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压铸模具流道设计引导系统

摘要:现有的CAD软件只提供了三维造型能力,无法计算出设计所必须的铸造工艺参数,也不能把计算好的参数正确传递到CAD环境中,达到同步与联动,更不能给出流道设计方案的建议。有鉴于此,引入...

“80%的产品质量问题,来源于工艺设计的好坏”,流道设计可以说是压铸模工艺设计中的核心部分。其设计的优劣,直接影响产品的品质。

提升产品质量从何开始

目前,流道设计仍然是一项依赖“经验”的工作。工程师往往会运用书本上的一些经验公式,或通过Excel表格等工具,计算出一系列铸造的工艺参数。再通过三维CAD软件,完成造型设计。这种基于经验的设计,为铸造业带来前所未有的挑战。同时,现有的CAD软件只提供了三维造型能力,无法计算出设计所必须的铸造工艺参数,也不能把计算好的参数正确传递到CAD环境中,达到同步与联动,更不能给出流道设计方案的建议。有鉴于此,引入流道设计专家系统,采取规范化设计非常必要。

在导入软件之前,流道系统是如何产生的?
 

现有流道系统设计流程

工艺设计与三维造型有本质区别,经验无法传递!
 

现有流道系统设计流程

Cast-Designer的设计向导将引导工程师完成优质的设计,通过输入铸件的基本信息(如重量、壁厚、材质)程序将给出一系列的铸造工艺参数最佳建议数值,其中包括最佳充型时间范围、内浇口速度范围、内浇口面积与厚度等。在选择压铸机之后,能快速对一速、二速及转换点、整个流道的加速比等提供参数建议,并能实时调整,形成最后的截面积设计方案。通过PQ图的即时校验,匹配出最佳的模具-设备组合。值得一提的是铸件分区功能,可以计算出每个内浇口所需要的金属量,这让整个充型过程更加平稳,避免金属液包卷产生的缺陷。

流道设计向导

基于经验的设计过程演示

1.首先获得铸件的基本信息,例如体积、重量、投影面积。

流程化浇注系玄参设计

2.通过质量分布,选择内浇口的位置,通过第三相压力,减少缩孔。

流程化浇注系统设计02

3.人性化的草图设计,迅速记录工程师的设计概念,并通过普通的图片格式,导入并矢量化。

流程化浇注系统设计

4.获得合理的铸造工艺参数,这些知识来源于北美压铸协会以及企业的实验数据。计算出合理的内浇口面积。
流程化浇注系统设计04

5.铸件分区,平衡各内浇口金属液的进入量。让金属液充型更加平稳。

压铸模具设计:内浇口分布

6.根据不同的合金、平均厚度以及铸件的复杂程度,获得内浇口厚度建议值。

7.配合PQ图,匹配出最佳的模具/设备组合。同时获得总加速比,本案例为19倍。

压铸模具设计:确定流道总加速比

8.分配流道各部分(内浇口、横浇道、直浇道、分流锥)的加速比。

分配流道各部分的加速比

9.选择适合的流道类型模板。

流道设计向导

10.流道横截面积根据加速比自动控制。

流道横截面积根据加速比自动控制

11.可利用特征线自由修改横截面积。

12.热室、冷室压铸机分流锥全参数化。
压铸模具设计热室冷室压铸机分流锥参数化

13.各种溢流槽、排气系统全参数化、模板化。

压铸模具流道设计:排气、溢流槽

14.原设计方案金属液充型不平衡,左边过快,出现中间包卷,而且压力传递较差,缩孔严重。而采用Cast-Designer设计的流道,金属液充型更加平稳,缩孔减少。

模具流道设计方案比较

另外一个可圈可点的亮点是流道设计模板,利用经验知识库,把常用的流道进行分类并形成经验知识库,然后数字化,以后碰到类似的产品即可直接调用,这样充分借鉴了以往的设计经验并大大缩短了设计和操作的时间。

基于经验的设计,是设计而非画图

理论上说,任何三维CAD软件都能进行压铸模流道设计,实际上,提供的是“三维造型”能力,而非设计。

CAD流道设计方法与Cast-Designer 流道设计的比较(左图:采用Siemens NX/UG设计的流道,工程师具备4年设计经验,设计时间4小时,但横截面积控制并不合理; 右图:采用Cast-Designer设计的流道,工程师只有1年设计经验,设计时间只有半小时并能完美地控制流道截面积和加速比)

小结:基于工程经验的设计

建立合理的设计标准与规范,从Excel 到设计系统

设计过程,从自由设计系统自动控制设计

结合成功的工程经验与企业内部Know-how的设计模版

减少重复劳动的时间,提高设计质量

 

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