基于PROCAST铝合金压铸模浇注系统设计及充型凝固数值模拟

模具浇注系统设计

浇注系统设计 9.1 浇注系统设计原则 9.1.1 浇注系统的组成模具的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的流动动通道，它可分为普通流道浇注系统和无流道浇注系统两大类型。普通流道浇注系统包括主流道、分流道、冷料井和浇口组成。如图 9-1所示。 9.1.2 浇注系统设计时应遵循如下原则： 1 . 结合型腔的排位，应注意以下三点： a .尽可能采用平衡式布置，以便熔融塑料能平衡地充填各型腔； b .型腔的布置和浇口的开设部位尽可能使模具在注塑过程中受力均匀； c .型腔的排列尽可能紧凑，减小模具外形尺寸。 2 . 热量损失和压力损失要小 a .选择恰当的流道截面； b .确定合理的流道尺寸；在一定范围内，适当采用较大尺寸的流道系统，有助于降低流动阻力。但流道系统上的压力降较小的情况下，优先采用较小的尺寸，一方面可减小流道系统的用料，另一方面缩短冷却时间。 c .尽量减少弯折，表面粗糙度要低。 3 . 浇注系统应能捕集温度较低的冷料，防止其进入型腔，影响塑件质量； 4 . 浇注系统应能顺利地引导熔融塑料充满型腔各个角落，使型腔内气体能顺利排出； 5 . 防止制品出现缺陷；避免出现充填不足、缩痕、飞边、熔接痕位置不理想、残余应力、翘曲变形、收缩不匀等缺陷。 6 . 浇口的设置力求获得最好的制品外观质量浇口的设置应避免在制品外观形成烘印、蛇纹、缩孔等缺陷。 7 . 浇口应设置在较隐蔽的位置，且方便去除，确保浇口位置不影响外观及与周围零件发生干涉。 8 . 考虑在注塑时是否能自动操作 4 6 1 2 3 I I 局部放大图9-1 浇注系统的组成 1 - 主流道； 2 - 一级分流道； 3 - 拉料槽兼冷料井 4 - 冷料井； 5 - 二级分流道； 6 – 浇口 5

铸造工艺设计实例

轴承座铸造工艺设计说明书一、工艺分析 1、审阅零件图仔细审阅零件图，熟悉零件图，而且提供的零件图必须清晰无误，有完整的尺寸和各种标记。仔细样。注意零件图的结构是否符合铸造工艺性，有两个方面：（1）审查零件结构是否符合铸造工艺（2 ）在既定的零件结构条件下，考虑铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取措施避零件名称：轴承座零件材料：HT150 生产批量：大批量生产 2、零件技术要求铸件重要的工作表面，在铸造是不允许有气孔、砂眼、渣孔等缺陷。 3、选材的合理性铸件所选材料是否合理，一般可以结合零件的使用要求、车间设备情况、技术状况和经济成本等，用铸造合金（如铸钢、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、铸造铝合金、铸造铜合金等）的牌号、性能、工艺特点、价格和应用等，进行综合分析，判断所选的合金是否合理。 4、审查铸件结构工艺性铸件壁厚不小于最小壁厚5-6又在临界壁厚20-25以下。二、工艺方案的确定 1、铸造方法的确定铸造方法包括：造型方法、造芯方法、铸造方法及铸型种类的选择（1）造型方法、造芯方法的选择根据手工造型和机器造型的特点，选择手工造型（2）铸造方法的选择根据零件的各参数，对照表格中的项目比较，选择砂型铸造。（3）铸型种类的选择根据铸型的特点和应用情况选用自硬砂。 2、浇注位置的确定根据浇注位置选择的4条主要规则，选择铸件最大截面，即底面处。 3、分型面的选择本铸件采用两箱造型，根据分型面的选择原则，分型面取最大截面，即底面。

三、工艺参数查询 1、加工余量的确定根据造型方法、材料类型进行查询。查得加工余量等级为11~13，取加工余量等级为12。根据零件基本尺寸、加工余量等级进行查询。查得铸件尺寸公差数值为10。根据零件尺寸公差、公差等级进行查询。查得机械加工余量为。 2、起模斜度的确定根据所属的表面类型查得测量面高140，起模角度为0度25分（°）。 3、铸造圆角的确定根据铸造方法和材料，查得最小铸造圆角半径为3。 4、铸造收缩率的确定根据铸件种类查得：阻碍收缩率为~，自由收缩率为~。 5、最小铸造孔的选择根据孔的深度、铸件孔的壁厚查得最小铸孔的直径是80mm. 四、浇注系统设计（一）、浇注位置的确定根据内浇道的位置选择底注式，（二）、浇注系统类型选择根据各浇注系统的特点及铸件的大小选用封闭式浇注系统。（三）、浇注系统尺寸的确定 1、计算铸件质量：按照铸件的基本尺寸（包括加工余量在内）计算出铸件的体积和铸件的质量。其计算公式为：m=式中 m --铸件质量（g）： p--金属材料的密度，对一般铸件可取p=cm3； v--铸件的体积（cm3）；对于不太复杂的铸件可以根据以上公式计算。由于本铸件不是规则的形状，本设计采用软件直接得体积和质量。在Solid Edge 软件里绘出轴承座铸件三维图，然后点击“工具”菜单，在下拉菜单里“物理属性”，弹出下面对话框，在密度里面输入p=7.2g/cm3=千克/立方毫米，然后点击

压铸件浇注系统的设计.doc

课程名称：压铸模具CAD/CAE综合训练第15 单元（节），2学时，授课时间年月日，地点项目/主题：压铸件浇注系统设计（2）能力目标：能根据产品成型需要设计合理的浇注系统知识目标： 1、了解热压室、卧式冷压室铸模直浇道设计 2、掌握多型腔模横浇道的布局与设计要点重点难点与解决方案：重点：如何根据产品要求设计合理的浇注系统难点：各种浇注系统的特点及应用解决方案：根据实例讲解教材、参考资料与媒体：姜银方主编，《压铸工艺及模具设计》，化学工业出版社练习图纸 PRT.练习文件教学条件（环境）：多媒体教学活动设计概要：（包括实施步骤、教学内容、方法手段、学生活动、时间分配、学习成果评价标准）复习上节内容: 1.浇注系统的组成及分类 2.内浇口设计方法 3.内浇口尺寸计算的方法一、项目引入方法手段：复习并分析项目学生活动：思考、听讲时间分配：5分钟

本任务以摩托产品盖为载体（如图下图所示），训练学生合理设计浇注系统的能力项目分析：摩托产品盖模芯布局及浇系统设计材料: ADC12 生产批量：10万次产品外形尺寸： 442X170X112 二、相关知识１、直浇道设计直浇道的结构与压铸机的类型有关，分为：立式冷压室压铸机用直浇道卧式冷压室压铸机用直浇道热压室压铸机用直浇道各种类型压铸机浇注系统的结构 1-直浇道； 2-横浇道；3-内浇道； 4-余料１）立式冷压室压铸机用直浇道立式冷压室压铸机用直浇道主要的组成：压铸机上喷嘴模具上的浇口套

镶块分流锥立式冷压室压铸机用直浇道 1—余料2—喷嘴3—浇道套 4—定模镶块5－分流锥（１）直浇道的设计要点根据内浇道截面积选择喷嘴导入口直径。 A、B、C各段均有脱模斜度，A段为1o30`，B段为1o30`~3o，C段的斜度根据镶块厚度来确定，镶块厚斜度小，反之则大。直浇道各段连接处的直径单边放大0.5~1.0mm。由定模镶块与分流锥构成的环形通道截面积一般为喷嘴导入口的1.2倍左右。分流锥直径为：式中：d2是直浇道底部环型截面处的外径(mm)；d1是直浇道小端(喷嘴导入口）处直径(mm)。直浇道与横浇道连接处要求圆滑过渡。（２）浇口套设计要点浇口套一般镶在定模座板上，采用浇口套可以节省模具钢和便于加工。浇口套一个端面A与喷嘴端面相吻合，控制好配合间隙不允许金属液窜入接合面；浇口套的另一端面B与定模镶块相接，接触面上的镶块孔比浇口套孔大1-2mm。

(仅供参考)ProCAST-熔模铸造过程数值模拟

熔模铸造过程数值模拟 —国外精铸技术进展述评北京航空航天大学陈冰 20世纪90年代以来，国外一大批商业化铸造过程数值模拟软件的出现，标志着此项技术已完全成熟并进入实用化阶段，有相当一部分已成功地用于熔模铸造。其中，A FSolid (3D)（美国）, PASSAGF/POWERCAST（美国）、MAGMA（德国）、PAM-CAST（法国）、ProCAST（美国）等最具代表性。尤其值得一提的是由美国UES公司开发的ProCAST，和美国铸造师协会(American Foundrymen's Society)开发的 AFSolid(3D)，它们代表了二种不同类型的软件系统。一. 熔模精密铸造过程数值模拟的佼佼者——ProCAST 早在1985年，美国UES Software Co.便以工程工作站/Unix为开发平台，着手开发ProCAST[1]。为了保证模拟结果的准确性，ProCAST一开始就采用有限元方法(FEM)作为模拟的核心技术。自1987年起，开发用于熔模铸造（精铸）的专业模块。1990年后，位于瑞士洛桑的Calcom SA和瑞士联邦科技研究院也参加ProCAST部分模块的开发工作。2002年，UES Software和Calcom SA先后加盟ESI 集团（法国）。通过联合，ESI集团在虚拟制造领域的领先地位进一步增强。现在，ProCAST也有微机/Windows或Windows NT版本。三维几何造型模块支持IGES、STEP、STL 或Parasolids等标准的CAD文件格式。Meshcast模块能自动生成有限元网格。它的凝固分析模块可以准确计算和显示合金液在凝固过程的温度场、凝固时间，以及固相率变化，同时，从孤立液相区、缩孔／缩松体积分数、缩孔／缩松Nyiama （新山英辅）判据等三方面，帮助铸造工程师分析判断缩孔／缩松产生的可能性和具体位置(见图1) [2]。针对熔模铸造热壳浇注的特点，ProCAST传热分析模块考虑到热辐射对温度场和铸件凝固过程的影响, 这对于经常需要处理热辐射问题的熔模铸造而言特别重要。例如，对不锈钢人体植入物的凝固过程进行模拟时，发现位于模组中部的铸件由于接收到的辐射热比周边铸件多，因而温度偏高，不利于铸件顺序凝固，容易产生缩孔、缩松[1]。特别值得一提的是，ProCAST特有的辐射分析模块，计及辐射线入射角和遮挡物的影响，模拟对象一旦因相互运动导致辐射线入射角改变或产生遮挡, 该软件将重新自动进行计算，特别适用于定向凝固和单晶铸造。 a) 孤立液相区 b) 缩孔／缩松体积分数 c) Nyiama （新山英辅）判据图1 ProCAST缩孔／缩松判据

AutoCAD环境下压铸模浇注系统设计_于彦东

2002年　第5期铸造设备研究 2002年 10月 RESEA RCH ST U DIES ON FO UN DRY EQ U IPM EN T Oct .2002　№5 ·设计与计算· 收稿日期:2002-05-15 作者简介:于彦东(1964-),女,副教授。基金项目:黑龙江省自然科学基金资助项目(F9912)和黑龙江省教育厅科学技术研究项目(9551108)。 AutoCAD 环境下压铸模浇注系统设计于彦东,　郭立伟,　古　丰 (哈尔滨理工大学,黑龙江哈尔滨150080) 摘要:采用A utoCA D 二次开发语言—AutoLI SP ,在AutoCAD2000环境下,开发了压铸模浇注系统。该系统包括压铸模浇注系统的直浇道、横浇道、内浇口、溢流槽和排气槽。利用本系统只需输入几个基本参数,即可自动生成相应的设计图形,使压铸模的设计更加高效快捷。关键词:压铸模;浇注系统;A utoL ISP 中图分类号:TG 249.2 文献标识码:A 文章编号:1004-6178(2002)05-0027-03 Design of Runner System of Diecasting Mould in the AutoCAD Environment YU Yan -dong ,　GUO Li -wei ,　GU Feng (Harbin University of Science and Technology ,Harbin ,150080,China ) A bstract :U sing the second development language of AutoCAD -AutoLISP the runner sy stem of diecasting mould is developed in the AutoCAD environment .T he system includes sprue ,runner ,g ate ,o verflow launder ,venting launder .T he sy stem ouly need in -put several basic parameter ,the cor respond desig n graph w ere automaticallycreaed . Key Words :diecasting mould ;runner system ;AutoL ISP 压铸模浇注系统CAD 是整个压铸模CAD 必不可少的组成部分之一,目前国内外对压铸模浇注系统CAD 作了一定的研究,并取得了一些成果。例如:澳大利亚的DM T -CASTFLOW 软件中对压铸件浇注系统进行设计,德国的M ULLERP WEIN -GARTEN 机器厂开发的压铸型有限元模拟软件,华中科技大学的CAE /InteC AST 铸造工艺分析系统等。虽然压铸模浇注系统CAD 取得了很大的进展,但还有许多问题尚待解决。我们在AuotCAD 2000环境下开发了压铸模浇注系统设计系统,使压铸模的设计更高效、快捷。1　系统设计思想采用AutoCAD 二次开发语言———Auto LISP ,在AutoCAD 2000环境下,采用DC L 语言来定义对话框,再配以AutoLISP 的PDB 函数,设计出形式多样的对话框应用程序。Auto LISP 语言内嵌于Auto -CAD 中的二次开发语言,它把数据和程序统一表达为表结构,可以把程序当作数据来处理,也可把数据当作程序来执行,所以在设计过程中,采用程序式数据管理方式,即把数据库建立在程序之中,在编程的同时,就确定自己对数据的管理原则和方式。开发的压铸模浇注系统包括直浇道、横浇道、内浇口、溢流槽(如图1所示)。以及对这些零件进行校核和自动生成图纸的计算机辅助设计。设计过程采用数据的程序管理方式,具有便利的人机对话操作环境。用户可通过对话框参与设计的每一步骤,设计完毕,可在计算机上自动生成图纸和相应的数据文件。图1　浇注系统组成 2　系统的功能压铸模浇注系统设计的流程图(如图2所示)。整个系统包含五部分功能: 1)主控模块:是本系统的引导系统。该模

浇注系统

第2章浇注系统 §2-1 概述 §2-2 液态金属在浇注系统中的流动 §2-3 浇注系统类型及其应用范围 §2-4 铸铁件浇注系统计算方法 §2-5 其它合金铸件浇注系统特点 §2-1 概述 1．浇注系统浇注系统是铸型中使液态金属充填型腔的通道。浇注系统设置不当，常使铸件产生冲砂、夹砂、缩孔、缩松、裂纹、冷隔，以及气孔等多种缺陷，甚至会使铸件报废。因此，正确的设计浇注系统，对提高铸件质量及降低生产成本具有重要意义。 2．浇注系统的结构一般情况下，浇注系统的结构由：浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成。对于某些复杂铸件的浇注系统，除上述四个组元外，尚可增加其他组元；而对于某些简单铸的浇注系统可以少于四个组元。图2-1 浇注系统的基本组元 3．浇注系统的设计内容包括浇注系统的结构、开设位置及各组元尺寸等。 4．浇注系统要求

良好的浇注系统通常满足以下几点要求: 1) 控制金属液流动的速度和方向，并保证充满型腔，保证适当的浇注时间。 2) 金属注入方式及内浇口方向应不致使金属冲毁铸型或砂型，并有利于杂质上浮和型中气体排出。金属液在型腔中的流动应平稳、均匀以免夹带空气、产生金属氧化物。 3)有利于铸件温度的合理分布。（铸型充满后，型内金属的温度分布状态尽可能有利于铸件预期的凝固方式。希望同时凝固的铸件，温度应分布均匀；希望顺序凝固的铸件，温度应朝向冒口递增。） 4)浇注系统应具有除渣功能。生产无锡青铜、球墨铸铁等铸铁件，要求浇注系统具有较强的挡渣能力，以防止溶渣进入铸型。 5)浇注系统不应阻碍铸件收缩，在生产裂纹敏感性强的大型铸件时，这点尤为重要。 6)在保证铸件质量的前提下，浇注系统力求简单，便于造型，金属消耗量最少，以及有利于铸件清理。

一模多腔真空压铸浇注系统改善对产品的影响

一模多腔真空压铸浇注系统改善对产品的影响摘要：在压铸实际生产过程中，发现很多铝合金铸件的内、外在质量与浇注系统有密切的关系，同时有些传统的浇注系统设计思路也不利于铸件质量的提高。随着技术革新，压铸真空系统新技术给产品带来更高质量的标准，能使产品满足后期装配要求。在一模多腔的模具中，浇注系统的设计和真空系统良好的配合，才能生产出品质优良的产品。关键词：真空压铸浇注系统一模多腔模具 1 前言随着压铸技术产品不断深入到人们的日常生活，其各方面的特点越来越受到关注。高质量、高性能才能满足科技发展以及人们日益增长的物质文化需求。在压铸行业越来越多的产品已经开始使用真空压铸来提高产品的内在质量。真空压铸方法是一种减少压铸件内气孔，提升压铸件力学性能的有效方法。材料的成型方法层出不穷，铸造方法是工业生产的重要组成部分，同时也是现代机械制造工业的基础工艺之一 2.压铸工艺优缺点 2.1 压铸工艺优点压铸的实质是在高压作用下，使液态或半固态金属以及高的速度填充进入压住模具型腔，并在压力作用下成型和冷却凝固而获得铸件的一种成形工艺。由此可见，高压和高速充填压铸模具型腔时压铸工艺的两大特点。与其他压铸方法相比压铸有其自身的优点：（1）压铸件的尺寸精度高，表面粗糙度低 (2)材料利用率高 (3)可以制造形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔的金属零件 (4)在压铸件上可以直接嵌铸其他材料的零件，节省贵重材料和加工工时 (5)压铸件组织致密，具有较高的强度和硬度 2.2普通压铸工艺的局限性事物往往具有两面性，虽然压铸工艺有着很多的优点，但是也不可避免地存在着许多迫待解决的问题。这些问题即压铸工艺的局限性： ①压铸件常有气孔存在：这是由于压铸时，金属液以高速喷射状态填充型腔，型腔中的气体来不及排出而不可避免地会卷入到金属液中，从而产生气孔缺陷，降低了压铸件质量。另外，高温时气孔内的气体膨胀会使压铸件的表面鼓泡，严重影响了压铸件外观，降低其整体的力学性能。因此，压铸件一般不能进行热处理和焊接，也不宜在高温下工作。 ②不适合小批量生产：其主要原因是压铸机和压铸模具的费用较为昂贵，加之压铸机生产效率很高，因而压铸工艺虽然可以给大批量生产带来较低的单件成本，但对小批量生产来说却不经济。

压铸模设计说明书

序言在现代机械制造工业中，模具工业已经成为国民经济中非常重要的行业。现代产品的大批量生产有两方面的基本要求，一是技术上要求产品的质量严格符合图样设计要求；二是经济上要求产品的成本低、生产效率高，即将单件产品的加工工时减少到最低限度，以最少的能耗达到产品结构的特性和使用要求。模具因其设计的多样化。成形产品的再现性和质量的可控制性，使其在现代成形方法中，在提高产品的质量与产生效益。降低能耗等方面发挥着极其重要的作用。采用模具成形技术生产零部件已经成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向。许多新产品的开发生产，在很大程度上依赖与模具的设计与制造，特别是在汽车、摩托车、家电、电子和航天工业中显得尤为重要。模具设计水平的高低和模具制造水平的强弱，已经成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一，直接影响到国民经济中许多行业的发展。压铸是压力铸造的简称。压力铸造是将熔融的合金液注入压铸机的压室中，压室中的压射冲头以高压、高速将其充填入金属模具的型腔，并在高压下冷却凝固成形为金属零件的一种方法。铸造是一门科学技术，也是历史上最悠久的一种金属成形工艺，它促进了社会生产力的发展，是标志一个民族具有悠久历史文化的见证，也是人类智慧和文明的记载者。

第一章压铸设计的特点压力铸造的主要成形工艺特征是液态金属以高压、高速充填金属模具的型腔，并且在高压下结晶、凝固和成形，因此压铸成形过程中金属液流动的状态将会影响到压铸件的质量。同时，针对压铸的工艺特点，压铸件的结构工艺性对压铸件质量的影响也需要引起足够的重视。压铸机是压力铸造的基本设备，压铸的过程是通过压铸机实现的。压铸机一般可分为热压室压铸机和冷压室压铸机两大类，本次设计使用的是冷压室压铸机。冷压室压铸机的压室与熔化合金的坩埚是分开的，压铸时，需要从熔化炉的坩埚内盛取金属液注入压室后再进行压铸。按照压铸模与压室的相对位置，冷压室压铸机又可分为立式、卧式和全立式三种形式。本次设计选用的是卧式压铸机。 1.1 压铸成形的特点 1.生产效率高，生产过程容易实现机械化和自动化 2.压铸件的尺寸精度高，表面粗糙度值低 3.压铸件的力学性能高 4.可压铸复杂薄壁零件 5.压铸件中可嵌铸其他材料的零件

材料成型浇注系统

浇注系统是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。常用的浇注系统大多由浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道等部分组成。除导入液态合金这一基本作用外，浇注系统还能实现其它的一些作用，其作用如下： (1)使液态合金平稳充满砂型，不冲击型壁和砂芯，不产生激溅和涡流，不卷入气体，并顺利地让型腔内的空气和其它气体排出型外，以防止金属过渡氧化及生产砂眼、铁豆、气孔等缺陷。 (2)阻挡夹杂物进入型腔，以免在铸件上形成渣孔。 (3)调节砂型及铸件上各部分温差，控制铸件的凝固顺序，不阻碍铸件的收缩，减少铸件变形和开裂等缺陷。 (4)起一定的补缩作用，一般是在内浇道凝固前补给部分液态收缩。 (5)让液态合金以最短的距离，最合宜的时间充满型腔，并有合适的型内液面上升速度，得到轮廓完整清晰的铸件。 (6)充型流股不要对正冷铁和芯撑，防止降低外冷铁的激冷效果及表面熔化，不使芯撑过早软化和熔化，而造成铸件壁厚变化。 (7)在保证铸件质量的前提下，浇注系统要有利于减小冒口体积，结构要简单，在砂型中占据的面积和体积要小，以方便工人操作、清除和浇注系统模样的制造，节约金属液和型砂的消耗量，提高砂型有效面积的利用。一、浇注系统各组成部分与作用： (1)浇口杯：浇口杯又称外浇口，其作用是承接来自浇包的金属液，减轻金属液

对铸型的冲击，阻止熔渣、杂物、气泡等进入直浇道，增加金属液的充型压力等。常用浇口杯有呈漏斗形和池形（浇口盆），漏斗形浇口杯可单独制造或直接在铸型内形成，成为直浇道顶部的扩大部分；它结构简单，体积小，可节约金属，但阻渣能力较差，它常用于中、小型铸件，在机器造型中广泛采用。对大、中型铸件，特别是铸铁件，常采用浇口盆，它具有较好的阻渣效果，浇口盆是与直浇道顶端连接，用以承接导入熔融金属的容器。在浇口盆出口处常放置有浇口塞，当浇口盆充满金属后，塞子升起即开始浇注。 (2)直浇道：浇注系统中的垂直通道，它通常带有一定的锥度。对黑色金属，直浇道应做成上大下小的锥体，锥度一般为1：20，其底部常比横浇道的底部稍低并呈（它可储存最初进入的金属液，球形。直浇道底部的凹坑和扩大部分亦称为直浇道窝。对后面的金属液起缓冲作用，并适当引导液流向上，有助于杂质和气泡上浮至横浇道顶部，增强横浇道的撇渣功能。） (3)横浇道：是连接直浇道和内浇道的中间组元。横浇道的作用是分配金属液和挡渣。常开在上型的分型面以上，截面多呈上小下大的梯形。对形状简单的小铸件可以省略横浇道。 (4)内浇道：浇注系统中，引导液态金属直接进入型腔的部分。内浇道的作用是控制金属液流入型腔的速度和方向，调节铸件各部分的温度分布和控制铸件的凝固顺序。在某种情况下，也有一定的补缩作用。内浇道应与横浇道相接而低于横浇道（即内浇道常开在下型的分型面以下），其截面多呈上大下小的扁梯形。内浇道不要开在横浇道的尾端，应与之有15-40mm的距离。内浇道的长度对小件可选20-30mm，截面大时可选长些。二、浇注系统的类型、特点及应用（1）浇注系统按各组成元截面积比分类： a、封闭式浇注系统控流截面在内浇道；浇注开始后，金属液容易充满浇注系统，呈有压流动状态；挡渣能力较强，但充型速度较快，冲刷力大，易产生喷溅，金属液易氧化；适用于湿型铸铁小件及其干型中、大件；树脂砂型大、中、小件均可采用。

压铸模设计说明书

湘潭大学毕业设计说明书题目：压铸件模具设计学院：机械工程学院专业：材料成型及控制工程学号：姓名：指导教师：完成日期： 2015.3.16 目录一.设计前准备工作 (1) 1.压铸工艺分析： (1) 2.零件初步分析 (1) 3.初步确定设计方案： (1) 二.压铸件工艺分析 (2) 1.压铸合金工艺分析： (2) 2.压铸件工艺分析： (2) 3.分型面的选择： (2) 三.浇注系统和排溢系统的设计 (3) 1.浇注系统的设计： (3) 2.溢流排气系统的设计： (3) 四.压铸机的选择 (4) 1.压铸机的种类和特点 (4) 2.选定压射比压 (5)

3.确定型腔数目及布置形式 (5) 4.确定模具分型面上铸件的总投影面积 (5) 5.计算锁模力： (6) 五.压铸模的结构设计 (7) 1. 成型零件设计 (7) 2. 结构零件设计 (9) 3、各零件采用材料要求 (14) 4、螺钉选用 (15) 六、压铸模的整体结构 (15) 1、压铸模的技术要求 (15) 2、压铸模外形和安装部位的技术要求 (16) 七、校核模具与压铸机的有关尺寸 (17) 1、锁模力的校核 (17) 2、铸件最大投影面积校核 (17) 3、压室容量校核 (17) 4、模具厚度的校核 (17) 5、开模行程的校核 (17) 八、参考文献： (18)

一.设计前准备工作 1.压铸工艺分析：压力铸造是将液态或半液态的金属，在高压作用下，以高的速度填充压铸模的型腔，并在压力作用下快速凝固而获得铸件的一种方法。高压力和高速度是压铸时熔融合金充填成型过程的两大特点，也是压铸与其它铸造方法最根本的区别所在。压铸件尺寸精度和表面粗糙度较好，铸件轮廓清晰，有致密的表层，比内层有更好的机械性能，内部存在气孔和缩孔缺陷。 2.零件初步分析零件为对称圆筒型零件，截面为工字形，中心开有一小孔。壁厚为5mm，属于薄壁零件。型腔深度约为97.5mm，属于深腔。零件图如下所示：图1-1 零件图 3.初步确定设计方案： 1)压铸合金此铸件的材料为YZCuZn40Pb：此材料属于铅黄铜合金，具有加工性能较好，成本较低等优点，多用于化工、造船的零件和耐磨的零件。 2)铸件的精度设计为CT8级，采用压力铸造的方法能达到此精度。 3)确定压铸工艺及模具制造能力。 4)确定压铸模结构（包括分型面，型腔数目，浇注系统，成型零件的尺寸设计，结构零件的尺寸设计，以及采用型芯、型腔镶块节约贵重金属）。

procast凝固模拟简介

ProCAST凝固模拟简介 1.1 序 ProCAST软件是由美国USE公司开发的铸造过程的模拟软件，采用基于有限元（FEM）的数值计算和综合求解的方法，对铸件充型、凝固和冷却过程中的流场、温度场、应力场、电磁场进行模拟分析。 1.2 ProCAST适用范围 ProCAST适用于砂型铸造、消失模铸造; 高压、低压铸造; 重力铸造、倾斜浇铸、熔模铸造、壳型铸造、挤压铸造; 触变铸造、触变成型、流变铸造。由于采用了标准化的、通用的用户界面，任何一种铸造过程都可以用同一软件包ProCAST TM进行分析和优化。它可以用来研究设计结果，例如浇注系统、通气孔和溢流孔的位置，冒口的位置和大小等。实践证明ProCAST TM可以准确地模拟型腔的浇注过程，精确地描述凝固过程。可以精确地计算冷却或加热通道的位置以及加热冒口的使用。 1.3 ProCAST 材料数据库 ProCAST TM可以用来模拟任何合金，从钢和铁到铝基、钴基、铜基、镁基、镍基、钛基和锌基合金，以及非传统合金和聚合体。 ESI旗下的热物理仿真研究开发队伍汇集了全球顶尖的五十多位冶金、铸造、物理、数学、计算力学、流体力学和计算机等多学科的专家，专业从事ProCAST 和相关热物理模拟产品的开发。得益于长期的联合研究和工业验证，使得通过工业验证的材料数据库不断地扩充和更新，同时，用户本身也可以自行更新和扩展材料数据。除了基本的材料数据库外，ProCAST还拥有基本合金系统的热力学数据库。这个独特的数据库使得用户可以直接输入化学成分，从而自动产生诸如液相线温度、固相线温度、潜热、比热和固相率的变化等热力学参数。 1.4 ProCAST 模拟分析能力可以分析缩孔、裂纹、裹气、冲砂、冷隔、浇不足、应力、变形、模具寿命、工艺开发及可重复性。 ProCAST几乎可以模拟分析任何铸造生产过程中可能出现的问题,为铸造工程师提供新的途径来研究铸造过程,使他们有机会看到型腔内所发生的一切,从而产生新的设计方案。其结果也可以在网络浏览器中显示,这样对比较复杂的铸造过程能够通过网际网络进行讨论和研究。 1.4.1缩孔缩孔是由于凝固收缩过程中液体不能有效地从浇注系统和冒口得到补缩造成的。由于冒口补缩不足而导致了很大的内部收缩缺陷。ProCAST可以确认封闭液体的位置。使用特殊的判据，例如宏观缩孔或Niyama判据来确定缩孔缩松是否会在这些敏感区域内发生。同时ProCAST可以计算与缩孔缩松有关的补缩长度。在砂型铸造中，可以优化冒口的位置、大小和绝热保温套的使用。在压铸中，ProCAST可以详细准确计算模型中的热节、冷却加热通道的位置和大小，以及溢流口的位置。 1.4.2裂纹铸造在凝固过程中容易产生热裂以至在随后的冷却过程中产生裂纹。利用热应力分析，ProCAST TM可以模拟凝固和随后冷却过程中产生的裂纹。在真正的生产之前，这些模拟结果可以用来确定和检验为防止缺陷产生而尝试进行的各种

铸造模拟软件procast使用指南

铸造模拟软件procast使用指南铸造模拟软件ProCast使用指南编制日期:2009-2-18 编者: 版次:01 第 1 页共 56 页铸造模拟软件ProCast 使用指南编制: 审核: 批准: 声明:此设计指南仅供………内部使用，切勿外传。铸造模拟软件ProCast使用指南编制日期:2009-2-18 编者: 版次:01 第 2 页共 56 页目录 1 序言……………………………………………………………………………………………

....................3 2 ProCa st软件主界面. (3) 2.1 ProCast适用范围 (4) 2.2 ProCast模拟分析能力 (4) 2.3 ProCast分析模块....................................................................................................5 3 ProCast和常用软件的接口. (9) 3.1 ProE网格划分 (9) 3.2 GeoMesh前处理 (12) 4 网格处理模块MeshCast 的 (16) 4.1 Open (17) 4.2 Repair (17)

4.3 在修补环境中生成表面网格模型 (19) 4.4 在Meshing environment 中编辑表面网格 (19) 4.5 Generate Tet Mesh (21) 5 前处理模块PreCast (23) 5.1 Geometry (23) 5.2 Materials (23) 5.3 Interface (24) 5.4 Boundary Conditions (24) 5.5 Process (26)

消失模铸造浇注系统设计说明

消失模铸造浇注系统设计浇注系统和浇注是获得高质量铸件的重要工序，浇注系统很关键，要经过反复试验，浇注系统可以用泡沫塑料板材来制造，但浇注系统最好是发泡成型，如果可能与模型成为一体，只有这样才能减少飞边，因为薄而复杂的浇注系统在操作过程中很容易损坏，所以使浇注系统简化很重要。浇注系统和浇注操作的目的是减少浇注时产生紊流的倾向，减轻金属液的氧化，防止产生冷隔、皱皮等缺陷，应用成功的浇口设计有很多类型，如顶注、底注、雨淋式浇注，压边浇口、牛浇口等。金属液的充型速度必频与模型热解的速度相同，浇注速度慢或出现断流的现象，都会引起严重的塌箱，金属液量一定要充分，以保持一定的金属静压头防止金属液前沿与熔融模型之间的空隙处发生他乡。铁或铝和氧的亲和性、铁或铝的吸气性以及模型结构对控制浇注的成功至关重要。浇注时泡沫塑料模型要发生一些列的变化，包括熔融、解聚、热解、聚合物裂解等，模型的热解产物会引起很多铸造缺陷，如铝合金中的气孔、缩松，铸件中的碳缺陷，以及铸钢件中的增碳等。金属液充型过程中，模型在约75℃时开始软化，164℃时溶熔，316℃时开始解聚，在580℃时开始分解，设计浇注系统和浇注过程中，要防止气体、干砂、模型的热解残留物卷入金属液中，减少模型热解残留物取决于浇注系统的设计、浇注速度、模型的几何形状（尤其是模型的表

面和体积之比）、涂料、砂箱的排气、真空的使用、模型的密度及种类等。浇注系统的主要作用是用金属液充填型腔，同时必须不对铸型和金属两者产生部可接受的损坏，浇注系统能够在型内建立温度梯度、提供补给金属，以促进健全的铸件，浇注过程中，浇注系统内的金属流不仅要支撑铸型，还要通过浇注系统排除模型的热解产物，在涂料和干砂的充填、紧实的过程中，浇注系统还可用以支撑和搬运，浇注系统还要有一定的强度，便于操作并使模型某些部位可能加固，防止变形。浇注出铸件后，必须去掉浇注系统。浇注系统应该与铸件部重要的部位相连并且面积应尽量减小，一般情况下，面积越小，可增加浇注系统装配模型数量。消失模铸造工艺中多使用较大的浇口杯防止浇注过程中出现断流，能够快速而稳定地浇注，保持液态金属的静压头，浇口杯多采用合粘结剂的型砂制造。生产铸件时常用过滤网，它有助于防止浇注时直浇道的损坏，金属液的静压头必须超过金属与模型界面的压力，否则就会发生反喷，金属液压头越高，通常导致铸件的质量越好，铝合金铸件中采用中空直浇道和其它组元，有助于铝液的充型。 1、消失模铸造浇注位置的确定确定浇注位置应考虑以下原则 ①尽量立浇、斜浇，避免大平面向上浇注，以保证金属有一定上1速度。 ②浇注位置应使金属与模型热解速度相同，防止浇注速度慢或出现断流现象，而引起塌箱、对流缺陷。

压铸模设计说明书(湘潭大学课程设计)

湘潭大学课程设计说明书题目：压铸件模具设计学院：机械工程学院专业：材料成型及控制工程学号：姓名：指导教师：完成日期： 2015.3.16

目录一.设计前准备工作 (1) 1.压铸工艺分析： (1) 2.零件初步分析 (1) 3.初步确定设计方案： (1) 二.压铸件工艺分析 (2) 1.压铸合金工艺分析： (2) 2.压铸件工艺分析： (2) 3.分型面的选择： (2) 三.浇注系统和排溢系统的设计 (3) 1.浇注系统的设计： (3) 2.溢流排气系统的设计： (3) 四.压铸机的选择 (4) 1.压铸机的种类和特点 (4) 2.选定压射比压 (5) 3.确定型腔数目及布置形式 (5) 4.确定模具分型面上铸件的总投影面积 (6) 5.计算锁模力： (6) 五.压铸模的结构设计 (7) 1. 成型零件设计 (7) 2. 结构零件设计 (10) 3、各零件采用材料要求 (15) 4、螺钉选用 (16) 六、压铸模的整体结构 (16) 1、压铸模的技术要求 (16) 2、压铸模外形和安装部位的技术要求 (17) 七、校核模具与压铸机的有关尺寸 (18) 1、锁模力的校核 (18) 2、铸件最大投影面积校核 (18) 3、压室容量校核 (18) 4、模具厚度的校核 (18) 5、开模行程的校核 (18) 八、参考文献： (19)

ProCAST.从虚拟到真实

第六届中国铸造厂长（经理）国际会议（2004）从虚拟到真实 ——换热器壳体的虚拟熔模铸造北京航空航天大学陈冰泰州金鼎精铸公司荆剑计算机技术特别是图形、图象处理技术的快速发展，使现实世界中的许多过程、现象和形象都能在计算机中再现出来，这就是所谓‘虚拟’。例如，虚拟驾驶、虚拟人物，三维动画和游戏、甚至虚拟的节目主持人等等。计算机数值模拟和可视化技术的发展，使虚拟铸造变成现实。当然，这是建立在科学基础上的(以经典传热学、流体力学和弹塑性力学为理论基础)的虚拟，而不是基于艺术创作的虚拟。从世界范围看铸造过程数值模拟技术的发展大体经历了三个发展阶段：① 20世纪60年代是尝试阶段，开始开展以导热偏微分方程为基础的铸件凝固温度场数值模拟。② 20世纪70年代和80年代前期是以温度场数值模拟为主要内容的基础研究(材料热物理性能参数、界面条件、潜热处理等)及缩孔、缩松等缺陷判据与质量预测预报，同时开展对流场、应力场的研究。1978年美国精铸年会上J.Hockin (Electronicast Inc.)发表的“Factors Affecting The Solidification 0f Investment casting”、和 Arizona大学G.H.Geiger教授的“Fundamentals of Solidification”长达100页的长篇论文“The Thermal Conductivity of Shell Investment Materials ”，为建立熔模铸造充型-凝固过程数值模拟数据库奠定了坚实的基础。③ 20世纪80年代后期和90年代是实用化和研究工作进一步深化的阶段。事实上,美国UES公司开发的ProCAST铸造过程仿真软件早在1988年就开发成功。90年代中期，美、德、法、英、日等国一大批功能强大、性能完备的商品软件已投放市场，对铸造新产品的研制、开发和生产发挥出越来越大的作用。在众多铸造过程模拟软件中，已有许多可用于熔模铸造，ProCAST就是其中的代表。它最初是以工程工作站/Unix为开发平台，现在也有微机/Windows版本。兼容性良好的几何造型模块支持IGES、STEP、STL或者Parasolids等标准的CAD文件格式。计算方法采用有限元法(FEM), Meshcast模块能自动生成有限元网格。ProCAST流动分析模块不仅可以模拟金属液在浇注系统和型腔中的流动状态，还可以模拟流体通过多孔介质(陶瓷过滤器)的流动，预报倒流、噎流等现象，预测冷隔和浇不到等铸造缺陷。此外，它的流动分析模块中包含有对非牛顿流体的分析计算是该软件的又一特色，不但可以模拟液体金属的流动，还可以模拟塑料或精铸模料在压注时的充型行为。特别值得一提的是ProCAST特有的辐射分析模块大大加强了计算热辐射的功能，这对于经常需要精确处理热辐射问题的熔模铸造而言显得特别重要。1994年美国国家航空航天总局(NASA)在调查评估的基础上推荐该软件为美国航空航天领域铸造过程CAE首选软件。美国Howmet、Pratt & Whitney、PPC、GEAE以及英国Rolls-Royce等世界著名的航空航天精铸企业纷纷选择ProCAST作为铸造工艺分析和新产品开发的重要工具。下面以精铸换热器壳体为例，说明利用ProCAST虚拟铸造的过程和效果。

procast手册

第一章ProCAST简介 1.1 序 ProCAST软件是由美国USE公司开发的铸造过程的模拟软件，采用基于有限元（FEM）的数值计算和综合求解的方法，对铸件充型、凝固和冷却过程中的流场、温度场、应力场、电磁场进行模拟分析。 1.2 ProCAST适用范围 ProCAST适用于砂型铸造、消失模铸造; 高压、低压铸造; 重力铸造、倾斜浇铸、熔模铸造、壳型铸造、挤压铸造; 触变铸造、触变成型、流变铸造。由于采用了标准化的、通用的用户界面，任何一种铸造过程都可以用同一软件包ProCAST TM进行分析和优化。它可以用来研究设计结果，例如浇注系统、通气孔和溢流孔的位置，冒口的位置和大小等。实践证明ProCAST TM可以准确地模拟型腔的浇注过程，精确地描述凝固过程。可以精确地计算冷却或加热通道的位置以及加热冒口的使用。 1.3 ProCAST 材料数据库 ProCAST TM可以用来模拟任何合金，从钢和铁到铝基、钴基、铜基、镁基、镍基、钛基和锌基合金，以及非传统合金和聚合体。 ESI旗下的热物理仿真研究开发队伍汇集了全球顶尖的五十多位冶金、铸造、物理、数学、计算力学、流体力学和计算机等多学科的专家，专业从事ProCAST 和相关热物理模拟产品的开发。得益于长期的联合研究和工业验证，使得通过工业验证的材料数据库不断地扩充和更新，同时，用户本身也可以自行更新和扩展材料数据。除了基本的材料数据库外，ProCAST还拥有基本合金系统的热力学数据库。这个独特的数据库使得用户可以直接输入化学成分，从而自动产生诸如液相线温度、固相线温度、潜热、比热和固相率的变化等热力学参数。 1.4 ProCAST 模拟分析能力可以分析缩孔、裂纹、裹气、冲砂、冷隔、浇不足、应力、变形、模具寿命、工艺开发及可重复性。 ProCAST几乎可以模拟分析任何铸造生产过程中可能出现的问题,为铸造工程师提供新的途径来研究铸造过程,使他们有机会看到型腔内所发生的一切,从而产生新的设计方案。其结果也可以在网络浏览器中显示,这样对比较复杂的铸造过程能够通过网际网络进行讨论和研究。 1.4.1缩孔缩孔是由于凝固收缩过程中液体不能有效地从浇注系统和冒口得到补缩造成的。由于冒口补缩不足而导致了很大的内部收缩缺陷。ProCAST可以确认封闭液体的位置。使用特殊的判据，例如宏观缩孔或Niyama判据来确定缩孔缩松是否会在这些敏感区域内发生。同时ProCAST可以计算与缩孔缩松有关的补缩长度。在砂型铸造中，可以优化冒口的位置、大小和绝热保温套的使用。在压铸中，ProCAST可以详细准确计算模型中的热节、冷却加热通道的位置和大小，以及溢流口的位置。 1.4.2裂纹铸造在凝固过程中容易产生热裂以至在随后的冷却过程中产生裂纹。利用热应力分析，ProCAST TM可以模拟凝固和随后冷却过程中产生的裂纹。在真正的生产之前，这些模拟结果可以用来确定和检验为防止缺陷产生而尝试进行的各种

压铸模设计说明书

湘潭大学毕业设计说明书题目：压铸件模具设计学院：机械工程学院专业：材料成型及控制工程学号：姓名：指导教师：完成日期： 2015.3.16