FLOW-3DCast V5.0于金属高压铸造件中的良性运用.docx

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1、标题：FLOW-3DCastV5.0于金属高压铸造件中的良性运用金属压铸成型是将融熔金属在较高的压力下，以高速度充填入压铸模具，并 使金属液体在高压状态下凝固而形成金属压铸件的过程。他是目前所有金属铸造 成型方法中效率最高的一种。但是在目前压铸成型的应用上，还存在着一些限制： 压铸合金的种类受到限制；压铸模具造价本钱较高，制造周期较长，对于批量较少的对象，在应用上受到一定的限制；压铸成型过程中，模具和压室内的气体常以气孔或疏松的形式存在压铸件 上，影响性能及后续的加工性。2008年，Flow Science推出全新版本专门用于铸造制程的数值仿真软件一 -FLOW-3D Cast V5。它可以让

2、用户快速评估产品可能发生的问题、模具配置设 计以及制程参数影响等，并对解决上述问题有所帮助。FLOW-3D Cast分析与变形分析Figi为一金属框体，需要采用压铸制程制作。成型材料为ADC-12,模具材 料为H13。以密度2.7g/cm3换算，重量约为2600g。长宽高约为500mm X 400mmX 160mmo框体外型框体外型分析软件不但可应用于模具设计，在此之前可以先利用FLOW-3D Cast的凝 固及变形分析,判断铸件成型后的一些问题，以便在进行模具时做更精确的判断。凝固分析+变形分析在尚未进行任何的浇注系统设计时，我们可以假设铸件从完全填满金属一直 到冷却后取出的状况。FLOW-

3、3D Cast V5将铸造制程做了细局部类，使用者可以 在最短时间内完成基本设定。此处仅需选择高压制程，后续相对应的设定项，软 件会自动生成相关参数进行填入。选定制程后，就可决定仿真工程。即便是在还没有建立流道系统的状况下， FLOW-3D Cast仍然可以让使用者进行凝固及变形计算。先取得部份分析结果进 行判断。单纯执行凝固分析判断铸件在凝固结束时的温度分布，进而判断产品肉厚对 于温度场的影响，假设模具等温，铸件刚开始也是以等温形式完成充填。Temperature (deg-C)FLOW-3D CAST486.316429.202372.088314.974257.860Fig, 2凝固结束

4、-铸件温度分布接着根据凝固率进行判断，蓝色箭头是适合摆放进料点的位置0Solid FractionFLOW-3D CASTFig, 3凝固过程中-凝固率分布另夕卜,FL0W-3D Cast另夕卜,FL0W-3D Cast提供热点(Hot spot)分布信息。设计人员可根据热点位置分布判断未来哪些位置可能会发生缩孔，在溢料井位置设计时可列入考虑。Fig. 4 Hot spot位置分布铸件变形计算数据来自于凝固分析的结果，FL0W-3D Cast能够将变形量大 小以颜色分布的方式显示在铸件上，搭配原始未变行前的位置，搭配放大变形倍 率，使用者可以很清楚的评估铸件在成型后可能的变形方向，进而判断其与

5、未来 其他零件的组装会不会发生不预期的干涉问题，对于铸件本身肉厚造成不预期的 变形可做阶段性的评估。一旦发现不预期的变形，可以从以下几点先进行考虑：均匀壁厚 结构强度（支撑设计，Rib, BOSS等）Displacement FSI TSE1.790e-03变形分析结果（变形量及变形方向预测）FL0W-3D Cast充填分析金属融汤在压铸机压射充头的压力作用下，以压射冲头的速度推动融熔的金 属融汤，经过浇注系统到达内浇口，然后充填型腔。在同一条件下，融熔金属通 过内浇口的速度可以认为是不变或变化很小。影响内浇口速度的主要因素在于压射冲头的速度与内浇口截面积。由于压射 冲头的速度为机台调整速度，

6、对于模具设计人员在设计时的重点，就在于如何控 制内浇口截面积，使得机台能够在常用的使用速度下得到最正确的内浇口速度值。浇注系统设计浇注系统设计图面设定完成后，启动FL0W-3D Cast充填模块。充填分析结束时以Iso-suface / Fluid / Velocity输出速度，确认速度 是否合理。Velocity (m/s)Tma = n n八n速度结果YTime = 0.100free surface defect concentration5.000氧化膜除此之外，FL0W-3D Cast V5多了穴蚀气泡追踪，对于卷气位置可以做更精确的预测。Time = 0.100FLOW-3D CASTdiameter Particle (m)0.0150.0110.0070.0040.000充填穴蚀气泡追踪结语金属压铸在大量生产中大幅度的降低生产本钱有积极和明显的经济价值。FL0W-3D Cast V5. 0,大幅度简化了数值仿真设定，强大的数值模拟技术以及预 测缺陷的新工具更可协助开发人员缩短设计周期，同时降低产品的生产本钱。在 高压铸造制程上，可提供开发人员在进行判断时有更完整的数据，在产品开发上 可以掌握更多的细节，提高产品生产良率。