近年来,节能环保成了广泛关注的话题。铝合金压铸这一汽车轻量化技术可实现汽车工业的低碳模式发展。为探究大中型复杂压铸模具设计的先进设计路线,本课题基于数值模拟技术、p-Q2图技术和响应曲面实验设计,研究铝合金凸轮轴盖压铸模具设计及工艺优化,具体研究内容为;首先,通过传统理论设计完成浇注系统、排溢系统的设计及压铸机的选用;基于p-Q2图技术,优化内浇口截面积为467.6mm2,所设计的模具与所选用压铸机的配合性能达到最优。然后,为了验证设计的浇注系统的合理性,利用ProCAST进行数值模拟仿真。根据仿真结果改进浇注系统,最终确定了将初始方案左侧两浇道合并的五浇道的改进浇注系统,改善了金属液的流动状态和凝固过程孤立液相区的补缩状况,缩孔体积减少了 73.8%。随后,为了初步分析理论设计模具结构温度场分布的影响,进行了压铸循环模拟,获得了热平衡后的模具温度场分布。再根据温度场分布,设计了两种理论上可行的冷却方案,最终选择了冷却效果更理想的带点水冷的水道方案。为了获得最压铸工艺的最佳工艺参数组合,设计了响应曲面实验,建立了浇铸温度、模具预热温度、压射速度与缩松缩孔体积、凝固时间的响应曲面。对凝固时间而言,压铸工艺参数对其影响程度由大到小依次为:模具预热温度、浇注温度、压射速度;对缩孔体积而言,压铸工艺参数对其影响程度由大到小依次为:模具预热温度、浇注温度、压射速度;综合铸件质量与凝固时间,确定最终压铸工艺的最优参数为浇注温度610℃、模具预热温度200℃、压射速度1.30m/s。最后采用优化后的工艺参数进行压铸生产实验,并对压铸件进行检测分析。通过对比X光探伤结果和缩孔数值模拟结果,发现数值模拟的缩孔结果与探伤检测结果基本吻合;通过光学和扫描电镜显微组织分析,发现铸件在薄壁区域的晶粒细小,在铸件的厚壁处有小范围的缩松及小气孔出现,薄壁位置的共晶硅相较厚壁位置的长条状更为细小;背散射衍射结果显示,薄壁位置的晶粒内取向差较小,故内应力更小;铸件显微硬度测试获得薄壁处平均硬度值103.6HV、厚壁处101.6HV。上述结果表明,本研究所设计模具结构及工艺参数合理,压铸件质量符合要求。