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转向器真空压铸模流分析
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转向器真空压铸模流分析
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转向器真空压铸模流分析
1 问题描述真空压铸可以有效的改善铸件内部的气孔缺陷,并且使铸件组织更加致密,增加强度;但由于设备抽真空能力等其他方面原因,导致型腔内还存在少量气体。转向器的上壳体位于最后填充部位,发现在该部位没有设置有效的排气通道,剩余气体有可能被金属液卷到该位置,导致该处出现气孔缺陷。本次用Flow3D软件对增加排气道后的真空压铸转向器壳体进行流态分析,并且和之前没加该排气道时的流态情况进行对比,用数值模拟的方式分析增加该排气道后,对转向器上壳体产生气孔的部位是否有抑制作用。2 实体的建立2.1 转向器实体建模模流分析采用Pro/E建模,用Flow3D做前处理和求解,分析采用有限差分网格,网格数量控制在600W左右,求解包括流场、温度场、缺陷场、速度场。转向器的实体模型如图1所示:
图1 转向器实体模型2.2 材料数据表1为转向器真空压铸模流分析所需部分数据
表1 转向器部件材料数据2.3 参数由于材料是铝合金结构件,内浇口速度范围应该在20-60 m/s。浇注温度680-720,模具温度160-200。本次模拟选用如下参数,冲头压射速度计算公式如下:V1 S1 = V2 S2V1-内浇口速度V2-冲头速度S1-内浇口横截面积S2-冲头横截面积此次真空压铸转向器壳体的模拟计算选用一组参数预模拟,表2为转向器真空压铸的工艺参数。
表2 转向器真空压铸工艺参数3 模流分析转向器的表面温度场和腔体的流态如下图所示,由流动情况看出,新增加的排气道并没有影响金属液的填充顺序,金属液还是依次填充零件的各个部位;温度场云图上,除了部分远浇口区域温度较低,其他区域的温度分布是比较均匀的。
图2 不同填充时间时转向器型腔中铝合金液的流动状态增加的排气道给转向器腔体的填充末端提供了残余气体排出的通道,有效的降低了气孔出现的几率。下图为增加排气道前后,气孔缺陷在转向器壳体上出现的几率云图:
(a) 原状态 (b) 新增加排气道红色部位为气孔出现几率大的地方;对比a、b两图,增加排气道后,气孔出现几率大的部位明显减少,并且重要部位的气孔情况已经得到很好的控制。4 结论上壳体处新增加的排气道可以明显降低气孔缺陷的产生,并且新增加的排气道没有改变金属液的填充顺序。(end)
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