汽车悬架摆臂铝合金压铸件压铸工艺设计

摘要

随着汽车行业的飞速发展,汽车轻量化成为目前世界汽车的发展大趋势,汽车零部件将更多采用轻质的铝合金材料。悬架摆臂作为悬架簧下质量组成部分,重量减轻对汽车操控性有很大的提升。压铸作为目前先进的金属成型方法,获得的压铸件具有高精度、组织细密、力学性能良好等优点。该文根据麦佛逊悬架下摆臂结构尺寸,利用CATIA构建其三维模型。以悬架摆臂实际结构和壁厚等方面设计了浇注系统和排溢系统的结构形式、尺寸及位置。根据压铸件结构和铝合金材料特性,初步选择充填速度25m/s、浇注温度为630°C、模具预热温度为180°C,使用铸造模拟软件AnyCasting对初始工艺方案进行模拟。查看模拟结果中充型和凝固全过程,以及温度、压力、速度和卷气的变化情况,分析出压铸件产生缺陷的原因和位置,预测在内浇口前部易出现粘型、冷隔和气孔等缺陷,在压铸件厚壁处易出现缩孔缺陷,在金属液最后充填三处由于未设置溢流槽,极易出现气孔缺陷。通过分析可能出现缺陷的原因和位置以及设计的不足,对浇注系统和排溢系统进行了增加溢流槽和加厚内浇口厚度的优化,以减小各类缺陷的发生。对优化后的方案再次进行模拟,查看模拟结果可以看出,优化后各缺陷概率降低。压铸成型受到各方面因素的影响,为得出最佳的工艺参数组合,通过控制变量法和基于Galois理论的正交实验法,改变浇注温度、充填速度和模具预热温度,多次模拟查看各实验下的残余熔体模数和组合缺陷参数,得出较优的工艺参数为:充填速度24m/s、25m/s、27m/s,浇注温度610°C~630°C,模具预热温度160~180°C;最佳的工艺参数组合为:充填速度27m/s,浇注温度610°C,模具预热温度180°C。在实际生产之前,通过数值模拟,查看充型与凝固全过程各项参数变化,对压铸件可能出现的缺陷进行分析,优化成型方案和各工艺参数,能够为企业在生产类似复杂铝合金压铸件提供指导。