铝合金壳体零部件压铸加工工艺的优化设计

压铸件工艺参数包括压力、速度、温度和时间。选择压射比压为50MPa, 压铸充型速度为30m/s。对于铝合金来说, 应选取较大的填充时间, 因此充型时间取0.1s, 保压时间为5s, 留模时间为12s。。锁模力按F销=kF胀计算,  冷室机一般取1.25, 胀型力由投影面积及压射比压确定。投影面积包括压铸件的投影面积, 浇排系统的投影面积, 斜滑块形成的投影面积。壳体压铸件在分型面上的总投影面积为A=13 827×1.3=17 975.1。计算为压铸壳体需要锁模力为1 123kN, 因此选择J1113C卧式冷室压铸机。
因为铝合金材质的汽车零件具有重量轻、硬度高的特点, 能够实现汽车的质量轻化, 越来越多的铝合金压铸件已经被应用于汽车行业当中。在压铸件生产中，除了需要先进的设备和压铸材料外, 压铸过程中可能的影响因素的控制也十分重要。
在压铸生产的整个过程中有许多因素会影响铸件的质量, 如填充压力、模具温度、浇铸温度、压铸速度和保持时间、注射压力和保留时间等, 其中三个关键因素为浇铸温度、压铸机的注射速度和模具再加热温度对铸件的充型率。通过对汽车发动机的壳体零配件的研究,目的在于找到壳体零件的压铸规律。
压铸件的形状相对复杂, 壁厚不均匀。平均壁厚为5mm，压铸体积为586 794mm3, 质量为1 584g。突出部分的壁厚在填充过程中可能会出现基底和气孔等问题。
在铸件的形状复杂的情况下, 可以选择两个较薄的内浇口.根据内浇口厚度一般不超过连接压铸件壁厚一半的原则, 铸件浇口的厚度设计为2.5mm.根据铸件的形状, 确定了两个内浇口, 浇口的尺寸分别为105mm×2.5mm和30mm×2.5mm.浇口是传动压力的主要部分, 浇口结构的设计与选择生产的压铸机类型有关。试验所选择的压铸机型号是UBE350, 冲头直径为75mm.流道直径为28mm.
铸件的直浇道、横浇道及内浇道设计完成后对铸件进行溢流槽的设计, 溢流槽尺寸为长40mm、宽25mm和厚12mm.另外, 由于铸件的特殊结构, 在中间设置椭圆形溢流槽, 其长轴为55。表面问题严重的位置的卷气量也很高。因此判断表面问题的产生和铸件内的卷气量有着很大的关系。基于Flow-3D软件对水泵壳体压铸工艺进行数值模拟, 分析卷气及问题产生原因并进行工艺优化, 增加多股内浇口, 增设溢流槽和排气槽, 模拟显示无问题。进行生产验证后铸件符合要求。确定所选取的壳体压铸工艺主要影响因素的浇铸温度、压射速度及模具温度, 确定参数组合为浇注温度700℃、压射速度3m/s、模具温度220℃, 并在该工艺条件下进行模拟, 统计问题体积为1.56cm3, 表明铸件质量明显提高。