在金属凝固的过程中,通过适当手段可以得到具有独特流变特性的半固态浆料,利用这种浆料进行成形加工的零件具有良好的力学性能。铝合金材料是半固态成形加工中应用最为广泛的一种,其中牌号为A356的铝合金在实际生产中具有流动性良好、热裂倾向小、线收缩小等多种优点。数值模拟技术可以在实际生产前对模具设计和工艺参数提供可靠、准确的预测仿真,大大减少了实际生产中的浪费。本文是基于传热学和凝固学理论,在设定好充型温度和模具预热温度的前提下,通过具体的铝合金轮毂零件的模具设计,结合A356铝合金材料的热物性参数,利用Anycasting铸造专用模拟软件对轮毂压铸过程进行了流场、温度场的仿真模拟,并预测其过程中的缺陷位置,以此来优化模具结构。首先,通过UGNX软件将零件工程图转换成3D数据。然后根据A356材料特性和轮毂零件的压铸工艺要求,设计了一套铝合金轮毂压铸模具三维模型,主要包括浇注系统、排溢系统、成形零件、推出机构等。最后,以设计的模具为基础,通过Anycasting软件对轮毂压铸过程进行了数值模拟,分析了轮毂在充型和凝固过程中的流场和温度场,预测了可能发生缺陷的位置。通过建立正交试验方案,选取内浇口直径、溢流槽数量和布置和充型时间作为可变参数,确定了最优的模具结构参数,并得出采用双面溢流槽布置、适当降低充型时间和内浇口直径大小可以有效提高轮毂压铸件质量的结论。通过分析可得,对于所选轮毂零件,在充型温度605℃、模具预热温度420℃的前提下,采用内浇口直径25mm、充型时间0.15s、溢流槽双面12个均布的条件时,可以有效避免充型过程中轮毂边缘的卷气夹杂缺陷,降低凝固率和温度梯度;同时,有效缩短了凝固时间,凝固过程温度变化均匀,满足了轮毂零件的生产要求。