压铸作为特种铸造,具有表面光洁度高与尺寸精度优良等特点,在制造行业中得到迅速发展。然而由于,某企业的汽车发动机框架在实际生产中,部分压铸产品上表面存在肉眼可见的细小裂纹缺陷。不仅使得压铸产品的整体品质下降,也使得压铸产品在使用过程中存在安全隐患。经解剖发现裂纹缺陷下方存在孔洞类缺陷,极有可能是孔洞类缺陷在应力作用下,致使压铸产品上表面被拉裂,最终形成肉眼可见的细小裂纹缺陷。因此,该汽车发动机框架在实际生产中未能够达到企业的预期标准。为了解决因压铸工艺参数设置不当而导致缺陷产生的问题,以及避免传统试错法的局限性,本课题希望利用CAE模拟分析软件ProCAST对该汽车发动机框架的压铸过程进行分析与优化,减少孔洞类缺陷产生,防止压铸产品上表面产生细小裂纹缺陷,提高压铸产品的整体品质。首先,对压铸产品进行结构设计与工艺分析,结构设计涉及到压室容量、浇注系统、排溢系统、冷却系统等,工艺分析涉及到模具温度、嵌件温度、压射速度与浇注温度等。然后,进行前期处理,包括网格划分工作与合金参数计算,以及进行压铸循环CAE模拟分析等,最终获得了实际合金的热物性参数,得到了模具热平衡规律,并且抽取相应温度作为正交试验中模具初始温度。接下来进行正交试验,以嵌件温度、压射速度与浇注温度作为影响因素,以凝固时间、卷气量与缩松缩孔缺陷作为试验指标,得到嵌件温度260℃、压射速度4.5 m/s与浇注温度650℃为最佳压铸工艺参数。同时,由于压铸产品的外表面是与模具直接相接触的,因而需要对模具工作温度进行深入研究,具体涉及到表面距离、浇注温度以及冷却系统中的冷却水流速与温度等,得到了冷却水流速对模具工作温度影响较大的依据。最后,结合实际生产工艺,考虑合金液在转运浇注过程中,存在温度降低现象,故将浇注温度提升至660℃较为合理,并且进行实际生产验证,最终可以获得质量良好、表面光亮整洁的压铸产品。综上所述,本课题成功地利用CAE模拟分析软件ProCAST优化了汽车发动机框架的压铸工艺参数,减少了孔洞类缺陷产生,即解决了汽车发动机框架上表面存在细小裂纹缺陷的问题,并且分析了模具温度场的影响因素,提供了理论依据,可用于指导实际生产工艺。另外,缩短了企业试验时间,降低了企业试验成本,提高了企业经济效益,体现出CAE模拟分析技术对于压铸生产具有实际应用价值与重要工程意义。