客户：SHW（德国）

SHW是全球知名的汽车零部件制造商，专注于汽车泵、发动机零件和制动盘。该公司为各大整车厂供货，对铸件内部致密性和批量生产稳定性有着严格要求。

项目：
零件号200944-00壳体的压铸模具开发

零件：铝合金壳体

毛坯铸件尺寸：220 × 168 × 112 mm

毛坯体积：398.0 cm³

毛坯重量：1.070 kg

成品尺寸：220 × 168 × 112 mm

成品体积：362.1 cm³

成品重量：0.974 kg

项目目标：
确保该壳体在SPC压铸（中国）工厂顺利实现批量生产。

项目挑战

初步凝固模拟发现，壳体中心区域厚壁热节处存在严重的气孔/缩孔风险。该区域为功能性安装面，由于功能限制，不允许修改产品几何形状。

缺陷位置：壳体中心厚壁热节处。缺陷可通过X射线检测发现，并导致零件报废。

硬性约束：产品功能几何形状不可更改。

基线版本1设计的风险：热应力导致的模具开裂风险高，抽芯机构频繁损坏，批量生产稳健性差。

替代技术方案：在模具内部设置内置二次挤压（挤压销）。对热节处施加局部压力补偿，以消除内部缩孔缺陷。

我们的解决方案

我们的PE工程团队建立了两套模拟模型进行直接基准对比：

版本1：SPC压铸的原始基线设计

版本2：我们优化的模具方案（最终推荐方案）

版本2的关键优化

1. 铸件方向调整：

将壳体铸件位置旋转40°。将浇注系统中的料饼冷却与抽芯动作解耦。消除了版本1中因过大热应力导致的模具开裂和抽芯部件失效的主要风险。

2. 重新设计浇注系统：

浇口厚度保持2.5 mm，浇口截面积347 mm²。重新设计A1-A15的流道截面渐变。在动模半模上实现了带反锥料饼的浇注系统，最大限度提高了抽芯冷却回路的设计自由度。

3. 优化二次挤压系统：

挤压销直径13.5 mm。优化挤压行程9.1 mm，挤压体积13.0 cm³，精确对准关键热节区域。

4. 溢流配置：

总溢流体积≥毛坯铸件体积的20%（≥80 cm³），以改善型腔排气并最大限度减少卷气缺陷。

5. 明确批量生产前提条件：

将模拟结果转化为明确的车间工艺控制要求：100%循环监控挤压行程和液压压力、稳定的循环时间、限制的给料量变化以及均匀的预填充模具温度分布。

模拟对比与关键工艺参数

两个方案采用统一的模拟边界条件：浇注温度600 °C，模具温度200 °C，比压700 bar。

模拟结论：

两个方案均能实现型腔完全充填。在实施溢流特征后，卷气风险保持可控。
两个方案的基线气孔模拟结果相当。两个版本都必须通过二次挤压作用来消除壳体中心热节处的关键缩孔。
版本2的核心优势：消除了版本1中出现的模具热开裂风险。为抽芯冷却回路提供了更大的设计灵活性，显著提高模具使用寿命和生产可靠性。

成果与商业价值

➢ 通过CAE基准模拟交付了可投产的版本2模具方案，避免了原设计中的模具开裂和抽芯失效风险。

➢ 通过实施模具内置二次挤压，消除了关键厚壁功能区内的缩孔缺陷，满足X射线无损检测对内部致密性的要求。

➢ 提供了完整的批量生产工艺控制规范，支持稳定的批量制造。

➢ 助力SHW在中国压铸合作伙伴处成功实现该零件的量产爬坡。