針對(duì)壓鑄件控制軸殼體出現(xiàn)裂紋，應(yīng)用CAE模擬軟件對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，在準(zhǔn)確把握液體流動(dòng)充型狀態(tài)的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變澆道形狀來(lái)改善出現(xiàn)裂紋部位的流動(dòng)狀態(tài)，消除此部位的壓鑄缺陷，使產(chǎn)品不在出現(xiàn)裂紋。

控制軸殼體是用于發(fā)動(dòng)機(jī)變速器上的零件。產(chǎn)品輪廓尺寸為104mm×79mm×74mm，質(zhì)量為230g，平均壁厚為4mm，總澆鑄重量為519g，型腔金屬量為292g，投影面積為151cm2，用DCC160機(jī)床生產(chǎn)。產(chǎn)品比較簡(jiǎn)單，由于澆排系統(tǒng)開(kāi)設(shè)的不合理，導(dǎo)致裝配油封部位出現(xiàn)壓鑄缺陷。

1.鑄件缺陷特征及位置

該產(chǎn)品在顧客的生產(chǎn)線(xiàn)上，裝配油封時(shí)，由于受到?jīng)_壓力致使中心孔產(chǎn)生裂紋，比例大概在千分之一。把故障件的裂紋部位砸開(kāi)，發(fā)現(xiàn)斷口表面比較光滑，說(shuō)明內(nèi)部組織沒(méi)有完全融合到一起，存在類(lèi)似冷隔的分層，所以在受外力的作用下，組織沿著冷隔方向發(fā)展，產(chǎn)生裂紋。

2.鑄件缺陷的討論與分析

理論上產(chǎn)生分層的主要原因是金屬液溫度低，不同層次間的金屬液融合不良；金屬液前端氧化夾雜嚴(yán)重，充型過(guò)程不穩(wěn)。常用消除措施包括：

①適當(dāng)提高澆注溫度和壓鑄模具溫度。

②適當(dāng)提高壓射壓力或充型速度，縮短充型時(shí)間。

③嚴(yán)格控制合金液潔凈度。

④檢查壓鑄模具緊固性和壓射沖頭運(yùn)行平穩(wěn)性。

⑤改善充型和排氣條件。

通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的三維造型進(jìn)行CAE模擬和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況分析發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生這一壓鑄缺陷問(wèn)題的根本原因是：

①該部位處于型腔填充末端，金屬液的溫度較低。

②兩支橫澆道沿分型面方向的填充速度過(guò)快，在深腔部位未填充完畢之前分型面就已經(jīng)封死，使產(chǎn)生裂紋部位的深腔內(nèi)氣體無(wú)法排除。

以上因素最終導(dǎo)致兩股金屬液在此不能完全融合到一起，形成類(lèi)似冷隔的分層。

這種類(lèi)似冷隔的分層缺陷，隱藏在組織內(nèi)部，其外表面完好無(wú)損，無(wú)任何可見(jiàn)缺陷。我們?cè)捎媚繙y(cè)外觀、X射線(xiàn)探照、滲透等各種可能的檢驗(yàn)方式都無(wú)法探測(cè)。

3. 澆注系統(tǒng)更改方案及效果

針對(duì)模擬的分析結(jié)果，從填充方向和填充速度這兩個(gè)方面對(duì)模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

（1）填充方向改變

① 將橫澆道B取直。

② 將橫澆道A的內(nèi)澆口沿分型面方向改為沿中心圓的切線(xiàn)方向。這種更改主要是改變金屬液的填充方向。由原來(lái)的沿分型面方向填充改為沿型腔的深腔部位和分型面方向同時(shí)填充，這樣就使該產(chǎn)品的填充末端由產(chǎn)生裂紋的深腔部位向分型面部位轉(zhuǎn)移。

（2）填充速度改變

③ 在保證內(nèi)澆口截面積Ag在（51～85）mm2范圍內(nèi)，相應(yīng)增加內(nèi)澆口A和B的厚度。

這種方式的更改主要是用來(lái)減慢A和B沿分型面方向的填充速度，防止兩股鋁液過(guò)早封死分型面，確保出現(xiàn)裂紋的深腔部位在分型面封死之前填充完畢。

原三維造型按上述2種方式的進(jìn)行更改后，進(jìn)行CAE模擬，可以發(fā)現(xiàn)：

① 該產(chǎn)品的填充末端已經(jīng)轉(zhuǎn)移到分型面部位，出現(xiàn)裂紋深腔部位不再是型腔填充末端，這樣就確保了出現(xiàn)裂紋部位的合金液溫度得到了提高。此處的合金液能夠完好的融合到一切，不再有產(chǎn)生冷隔的可能。

② 深腔部位的氣體能夠通過(guò)分型面順利排出，避免兩股金屬液填充時(shí)因氣體阻礙不能很好的融合到一起而產(chǎn)生類(lèi)似冷隔的分層現(xiàn)象。

③ 分型面先封死的現(xiàn)象已經(jīng)得到了解決。

4. 結(jié)論

對(duì)模具按照此三維造型的澆注系統(tǒng)進(jìn)行了更改。更改后連續(xù)生產(chǎn)近5萬(wàn)件，裝配油封的位置未出現(xiàn)裂紋缺陷。同時(shí)用此澆排系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)制了一套模具，現(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)10萬(wàn)件左右，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)裂紋缺陷。實(shí)踐證明，通過(guò)上述的更改， A和B兩支橫澆道的填充速度和填充方向都發(fā)生了改變，達(dá)到了預(yù)期的目的。