压力铸造是一种以高压高速为显著特征的金属成形方法,可以连续大批量生产厚薄不均、形状复杂的精密铸件,因此在工业生产中具有广泛的运用。压铸模具在整个压铸生产过程中占有重要地位,压铸模具的浇注排溢系统设计在很大程度上决定着铸件充填流态的合理性,直接影响铸件的成型质量。本课题以浙江衢州某汽车配件铸造企业生产的产品挂车阀阀体为例,就提高模具设计的合理性,改善产品缺陷分布情况以及提高产品合格率为出发点,开展了压铸件浇注排溢系统等模具关键结构的设计、压铸过程数值模拟分析和压铸试验等方面的研究,具体的工作和结论如下:1.对挂车阀阀体进行了详细剖析,根据浇注排溢系统的一般设计原则,对铸件浇注排溢系统进行初步设计,确定相应结构参数;在此基础上,进一步对压铸模具的关键结构进行设计,借助三维软件完成压铸模具的虚拟装配,并进行试模生产。2.建立合金充型和凝固过程的数学模型,利用ProCAST软件对试模生产的铸件进行压铸过程数值模拟,分析铸件的充型和凝固过程,观察并预测缺陷分布和类型;同时,将模拟结果与铸件在试模阶段产生的缺陷进行分析对比,结果验证了数值模拟的准确性。3.根据数值模拟分析的结果并结合试模生产过程中铸件存在的缺陷,对浇注排溢系统以及铸件毛坯结构进行了优化设计,提出了增设加强筋以及三种浇注系统优化方案,并对优化方案进行了模拟,对比分析模拟结果,最终确定方案三为最佳优化方案。4.采用正交试验法,确立九组压铸工艺参数方案并进行数值模拟,根据模拟结果,对铸件的充型流态、凝固速度以及缺陷情况进行综合分析,确定了最佳工艺参数组合(7m/s的压射速度,660℃的浇注温度和220℃的模具预热温度)。5.对模具相应结构进行再设计,并根据最佳工艺参数组合进行压铸试验。通过金相组织检测,观察到优化后铸件相应部位的微观组织均匀致密,内部缺陷得到明显改善,同时,按照企业标准对铸件进行质量检验,结果满足生产要求。本文根据理论模拟结果并结合生产实际中的缺陷问题,对模具结构和工艺参数进行了优化,并通过物理试验证明了数值模拟优化的准确性,产品的质量得到了提高,同时也为企业带来了经济和社会效益。本文的优化设计方法和思路能够为同类型铸件的模具优化和工艺改进提供参考。