基于CAE分析压铸模浇注系统设计.pdfVIP

基于CAE分析的压铸模浇注系统设计 龚文添董艺 华南理工大学广州学院 摘要：压铸模是进行压铸件生产的主要工艺装备。浇注系统设计是压铸模设计的核心之一。首先用传统设计方法初步确定 浇注系统设计方案，然后导入CAE软件进行模拟分析，判断可能出现的缺陷，获得改进建议，从而设计出更加合理的浇注系 统，减少试模和修模的次数，提高模具设计质量。 关键词：压铸模；浇注系统；CAE 压铸是一种少无切屑的成型方法，近二十年来，发展迅速，应用广泛，已成为生产高品质铸件的重要 手段‘¨。压铸模是进行压铸件生产的主要工艺装备。而浇注系统设计是压铸模设计的核心之一‘扣，其合理 性直接影响铸件品质。传统的设计方法主要取决于经验，并在试模过程中进行修正。借助CAE技术进行 浇注系统设计提供了一种新思路，有助于对各种设计方案进行比较分析，从而选择最优的设计。 1零件简介 厚为1．Smm，重量约为839。该零件是摩托车中化油器里面控制油面高度的重要零件，气密性要求较高。 零件为深腔类零件，底面为装配面，2个凸台起定位作用，图示A区域为密封槽位置，用以装密封圈。顶 面B区域也是装配面。 能和机械加工性能良好，适用于压铸生产。 图1零件结构 2零件压铸工艺分析 铸件分型方案如图2所示。该方案有利于铸件成型和脱模，其模具结构也便于模具制造。零件主要形 状在动定模内成型，其中成型深腔形状的型芯置于动模，开模时利用铸件的包紧力使铸件留在动模，利于 推出机构将其推出，也利于保证铸件的外观质量。侧孔用型芯成型，采用斜销抽芯方式。 定 动 图2分型面 模具排位采用一模一腔。铸件的形状和尺寸一致性好，便于铸件的清理和后续加工的质量控制；压铸 工艺参数易于调整；模具的结构简单紧凑，制造成本低。 铝合金熔点高，因此该零件选用在冷室卧式压铸机上生产。通过计算锁模力，选择Jll6E型冷室卧式 压铸机，冲头直径为圣35mm，压室偏心为60mm。 3浇注系统方案初定 内浇口的设计是浇注系统设计的核心，主要包括确定内浇口的位置、形状和尺寸。内浇口采用侧浇口， 开设在分型面，其位置选择如图3所示。从图中可以看出，位置C基本没有大平面位置，不利于浇口设置 和后续切除；位置D有侧抽芯，若设置内浇口会致模具结构复杂；而位置A与位置B均可以设置内浇口， 比较而言，位置B对型芯的冲击较大，而铸件材料为与铁亲和力较大的铝合金，因此铸件粘模的可能性更 大些。综合考虑，确定在铸件方向A处设置内浇口。考虑零件结构和质量要求，结合前人经验和生产规律， nlffl。 通过经验公式计算确定内浇口截面积为35删n2，厚度为1．Omm，宽度35 图3铸件内浇口位置 直浇道的形式如图4所示。由于直浇道处于高温环境，容易损坏，为了方便更换，采用直浇道和浇口 套一体构成，金属流动顺利，装拆方便。为稳定合金液流向，减少金属消耗量，便于冲头跟踪的顶出，设 计了分流锥。为保证正常生产过程中模具的热平衡，浇口套采用环形水套冷却，冷却水套与浇口套焊接在 一起，防止漏水；分流锥采用点运水结构，点运水组件与分流锥焊接在一起，防止漏水。 (a)浇口套 (b)分流锥 图4直浇道 横浇道对于稳定合金液流向起着重要作用，与内浇口一起，控制着合金液进入型腔的流态。这里设计 了两种方案，如图5所示。方案I的横浇道截面形状为扁梯形，便于方便加工，其底部两侧有圆角，侧面 有出模斜度。方案II为扇形横浇道，浇道截面积保持收敛式变化，以保持合金液在浇道内均匀地加速。 (I)浇口套 (II