水泵壳体属于汽车水泵中的结构件,而ES11ZD壳体结构复杂,壁厚分布不均,表面粗糙度、质量要求较高且需要轻量化;传统砂型铸造生产效率低,壳体表面粗糙、造型复杂,容易产生缩孔、缩松且成品率低;压铸生产效率高,且压铸件具有表面质量优良、尺寸精度高、力学性能良好等特点,适用于生产该水泵壳体。

根据ES11ZD水泵壳体结构设计压铸工艺,并使用金属模流分析软件Flow-D软件对所设计压铸工艺进行数值模拟。结果显示,在初始方案中金属液在充型前期不能充满浇注系统,整体充型不平稳且有明显飞溅,铸件存在严重卷气和表面缺陷。通过调整横浇道形状、溢流槽大小和形状,对初始方案进行优化,并对优化方案进行模拟。结果显示缺陷被明显消除。

图文结果

水泵壳体铸件轮廓尺寸为10mm×mm×mm,三维实体图见图1。根据铸件三维图可以看出,其内部为空心结构,由两个回转体构成,主体尺寸分别为φ.4mm和φ4mm,在铸件顶部有一处长57.5mm、厚4mm的肋板,并有两个厚大连杆套,最厚处为2.2mm。铸件最薄部位为mm,最厚部位为27mm,壁厚差较大。水泵壳体材质选择ADC12铝合金,选用DM卧式冷室压铸机生产。

图1水泵壳体的实体三维图图2水泵壳体分型面示意图图带有浇排系统的水泵壳体示意图图4ES11ZD水泵壳体温度场模拟结果图5初始泵壳压铸工艺卷气模拟结果图6泵壳表面缺陷模拟结果

针对flowd模拟给出的充型前期浇注系统中的金属液充型不完全、整个充型过程不平稳、铸件中存在大量卷气和表面缺陷严重等问题,综合分析铝液充型过程和溢流槽的集渣效果,通过调整横浇道形状、溢流槽位置,并将原来在连杆套处的两个溢流槽合并为20mm×0mm的溢流槽,大圆筒壁处溢流槽合并为20mm×0mm等措施,对初始压铸工艺方案进行优化,结果见图7。

图7泵壳优化后设计方案图8壳体优化工艺温度场模拟结果图9壳体优化工艺卷气模拟结果图10优化工艺表面缺陷模拟结果图11实际生产的铸件

本文作者：宋政骢1米国发1王有超1王凯2周志杰1.河南理工大学材料科学与工程学院；2.河南英利特科技股份有限公司；.河南平原科技有限公司来源：压铸界如有任何问题，请联系删除

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