基于ProCAST的汽车方向盘零件模流分析与压铸模具优化设计

于 丹

(无锡技师学院数控技术系，江苏无锡 214153)

某型号的汽车方向盘零件结构尺寸如图1a所示，其零件的3D图如图1b所示。该型号的汽车方向盘零件为精密压铸件，材料为ZLA356铸造铝合金，密度为2.7 g/cm3。在技术飞速发展的今天，现代生产要求的周期越来越短，产品精度要求越来越高，所以就要求模具的试模周期缩短，提高试模的成功率。模具的设计往往以经验设计为主，对于一个较新的产品或者设计经验不足的工程师来说则较为困难，借助专业的ProCAST压铸模流分析软件则可以预见性地发现设计的缺陷，通过模流分析减少设计缺陷，提高成功率。

1 基于经验的模具结构设计

如图1所示的汽车方向盘零件，其主体结构为圆形，最大外圆直径尺寸为362.5 mm，高度方向最大尺寸为136.5 mm。从零件的主体尺寸看，该方向盘零件属于较大型的压铸件。这样大型的零件在模具型腔布局上比较困难，如果采用多型腔布局设计，则模具的结构尺寸会成倍的增大，这样不仅会大量增加成本，而且还会给加工以及模具的周转、试模等环节带来很多不便;所以该汽车方向盘零件的压铸模具采用单型腔结构形式(即“一模一腔”)。

在模具设计中，其型腔的布局与结构设计是最主要的模具设计工作。根据方向盘零件的结构，在经验设计的基础上，其型腔布局与浇注系统、排气系统的结构设计如图2所示。在图2所示的基于经验的模具型腔结构设计中，为节约成本及减小模具的尺寸，其浇注系统的中心浇口设置在方向盘零件的内部空位处，并根据零件的结构特点，设置了3个方向的分流道，在零件的圆周分型面上均布了6个排气槽，同时在浇注材料的最后汇合处，设置了缓冲排气的结构。……