压铸模CAD CAE CAM 于彦东 第6章 压铸模CAE系统及应用新.pptVIP

壳形铸件三维实体造型 2.模拟工艺参数的设定 1）压射比压的确定 根据合金种类并按铸件特征及要求选择，比压推荐值(MPa)如表。 — 锌合金 铝合金 镁合金 铜合金 一般件 13~20 30~50 30~50 40~50 承载件 20~30 50~80 50~80 50~80 耐气密性件 25~40 80~120 80~100 60~100 电镀件 20~30 — — — 2）压铸机型的确定 国产压铸机比压投影面积对照图 模具分型面上铸件总投影面积(cm2) 压 射 比 压(MPa) 3）铸件充型时间的确定 对于ZL102铝合金压铸件，确定熔体温度Tm=700℃，铸型温度Td=230℃，最小流动温度Tf=630℃，最大不间断的固体块含量S=30%，平均壁厚B=5mm，计算出充型时间为0.013s。 4） 铸件分型面的确定 3.浇注系统设计 浇注系统的设计主要包括由直浇道、横浇道、内浇口的设计。 1）内浇口截面积的确定 用传统的流量计算法得到内浇口截面积，具体公式： 对于ZL102铝合金压铸件ρ =2.650g/cm3，溢流槽的重量取压铸件重量的30%，则 m=494.4g；νg=42m/s，计算得到 Sn=34mm2。内浇口的厚度查表取 1.5mm，则内浇口的宽度为32mm。 2）横浇道设计 横浇道应具有一定的长度和宽度，若横浇道过薄，则热量损失大；若过厚时冷却速度缓慢，影响生产率，增大金属消耗。保持一定长度，同时对金属液能起到稳流和导向的作用。横浇道的截面积在任何情况下都不应小于内浇口的截面积，多腔压铸模主横浇道截面积应当大于各分支横浇道截面积之和。设计浇道截面积要保持金属液在浇道内流速不变。 3）直浇道设计 由于采用的是卧式冷室压铸机，所以可以直接采用其压室作为浇注系统的直浇道，直径为Φ50mm，考虑到压铸件料饼的厚度约为压室直径的1/3-1/2，设计料饼的厚度为10mm，拔摸角为1o。 4）浇注系统建立 应用三维建模软件 Pro/Engineer设计的侧端 面浇口浇注系统模型，右 图是实际压铸件的模型。 4.数值模拟前处理 划分的基本原则是圆弧曲面划分合理，薄壁截面内至少有3个节点，而且网格大小尺寸不能取过大，划分完毕后模型几何形状不能有过分的失真，同时也不能太小，网格过密会增大模拟计算量，降低模拟速度。 a）侧端面浇口浇注系统的面网格划分。 b）Mesh网格划分 c）网格划分结果，共有节点数为132567，单元数为607824， 1）模拟运行参数设定 （1）分配材料 材料设定 （2）设定界面条件 模具与型腔的换热系数通过公式 在ProCAST界面菜 单下的【Interface】菜单 中，进入材料之间换热 系数的设定界面，如图。 （3） 边界条件 在ProCAST界面菜单下的【Boundary Conditions】菜单中，进入模拟边界条件的设定界面，按着模拟选定的边界条件，选择系统参数库中对应的边界条件类型，如图所示。 如点击ProCAST界面菜单下的【Precess】|【Gravity】按钮，进入模拟重力速度设定界面，包括速度的方向和大小，选择Y的正方向为重力方向，如图所示。 （4）初始条件 在ProCAST界面下的【Initial Conditions】菜单中，进入到初始条件的设定界面，模拟过程中涉及到所有铸件和模具的初始温度的设置。ZL102铝合金压铸件浇注的温度的经验值在680～750℃之间，熔点在550～630℃，因此设定金属液的初始浇注温度为700℃；模具的初始温度为230℃。 6.4.2 充型过程流场模拟 下图为ZL102铝合金壳形压铸件不同时间充型过程流场的模拟结果。 金属液流向 t=0.008s (b) t=0.041s 最后充填的部位 (c) t=0.045s (d) t=0.053s 其中熔体的温度分布通过不同的颜色说明，标尺底部的颜色说明熔体的温度最低，顶部的颜色说明熔体温度较高，压铸件未填满部分用浅灰色表示。 6.4.3 凝固过程温度场模拟 对ZL102铝合金壳形压铸件的凝固过程温度场进行数值模拟如图所示。 (a) t= 0.092s (b) t= 0.4s (c) t= 3s