SKD61，其物质如表2所示。其它工艺参数的设定如下，模具温度200℃，浇注温度没为660℃，柱塞射出压力(600～800)bar塑料齿轮模具设计PROE模架图CNC仿...，柱塞射出速度为2.5m/s。参照MACMA软件的技术手册，熔体经过浇口的速度为(50～90)m/s。

　　表1ADC12合金的物能

　　压铸模浇口设计

　　图1压铸件及溢流槽3D图

　　2.2研究过程

　　以两种不同的溢流结构。即方案1为普通型，溢口面积为水口面积的65%。溢口厚度为0.35mm，尺寸占合金的10%；方案2为与方案1相比仅增长了溢流槽的长度，尺寸占合金的20%。用MAGMAsoft进行模拟分析，其结果如图2所示。

　　压铸件材料选用镁合金ADC12，其物质如表1所示。模具选用的材料为SKD61，其物质如表2所示。

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