CAD-CAE技术在产品模具开发过程中的应用Word格式文档下载.doc
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CAE流体分析压铸铸造缺陷
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本文通过流体分析软件,对产品压铸模具进行设计和压铸可行性分析。
流体分析软件能够精确地模拟具有自由表面的流体的流动问题。
运用它可以帮助模具设计人员确定浇注系统的位置,并且对浇注系统的流道方式进行优化。
并且通过强大的流体计算能力,分析填充过程中可能产生的卷气位置和最终填充位置,让设计人员对渣包的排布做出正确的判断。
本文通过流体分析软件,对产品压铸模具进行设计和压铸可行性分析。
通过流体分析软件设计产品模具的过程如表1:
表1
侧盖零件模型图表
1铸件的建模
1.1CAD建模和网格划分
首先对产品实物进行测绘,在CAD中对侧盖产品进行实体建模,如图1:
图1零件模型图
运用通用接口格式导入到流体分析软件中,在前处理模块对该文件进行网格划分,在进行网格剖分时,需要选择合适的参数,既要保证计算的精度,又不能使网格数量太多,节省计算时间,便于调试,由于该零件无薄壁和大曲率部位,采用长宽高相等的正方体网格划分。
计算总单元数1322721,侧盖零件的差分网格显示如图2所示:
图2模型的网格划分
1.2铸造参数的选择
一切参数应选与实际情况一致,采用压铸铝合金ADC12,浇注温度为700℃,内浇口速度60m/s。
2模具浇注系统设计
2.1浇注系统进料位置
产品在压铸成型过程中,浇注系统对铸件的外观形态和内部质量起着重要作用。
浇注系统的设计原则是保证产品填充完全的前提下,减少填充过程中的涡流和液体碰撞,防止行腔内残留的气体留在铸件中,产生气孔等缺陷。
图3侧盖凝固场
通过纯凝固计算,得出在没有补缩的情况下铸件的最后凝固区域。
在图3中,黄色部分为最后凝固区域,所以浇注系统进料位置要靠近最大的未凝固区域,以便为该区域提供补缩通道。
图4为浇注系统进料位置。
图4侧盖浇注系统进料位置
2.2浇注系统造型
在CAD软件中,对零件实体在1平面上进行投影,导出2D文件格式到AUTOCAD中,通过AUTOCAD灵活的2D线条绘制,创建浇注系统的外轮廓,并且保证内浇口部分的有效长度。
接下俩在AUTOCAD中做的轮廓线导入到3维软件中,利用这些线条进行浇注系统的建模,2D尺寸和3D模型如图5所示:
图5浇注系统设计2D、3D
3侧盖带浇注系统的填充
图6为4个时间点下的侧盖充型模拟:
a)0.055s
b)0.076s
c)0.157s
d)0.211s
图6侧盖充型过程
a)左侧浇道在铝液刚填充的时候,有卷气现象,为了避免把气体带入到铸件中,此处可以考虑按照流动状态修改浇注系统轮廓线。
b)金属液从内浇口进入到铸件中时,中间浇道有喷溅现象产生,可以考虑增加该处内浇口的横截面积。
c)当金属液持续进入到铸件中,有些靠近内浇口的位置出现未填充满现象,该处已经被铝液分隔成独立区域,所以气体没法跑出,最后只能留在铸件中,这几个位置可以考虑加设渣包,让气体排入渣包中。
d)最后分析填充结束,缺陷场的分布,红色区域为填充末端并且卷入空气的部分,这些地方都要增加渣包,即起到排除气体的作用,又给填充过程中产生的氧化夹杂提供了容纳的空间。
4侧盖渣包的设计
通过上面的充型分析,最终确定浇注系统和渣包位置,如图7所示
图7侧盖完整浇注系统
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- CAD CAE 技术 产品 模具 开发 过程 中的 应用