本文通過(guò)流體分析軟件，對(duì)產(chǎn)品壓鑄模具進(jìn)行設(shè)計(jì)和壓鑄可行性分析。流體分析軟件能夠精確地模擬具有自由表面的流體的流動(dòng)問(wèn)題。運(yùn)用它可以幫助模具設(shè)計(jì)人員確定澆注系統(tǒng)的位置，并且對(duì)澆注系統(tǒng)的流道方式進(jìn)行優(yōu)化。并且通過(guò)強(qiáng)大的流體計(jì)算能力，分析填充過(guò)程中可能產(chǎn)生的卷氣位置和最終填充位置，讓設(shè)計(jì)人員對(duì)渣包的排布做出正確的判斷。通過(guò)流體分析軟件設(shè)計(jì)產(chǎn)品模具的過(guò)程如表1：

表1  側(cè)蓋零件模型圖表

1 鑄件的建模
1.1 CAD建模和網(wǎng)格劃分
    首先對(duì)產(chǎn)品實(shí)物進(jìn)行測(cè)繪，在CAD中對(duì)側(cè)蓋產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)體建模，如圖1：

圖1 零件模型圖

      運(yùn)用通用接口格式導(dǎo)入到流體分析軟件中，在前處理模塊對(duì)該文件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，在進(jìn)行網(wǎng)格剖分時(shí)，需要選擇合適的參數(shù)，既要保證計(jì)算的精度，又不能使網(wǎng)格數(shù)量太多，節(jié)省計(jì)算時(shí)間，便于調(diào)試，由于該零件無(wú)薄壁和大曲率部位，采用長(zhǎng)寬高相等的正方體網(wǎng)格劃分。計(jì)算總單元數(shù)1322721，側(cè)蓋零件的差分網(wǎng)格顯示如圖2所示：

圖2 模型的網(wǎng)格劃分

1.2 鑄造參數(shù)的選擇
    一切參數(shù)應(yīng)選與實(shí)際情況一致，采用壓鑄鋁合金ADC12,澆注溫度為700℃，內(nèi)澆口速度60m/s。
2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 澆注系統(tǒng)進(jìn)料位置
    產(chǎn)品在壓鑄成型過(guò)程中，澆注系統(tǒng)對(duì)鑄件的外觀形態(tài)和內(nèi)部質(zhì)量起著重要作用。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則是保證產(chǎn)品填充完全的前提下，減少填充過(guò)程中的渦流和液體碰撞，防止行腔內(nèi)殘留的氣體留在鑄件中，產(chǎn)生氣孔等缺陷。

圖3 側(cè)蓋凝固場(chǎng)

    通過(guò)純凝固計(jì)算，得出在沒(méi)有補(bǔ)縮的情況下鑄件的最后凝固區(qū)域。在圖3中，黃色部分為最后凝固區(qū)域，所以澆注系統(tǒng)進(jìn)料位置要靠近最大的未凝固區(qū)域，以便為該區(qū)域提供補(bǔ)縮通道。圖4為澆注系統(tǒng)進(jìn)料位置。

圖4 側(cè)蓋澆注系統(tǒng)進(jìn)料位置

2.2 澆注系統(tǒng)造型
    在CAD軟件中，對(duì)零件實(shí)體在1平面上進(jìn)行投影，導(dǎo)出2D文件格式到AUTOCAD中，通過(guò)AUTOCAD靈活的2D線條繪制，創(chuàng)建澆注系統(tǒng)的外輪廓，并且保證內(nèi)澆口部分的有效長(zhǎng)度。接下倆在AUTOCAD中做的輪廓線導(dǎo)入到3維軟件中，利用這些線條進(jìn)行澆注系統(tǒng)的建模，2D尺寸和3D模型如圖5所示：

圖5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)2D、3D

3 側(cè)蓋帶澆注系統(tǒng)的填充
    圖6為4個(gè)時(shí)間點(diǎn)下的側(cè)蓋充型模擬：

圖6 側(cè)蓋充型過(guò)程

    a)左側(cè)澆道在鋁液剛填充的時(shí)候，有卷氣現(xiàn)象，為了避免把氣體帶入到鑄件中，此處可以考慮按照流動(dòng)狀態(tài)修改澆注系統(tǒng)輪廓線。
    b)金屬液從內(nèi)澆口進(jìn)入到鑄件中時(shí)，中間澆道有噴濺現(xiàn)象產(chǎn)生，可以考慮增加該處內(nèi)澆口的橫截面積。
    c)當(dāng)金屬液持續(xù)進(jìn)入到鑄件中，有些靠近內(nèi)澆口的位置出現(xiàn)未填充滿現(xiàn)象，該處已經(jīng)被鋁液分隔成獨(dú)立區(qū)域，所以氣體沒(méi)法跑出，最后只能留在鑄件中，這幾個(gè)位置可以考慮加設(shè)渣包，讓氣體排入渣包中。
    d)最后分析填充結(jié)束，缺陷場(chǎng)的分布，紅色區(qū)域?yàn)樘畛淠┒瞬⑶揖砣肟諝獾牟糠郑@些地方都要增加渣包，即起到排除氣體的作用，又給填充過(guò)程中產(chǎn)生的氧化夾雜提供了容納的空間。
4 側(cè)蓋渣包的設(shè)計(jì)
    通過(guò)上面的充型分析，最終確定澆注系統(tǒng)和渣包位置，如圖7所示

圖7 側(cè)蓋完整澆注系統(tǒng)