材料科學(xué)經(jīng)典的流道與澆口設(shè)計(jì)系統(tǒng)教材壓鑄課件

1、流道與澆口設(shè)計(jì)系統(tǒng)Designing Runner and Gating SystemsT.H. SiauwCastec Australia Pty. Ltd.第1頁(yè)，共62頁(yè)。產(chǎn)品背景Product background 經(jīng)過CSIRO的15年研發(fā) Over 15 years R&D by CSIRO在 MS-WINDOWS 環(huán)境下操作 Operate under MS-WINDOWS由CASTEC作全球性行銷 Marketed worldwide by Castec Australia第2頁(yè)，共62頁(yè)。模具設(shè)計(jì)的特性Die Design Features機(jī)械特性: 模具分佈&各部界面 Me

2、chanical features: die layout & parting face流動(dòng)特性: 流道&澆口 Fluid flow features: runner and gate熱流特性: 冷卻&加熱 Thermal features: cooling & heating第3頁(yè)，共62頁(yè)。模具設(shè)計(jì)電腦輔助工具Computer-Aided die design tools機(jī)械性: Autocad, Unigraphics (Mechanical features: Autocad, Unigraphics)流動(dòng)特性: CASTFLOW Fluid flow features: CASTFL

3、OW熱流特性: CASTHERM Thermal features: CASTHERM第4頁(yè)，共62頁(yè)。模具設(shè)計(jì)之整合Integrated Die Design 模具設(shè)計(jì)Die Design流道設(shè)計(jì):CASTFLOWRunner Design冷卻&加熱Cooling/HeatingCASTHERMNC 加工NC MachiningIGES第5頁(yè)，共62頁(yè)。充填模式法 (Fill Pattern based approach)1.決定充填模式Define fill pattern2. 設(shè)計(jì)流道&澆口Design runner & gate充填模式達(dá)到?Fill pattern achieved?

4、3.分析 (Analyze)OK?NoNoYes第6頁(yè)，共62頁(yè)?！俺涮钅Ｊ健?是什么?What is fill pattern?第7頁(yè)，共62頁(yè)。怎樣才是好的充填模式 ?What is a good fill pattern?應(yīng)避免鎂湯在模穴中旋轉(zhuǎn)形成旋渦而包夾空氣Avoid metal swirling in cavity forming vortices which trap air第8頁(yè)，共62頁(yè)。第9頁(yè)，共62頁(yè)。?應(yīng)避免兩個(gè)金屬流前面在摸穴中會(huì)合Avoids metal fronts meeting in cavity怎樣才是好的充填模式 ?What is a good fill

5、pattern?第10頁(yè)，共62頁(yè)。第11頁(yè)，共62頁(yè)。第12頁(yè)，共62頁(yè)。怎樣才是好的充填模式 ? What is a good fill pattern?避免兩道或多道金屬流在模穴中會(huì)合而包夾空氣Avoid two or more metal fronts meeting in cavitywhich trap air包夾空氣Air trap第13頁(yè)，共62頁(yè)。第14頁(yè)，共62頁(yè)。哪一種流道形狀好 ? Which runner geometry?扇形開口Fan/Chisel Gate錐形流道Tapered runner第15頁(yè)，共62頁(yè)。常見的錯(cuò)誤觀念：澆口速度是一致的Common mis

6、taken idea: Gate velocity is uniform扇形流道Fan/Chisel Gate錐形流道Tapered runner第16頁(yè)，共62頁(yè)。扇形流道:澆口速度不一致Fan gate speed: Not uniform扇形流道Fan/Chisel Gate第17頁(yè)，共62頁(yè)。不一致的澆口速度的結(jié)果Consequences of non uniform gate speed扇形流道Fan/Chisel Gate高速會(huì)引起模具腐蝕或黏模High speed causes Die erosion and/orsoldering低速會(huì)引起澆口堵塞或冷模瑕疵Low speed

7、causes gate blockage and/or cold shut defects第18頁(yè)，共62頁(yè)。扇形流是不被推薦的話!Fan gating system is not recommendable !扇形流道Fan/Chisel Gate高速會(huì)引起模具腐蝕或黏模High speed causes Die erosion and/orsoldering低速會(huì)引起澆口堵塞或冷模瑕疵Low speed causes gate blockage and/or cold shut defects第19頁(yè)，共62頁(yè)。錐形流道:澆口速度一致Tapered Runner: Gate speed i

8、s uniform錐形流道Tapered runner第20頁(yè)，共62頁(yè)。常見的錯(cuò)誤: 金屬流動(dòng)的方向是因?yàn)樽矒舻侥１贑ommon mistaken idea:The change in flow direction is caused by metal impinging the core 錐形流道Tapered runner流動(dòng)方向之改變change in flow direction第21頁(yè)，共62頁(yè)。例如:金屬流動(dòng)的方向沒改變Example: metal jets out of gate do not change direction when they impinge the cav

9、ity walls澆口速度向量金屬流上與下，但方向大概一樣。Metal flows up and down in an approximately the same direction as it first flows out of the gate第22頁(yè)，共62頁(yè)。以模具設(shè)計(jì)者的角度而言錐形流道的重要性是: 1.) 流角The significance of tapered runner from die designers point of view are:1. Flow Angle錐形流道Tapered runner流角Flow angle第23頁(yè)，共62頁(yè)。2.) 流角將構(gòu)成充填

10、區(qū):2. Flow angle leads to Zone of fill:錐形流道Tapered runner非直接充填區(qū)Ungated zone直接充填區(qū) Gated zone第24頁(yè)，共62頁(yè)。雙錐形流道流道會(huì)有三個(gè)區(qū)The twin tapered runner results in three zone of fillsleftzoneRightzone中區(qū)Centre zone三角洲區(qū)Delta gate右區(qū)左區(qū)第25頁(yè)，共62頁(yè)。流道&澆口的形狀大小影響充填區(qū)域的分佈Runner & gate geometry affects zone of fillsleftzoneRight

11、zoneCentrezone直接充填區(qū)Gated zone非直接充填區(qū)Ungated zone第26頁(yè)，共62頁(yè)。充填區(qū)域 = 充填模式Zone of fills = Cavity Fill PatternleftzoneRightzoneCentrezone直接充填區(qū)Gated zone非直接充填區(qū)Ungated zone第27頁(yè)，共62頁(yè)。模穴之充填模式可以定性的Cavity fill pattern is qualitative 錐形流道 Tapered runner第28頁(yè)，共62頁(yè)。充填區(qū)域是可以定量的Zone of fill is Quantitative錐形流道Tapered r

12、unner非直接充填區(qū)Ungated zone直接充填區(qū)Gated zone區(qū)域體積 Zone volume與模面接觸之表面積Surface area in contact with die最大充填距離Maximum flow distance第29頁(yè)，共62頁(yè)。樣板第30頁(yè)，共62頁(yè)。第31頁(yè)，共62頁(yè)。左邊區(qū)右邊區(qū)中間區(qū)第32頁(yè)，共62頁(yè)。Castflow流道分析第33頁(yè)，共62頁(yè)。CASTFLOW 流道是三位的第34頁(yè)，共62頁(yè)。Bearing2.dmt第35頁(yè)，共62頁(yè)。非直接充填區(qū)第36頁(yè)，共62頁(yè)。steer.dmt第37頁(yè)，共62頁(yè)。Handle.dmt滑快滑快滑快第38頁(yè)，共6

13、2頁(yè)。有問題做搞產(chǎn)品？.用 CASTFLOW 流道與澆口的設(shè)計(jì)就沒有問題流向是CASTFLOW預(yù)言的box-casting.dmt第39頁(yè)，共62頁(yè)。phone.dmt第40頁(yè)，共62頁(yè)。DOOR-knob.DMT流向是CASTFLOW預(yù)言的第41頁(yè)，共62頁(yè)。door-handle.dmtCastflow 流道比較小第42頁(yè)，共62頁(yè)。tap-handle.dmtCastflow流道比較小第43頁(yè)，共62頁(yè)。第44頁(yè)，共62頁(yè)。第45頁(yè)，共62頁(yè)。第46頁(yè)，共62頁(yè)。以前的流道 比 CASTFLOW 流道以前的流道CASTFLOW流道第47頁(yè)，共62頁(yè)。很厚的產(chǎn)品第48頁(yè)，共62頁(yè)。很小的產(chǎn)

14、品第49頁(yè)，共62頁(yè)。設(shè)計(jì)冷卻與加熱系統(tǒng)Designing cooling and heating systemT.H. SiauwCastec Australia Pty. Ltd.第50頁(yè)，共62頁(yè)。練習(xí), 請(qǐng)依下面指示做?Exercise, Please do the following畫出冷卻管 Draw the cooling circuit標(biāo)示出與分模面之距離 Show the distance from the parting face第51頁(yè)，共62頁(yè)。問題在哪? The problem?需要幾個(gè)迴路, 在哪裡?How many and circuit layout?距模面多遠(yuǎn)

15、? Cooling distance from die surface?冷卻劑種類:水/油? Coolant type oil or Water?冷卻劑流動(dòng)條件? Coolant flow condition?第52頁(yè)，共62頁(yè)。分什麼要分析?模溫的影響Why analyse?Die temperature affects鑄件品質(zhì) Casting Quality模具壽命 Die life生產(chǎn)效率 Production rate第53頁(yè)，共62頁(yè)。實(shí)驗(yàn):利用CASTHERM研究對(duì)下面兩項(xiàng)的影響:An experiment: use CASTHERM to study the effect of水

16、流率 water flow rate and冷卻距離對(duì)模面溫度 cooling distance on die surface temperature距離distance第54頁(yè)，共62頁(yè)。水流率&冷卻距離的效益Effect of water flow rate & cooling distancedistance溫度Temperature水流率Flow rate第55頁(yè)，共62頁(yè)。模具冷卻&加熱設(shè)計(jì)的方法Die Cooling/Heating Design Procedures大姆指法(經(jīng)驗(yàn)法) Rule of thumb - experience basedCastherm法 CASTHE

17、RM procedure第56頁(yè)，共62頁(yè)。CASTHERM方法CASTHERM Procedure水管定位(Locate channel)計(jì)算溫度Calculatetemperature可接受(Acceptable ?)修改(Modify)開模(Build die)第57頁(yè)，共62頁(yè)。2D分析 -CASTHERM2D analysis - CASTHERM第58頁(yè)，共62頁(yè)。為何不是3D?Why not 3D?模具圖仍未做到3D 3D die drawings are not readily available只能鑽直的孔 Drilled holes are straight 導(dǎo)熱區(qū)的概念引入已考慮3D:體積&表面積 Thermal zone concept takes into account 3D entities - volu