在鋅合金壓鑄過(guò)程中，金屬液的填充模式是影響鑄件質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，很多壓鑄缺陷，如澆不滿(mǎn)、冷隔、氣孔、縮陷等都與填充模式有關(guān)，同時(shí)，填充模式也是影響模具壽命的關(guān)鍵因素之一。所以，使用模擬軟件準(zhǔn)確地預(yù)知鑄件充型過(guò)程，可以有效地檢驗(yàn)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，優(yōu)化內(nèi)澆口位置、流道尺寸及壓鑄工藝參數(shù)的設(shè)置。

　　鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及模型前處理

　　該鋅合金鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為典型的異形結(jié)構(gòu)，中間凸起部位稍復(fù)雜，兩邊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且沒(méi)有明顯的平面分型面，因?yàn)殍T件體積小，考慮用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，左邊設(shè)計(jì)為鑄件A，右邊設(shè)計(jì)為鑄件B，這樣可以同時(shí)生產(chǎn)出來(lái)一套零件，從組織生產(chǎn)的角度考慮也較為有利。

　　結(jié)合鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可采用分區(qū)填充方式，使金屬液盡可能均勻地輸送到每一個(gè)內(nèi)澆口，保證從每個(gè)分區(qū)對(duì)應(yīng)的內(nèi)澆口進(jìn)入的金屬液沿同一方向，同步快速、平穩(wěn)地填充型腔。在最后填充區(qū)域設(shè)置溢流槽保證排氣的有效性。依據(jù)上述分析，設(shè)計(jì)出該鑄件的澆注系統(tǒng)。內(nèi)澆口總面積約為82.6mm2，各個(gè)分區(qū)內(nèi)澆口面積分別如圖2所示。

　　原方案數(shù)值模擬分析

　　從充型過(guò)程可以看出，充型至80%-85%時(shí)，左側(cè)鑄件上方和下方兩條筋的充填速度不一樣，最終在鑄件拐角處出現(xiàn)兩股金屬液匯流，由于該匯流點(diǎn)遠(yuǎn)離溢流槽，導(dǎo)致匯流卷氣無(wú)法排除模腔?？傮w評(píng)價(jià)這個(gè)填充方案，金屬液進(jìn)入型腔后，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)整體同步向前填充模腔的效果，很可能造成鑄件內(nèi)部卷氣，冷隔等缺陷。

　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)知道，以上流速不一致的現(xiàn)象可能導(dǎo)致卷氣和夾雜發(fā)生，最有可能的原因是A、D兩處的內(nèi)澆口面積遠(yuǎn)小于B、C兩處的內(nèi)澆口面積，結(jié)果就是A、D兩處金屬液阻力較B、C兩處大得多。

　　通過(guò)模擬可以發(fā)現(xiàn)，原方案的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)未滿(mǎn)足壓射過(guò)程中金屬液整體平穩(wěn)同步向前推進(jìn)的初衷，溢流槽的位置也沒(méi)有起到應(yīng)有的作用，最終出現(xiàn)了鑄件內(nèi)部卷氣情況。

　　優(yōu)化設(shè)計(jì)再模擬

　　針對(duì)以上分析結(jié)果，將對(duì)鑄件澆注系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。將A、D兩處的內(nèi)澆口面積由3.3mm2擴(kuò)大至8.6mm2，降低這兩個(gè)地方的金屬液阻力。重新計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，原來(lái)流速不一致的地方得到了明顯改善，金屬液填充末端的匯流點(diǎn)也移動(dòng)到了溢流槽的位置，可以將氣體有效地排出模腔。

　　結(jié)語(yǔ)

　　壓鑄仿真分析預(yù)測(cè)了鑄件與充型過(guò)程有關(guān)的鑄造缺陷發(fā)生的部位，在鑄件生產(chǎn)之前得到了有效地改進(jìn)和控制，指導(dǎo)模具設(shè)計(jì)人員進(jìn)行壓鑄模澆注系統(tǒng)的一步步優(yōu)化，避免設(shè)計(jì)失誤，從而縮短了該鋅合金鑄件的試制、定型周期，既節(jié)省了時(shí)間成本，也提高了產(chǎn)品的合格率。