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技术分享模具设计中辅助流道的知识点

来源:模具设计 时间:2022/5/30

浅谈辅助流道小知识点

在模具设计过程中,我们经常会用到辅助流道。辅助流道的应用场景基本上分为以下三种:

1

主进料方向由于结构等限制,排布内浇口的截面积不够,需要增加辅助流道补充截面积;

2

部分铸件中间存在一些特殊结构,需要增加辅助流道对该处特征精准填充;

3

铸件中一些厚大部位在凝固过程中缩孔缩松风险较大,需要增加辅助流道在增压过程中保持压力传递,减小相应的缩松缩孔风险。

在这三种应用场景中都有一些我们比较容易忽略的细节,以下分别对三种场景设计简单模型,并导入“智铸超云”压铸模拟云计算平台,进行模拟仿真计算,做对比分析,看看有哪些细节是我们需要特别注意的。

场景一:补充截面积

在补充截面积的应用场景中我们需要注意辅助流道中金属液进入型腔的方式。如图1所示,辅助流道开设的位置距离主填充位置较近,用测距工具测量大概为13.2mm。图2及图3液流追踪的模拟结果显示,这种情景下,改变工艺参数甚至调整高速切换位置都可能会造成填充出现先后顺序,导致在内浇口附近出现卷气风险。

(滑动查看图1、图2、图3)

辅助流道(较近)流域分布

如图4所示,辅助流道的开设位置距离主填充位置较远,用测距工具测量大概为58mm。由于该支辅助流道流程较长,金属液在流道内的温度损失就会比较大,根据图5及图6的模拟结果分析,该辅助流道与侧边浇道的温度差为15℃,对应位置形成冷隔流痕的风险较高。

(滑动查看图4、图5、图6)

充填温度模拟结果

场景二:精准填充

在对特殊结构精准填充的应用场景中,我们来着重对比一下辅助流道的位置对该特殊位置的填充影响。一般情况下我们的思路是辅助流道正对着特殊结构,以保证对该处的充填效果。

如图7所示,辅助流道开设的位置正对着该结构,绿色箭头表示理论上该浇道的填充方向。如图8所示,液流追踪结果显示由于主进料方向的影响,辅助流道的液流在特征的最前方(红色箭头位置)才把少量的金属液填到了特征的边缘位置,这与我们设想的填充效果不太相符。同时,如图9卷气压力结果所示,此特征处卷气风险较大。

(滑动查看图7、图8、图9)

图7、模型配置截图

图8、液流追踪结果

图9、卷气压力结果

辅助流道开设位置正对该结构

在此基础上,我们将辅助流道的位置向主进料方向适当移动。如图10所示,绿色箭头代表的理论填充方向在特征前半部分,再用同样的参数将模型输入平台模拟,得到图11液流追踪的结果,发现辅助流道的液流在特征靠前的位置(红色箭头位置)已经开始对特征进行充填。结合图12卷气压力结果,我们发现此特征处的卷气压力风险不仅范围比之前小了,且通过观察色标对应的卷气压力大小也较之前有所改善。因此,在对特殊结构精准填充的应用场景中,我们需要将辅助流道的位置适当提前,以达到对特征较好填充的目的。

(滑动查看图10、图11、图12)

图10、模型配置截图

图11、液流追踪结果

图12、卷气压力结果

辅助流道向主进料方向移动

场景三:保持增压

铸件中一些厚大部位在凝固过程中缩孔缩松风险较大,需要增加辅助流道在增压过程中保持压力传递,减小相应的缩松缩孔风险。那么到底侧流道怎么设计才能保持压力较好的传递呢?

我们制作一个简单的模型,在主内浇口厚度一致的情况下,修改辅助流道宽度及内浇口的厚度,如下表所示:

流道类型

内浇口厚度/mm

宽度=10mm

2

宽度=10mm

3

宽度=14mm

2

宽度=14mm

3

按照上面表格描述分别建模后,将模型输入到“智铸超云”平台,并设置同样的参数进行模拟。模拟完成后,在缩松缩孔结果中测量体积,对比哪种因素能够保持较好的增压效果,如下图所示:

(滑动查看图13-17)

图13、无辅助流道,内浇口厚度2mm

图14、增加辅助流道,内浇口厚度2mm

图15、增加辅助流道,内浇口厚度3mm

图16、加宽辅助流道,内浇口厚度2mm

图17、加宽辅助流道,内浇口厚度3mm

缩孔缩松测量结果

根据模拟测量结果把缩孔缩松模拟结果的测量体积汇总到如下曲线图做横向对比:

总结

1

增加的辅助流道如果流道不够粗壮,且内浇口厚度与主内浇口厚度一致,基本无增压效果;

2

仅将辅助流道内浇口厚度加厚,有一定的增压效果;

3

仅将辅助流道加宽,且内浇口厚度与主内浇口厚度一致,增压效果不明显;

3

同时将辅助加宽且将内浇口加厚,增压效果最佳。

/End.

作者:MS

资深压铸模具设计工程师,专注于压铸工艺理论计算及模具设计。

编辑:张婷婷

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