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项目１９压铸件分析模型的建立

二. 三. 一. 项目导入. 相关知识. 项目实施. 项目１９压铸件分析模型的建立. 【 能力目标 】 1 、掌握压铸件设计的基本要求； 2 、掌握压铸件分析模型的建立过程 【 知识目标 】 1. 压铸件设计的基本要求与主要问题； 2. Cast-Designer 操作界面与操作步骤：. 一、项目引入. 1 、判断产品外观结构是否有利压铸成型？ 2 、简要说明该分析模型建立的思路？. 什么是 CAST-DESIGNER?. 高压铸造流道 设计专家系统 ； 基于铸造产品进行浇注系统、溢流槽系统、冷却水道和排气系统等设计；

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项目１９压铸件分析模型的建立

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Presentation Transcript

  1. 二 三 一 项目导入 相关知识 项目实施 项目１９压铸件分析模型的建立

  2. 【能力目标】 1、掌握压铸件设计的基本要求； 2、掌握压铸件分析模型的建立过程 【知识目标】 1.压铸件设计的基本要求与主要问题； 2. Cast-Designer操作界面与操作步骤：

  3. 一、项目引入 1、判断产品外观结构是否有利压铸成型？ 2、简要说明该分析模型建立的思路？

  4. 什么是 CAST-DESIGNER? 高压铸造流道设计专家系统； 基于铸造产品进行浇注系统、溢流槽系统、冷却水道和排气系统等设计； 是一个独立的软件，相比传统的三维CAD系统，该产品具有“快”“专业” “易用” 等特点； 配备了通用和专用的数据接口，可配合任何3D CAD和CAE软件； 为企业综合设计能力和效率的提高提供全面的帮助。 二、相关知识

  5. CAST-DESIGNER 的应用范围 为压铸模流道设计师提供一个“高效”的设计平台，为整个流道的快速设计、评估、优化工作提供全面的帮助； 配合CPI或仿真分析结果，提供从“概念设计”到“快速建立三维流道”到“方案的选择与优化”的设计工具 可以辅助CAE软件完成模拟前的初步浇道设计和模拟优化过程中的改进

  6. CAST-DESIGNER 的主要特点 直接读入3D铸件数据，支持通用型CAD接口，如： STEP/IGES/STL ； 快速建立三维流道系统，提供了大量的包含工业经验的在线帮助和设计向导去保证设计的正确性； 全参数化设计，相对于传统的三维CAD系统，没有复杂的父子关系，修改方便； 覆盖全流道设计，从草图设计到二维矢量编辑到三维设计；包括内浇口、横浇道、直浇道、分流锥和缓冲器 设计界面高度统一 CAD 与 CAE 系统无缝对接 使用灵活，操作简便，缩短培训时间 设计模板化，所有设计数据都能独立保存，可追踪、重复使用；用户可方便地建立企业数据库

  7. 自然设计理念 Functionality Specific values Parameters Quality control Tolerance System Design 1 2 3 概念性设计阶段：设计产品的灵魂 参数设计阶段：设计产品的功能 品质控制阶段：保证产品的质量

  8. Cast-Designer 符合自然设计理念 Functionality Specific values Parameters Quality control Tolerance System Design 1 2 3 Pro-E Draft UG NX AutoCAD 3D CAD Cast-Designer Cast-Designer Cast-Designer

  9. Cast-Designer 的草图设计功能

  10. CAST-DESIGNER铸造产品的基本要求 www.c3p-group.com

  11. 压铸的基本概念 一、压铸的一些特点 1、压铸产品精度高，外观好； 2、铸件强度和表面硬度高； 3、压铸产品应用范围广泛（如汽车零部件，机械设备，家具五金，成衣配件，家用电器等）； 4、由于压铸适用于大量生产，生产率高； 5、金属利用率高。 压铸工业有着广阔的发展前景。

  12. 压铸的基本概念 二、压铸目前主要存在的问题 1、由于压入铸模内的合金液一般是在非真空的条件下急速冷却凝固的，如铸件不当，铸件易产生气孔、水纹等缺陷； 2、普通方法生产的压铸件不能进行高温热处理和焊接； 3、目前压铸某些内凹件、高熔点合金铸件还比较困难； 4、压铸设备价格高，模具制造需要一定周期，所以不宜单件或小批量生产．只有在大批量生产时，才有很好的经济效益。

  13. 铸造工艺对产品 的基本要求 一、产品壁厚 压铸件的合理壁厚与铸件的结构、合金性能和压铸工艺有关。为满足各方面要求，以合理、均匀壁厚为佳。壁厚不均产品易出现缩水、热裂、气孔、充填不足等缺陷。 注：t =（0.6～1.0）b L≤5b

  14. 铸造工艺对产品的基本要求 二、脱模斜度 脱模斜度大小与铸件几何形状如高度、壁厚、公差及型腔或型芯表面状况如粗糙度等有关。在允许范围内，易采用较大的脱模角度。

  15. 铸造工艺对产品的基本要求 三、铸造圆角 铸造圆角可使金属液流动顺畅,气体容易排出,并可避免因锐角而产生裂纹。铸造圆角半径计算可参照下表

  16. 铸造工艺对产品的基本要求 四、铸孔 压铸工艺的特点之一，是能直接铸出比较深的小孔。小孔直径与深度的关系可参见下表。

  17. 铸造工艺对产品的基本要求 五、铸槽 注：b越小，s、h范围值越小。

  18. 产品厚度分布图 提供铸件的壁厚分布云图和等高线图，用户可以依此非常直观地对铸件凝固过程中可能存在的风险和位置进行分析，并对模具和冷却水道的设计提供帮助；

  19. CAST-DESIGNERSoftware Architecture www.c3p-group.com

  20. Cast-Designer 的操作界面 Windows 风格 模块化设计 工程化语言 全三维操作 操作简单、灵活 CAD/CAE集成

  21. 高度整合的 CAX 环境

  22. 流道系统设计（Cast-Designer的核心部分） 设定工作面（如分模面） Workspace design shock absorber 导入草图设计 Draft design Inner gate 浇道系统设计 Gating system design Gate runner Runner 溢流槽系统设计 Overflow system design Sprue runner 冷却、排气系统设计 Cooling channel and venting design 设计检查与校验工具 Gating system check

  23. 压铸流道设计操作流程 • 三维铸件分析：壁厚、质量、体积、特征… • 定义入水方式、内浇口位置、锤头位置 • 铸件区域分析（针对部分质量分布不平衡的铸件产品） • 计算内浇口总面积 • 横浇道、直浇道设计 • 分流锥设计 （支持冷式、热式压铸机） • 缓冲器设计 • 溢流槽排位设计 • 冷却系统和排气系统设计 • 局部微调与输出

  24. CAST-DESIGNER设计流程 (I) 浇注系统部分 www.c3p-group.com

  25. Cast-Designer 操作流程：设定工作面、导入草图 • 建立一个自由、可控的空间平面 • 大小、位置自由调整 • 用于扑捉空间坐标 • 导入草图设计 • 直接输入通用图片格式：BMP\JPG\TIF • 专业转换器：位图 转 矢量图用于CAD编辑 • 匹配工具自动对齐CAD与背景图片

  26. Cast-Designer 操作流程：流道系统设计 General Information 项目方案信息 项目名称 坐标平面管理 管理现有的设计方案 平移 Translation 旋转 Rotation 对称 Mirror 流道设计数据管理: Save: 保存当前设计 Save as: 另存为新的设计模板 Load: 调入当前设计 Import: 导入其他设计模板

  27. 铸造流道设计的基本要领 1、内浇口设计 • 内浇口设计的原则： • 金属液从铸件壁厚处向壁薄处填充； • 􀂾 金属液进入型腔后不宜立即封闭分型面，溢流槽和排气槽； • 􀂾 内浇口的设置要使进入型腔的金属液先流向远离浇口的部位； • 􀂾 从内浇口进入的金属液，不宜正面冲击型芯； • 􀂾 浇口的设置应便于切除； • 􀂾 避免在浇口部位产生热节； • 􀂾 金属液进入型腔后的流向要沿着铸件上的肋和散热片； • 􀂾 选择内浇口位置时，应使金属液流程尽可能短。

  28. 铸造流道设计的基本要领 内浇口面积计算 铸件设计完成后,测量浇铸体积(产品+溢料 体积),在压铸件的填充时间及填充速度选定后,内浇口面积可采用下式计算:

  29. 铸造流道设计的基本要领 内浇口厚度的选取

  30. 铸造流道设计的基本要领 内浇口宽度的选取

  31. Cast-Designer 操作流程：内浇口设计 1 采用高度统一的操作界面 1, 内浇口列表区 2, 参数化定义区 3, 浇口属性区 4, 坐标尺寸调整 5, 功能操作区 3 4 5 2

  32. Cast-Designer 操作流程：内浇口设计 对现有数据进行快速操作 平移 / Translation 旋转 / Rotation 对称 / Mirror • 多种向导和校验工具协助进行内浇口设计： • 在线帮助包含多年的工业经验; • 各种设计向导和计算工具，根据不同的合金和工艺，计算内浇口厚度、速度、充填时间和内浇口总面积校核

  33. Cast-Designer 操作流程：内浇口设计 充型时间计算器： 基于合金类型、材料牌号、充型温度、液相线温度、模具温度、铸件最小或平均壁厚、充型后凝固率 内浇口总面积校核工具： 基于总质量或体积、合金类型或密度、充型速度和时间

  34. Cast-Designer 操作流程：内浇口设计 内浇口速度矢量预判： 基于简单的内浇口几何、角度计算 铸件分区 （用于质量分布不平均的产品） 内浇口流动角度检查 填不到、充型困难区域检查

  35. 流道在铸造工艺中的主要作用 • 横浇道设计： • 横浇道是从直浇道末端到内浇道之间的一段通道，横浇道的作用是将金属液从直浇道引入内浇道，同时横浇道中的金属液还能改善模具热平衡，在压铸件冷却凝固时起到补缩与传递静压力的作用。因此，横浇道的设计对获得优质压铸件起着重要的作用

  36. 铸造流道设计的基本要领 2、横浇道设计 • 横浇道的设计要点： • 横浇道截面积应从直浇道起向内浇道方向逐渐缩小。如果在横浇道中出现截面积扩大的现象，刚金属液流过时会产生负压，必然会吸入分型面上的空气，从而增加金属液流动过程中的涡流； • 横浇道截面积在任何情况下都不应小于内浇道截面积，多型腔压铸模主横浇道截面积应大于各分支横浇道截面积之和； • 横浇道应具有一定的厚度和长度。横浇道过薄，则热量损失大；过厚，则冷却速度缓慢，影响生产率，增大金属消耗量。横浇道具有一定的长度，可对金属液起到稳流和导向的作用； • 金属液通过横浇道时的热量损失应尽可能地小，以保证横浇道在压铸件和内浇道之后凝固。 • 根据工艺上的需要可设置盲浇道，以达到改善模具热平衡，容纳冷污金属液、涂料残渣和空气的目的。

  37. 流道在铸造工艺中的主要作用 • 直浇道设计： • 直浇道是传递压力的首要部位，是指从浇口套起到横浇道为止的一段浇道。其尺寸可以影响金属液的流动速度、充填时间、气体的贮存空间和压力损失的大小，起着将金属液平稳引入横浇道和控制金属液充填条件的作用。

  38. 铸造流道设计的基本要领 3、直浇道设计 • 直浇口的设计要点： • 从直浇道向内浇道逐渐收缩，以保证金属液连续保持充满浇注系统，最大限度减少涡流卷气。喷嘴出口处浇道截面积比分流锥浇道入口截面积大10%。 • 直浇道截面积的收缩率在5%~10%之间 • 从直浇道到横浇道弯位，顺着金属液流动方向把截面积缩小10%~30%。当转弯半径R<10mm时，缩减30%；当R>15mm时，缩减10%。转弯半径越大，阻力越小，压力损耗越小

  39. Cast-Designer 操作流程：横浇道设计 1 采用高度统一的操作界面 1, 横浇道列表区 2, 参数化定义区 3, 横浇道属性区 4, 坐标尺寸调整 5, 功能操作区 3 4 5 2

  40. Cast-Designer 操作流程：横浇道设计 Full control parameters for complex inner gate section: User defined feature line User defined sections Start angle and last angle Simplified shape or smooth shape

  41. Cast-Designer 操作流程：浇道设计向导 提供多种浇道类型预定模板: “Straight sided”、 “curve sided” 和 “tangential”。所有模板全参数化控制。

  42. Cast-Designer 操作流程：浇道设计 流道横截面积形状和尺寸可灵活控制； 流道两侧倒角可独立控制 (DraftL, DraftR)； 两侧宽度可独立控制(WL, WR) 梯形流道形状可根据输入参数自动弱化为三角形； 尺寸调整工具协助快速调整尺寸和位置

  43. Cast-Designer 操作流程：浇道设计 全三维流道设计能力 直接拾取预先定义的曲线作为特征线. 适合复杂的三维Gate-runner. 配合特征点对三维特征线进行编辑 特征点与特征线的数目不受限制

  44. Cast-Designer 操作流程：直浇道设计 Runner的设计与Gate-runner的方法基本一致; Runner的形状更加简单(WL=WR),比较适合较长的流道.

  45. Cast-Designer 操作流程：浇道设计 流道横截面积检查: 确保流道设计的准确性 全参数化即时修改

  46. 铸造流道设计的基本要领 4、分流锥设计 分流锥的设计要点： 1、计算锁模力 锁模力的计算如下：Ｔ＝K×Ａ×Ｐ 其中: T为锁模力，单位为N；K为安全系数，冷室压铸机一般取1.2，热室压铸机取1.3-1.5；A为铸造投影面积，单位mm^2（包括铸件、料饼、流道、溢流槽等，约相当于铸件的1.8倍）；P为压射比压，单位Mpa。 单位换算1T=10KN=10000N 2、选择压铸机器

  47. 铸造流道设计的基本要领 3、通过参数校验，得出合理的分流锥参数 参数校验

  48. Cast-Designer 操作流程：分流锥设计 全参数化分流锥设计; 支持热室/冷室和无分流锥的设计； 实时预览和调整； 在线压铸机参数选择和校验

  49. Cast-Designer 操作流程：分流锥设计 机器选择 参数校验

  50. Cast-Designer 操作流程：分流锥设计

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