本文由 Hellebusch Tool & Die Simulation 軟件的 Eugene Moore 提供。在高壓壓鑄中，模擬軟件FLOW-3D CAST?用于幫助設(shè)計(jì)更好的澆注系統(tǒng)，以將金屬送入鑄件中，改進(jìn)壓射套筒尖端的時(shí)間以防止由于湍流引起的空氣夾帶，并確定最有效的溢流位置，其中其他事情。在本文中，我們將探討如何縮短零件從模具中脫模之前的時(shí)間，以縮短工藝時(shí)間。

料柄是我們最為關(guān)注的場(chǎng)所，因?yàn)樗氰T件中最后凝固的地方，因此決定了零件何時(shí)可以頂出。所以，如果我們可以減少料柄的凝固時(shí)間，那么我們就可以減少整體工藝時(shí)間。一種方法是通過(guò)增加與流體接觸的面積來(lái)通過(guò)噴射尖端從金屬中帶走更多熱量。雖然在這種情況下并不完全適用，但這種方法的基礎(chǔ)最容易使用穩(wěn)態(tài)對(duì)流方程顯示，如下所示：

Q=hA△T

在這個(gè)方程中，Q 是熱流，h 是對(duì)流傳熱系數(shù)，△T 是金屬與噴頭溫度之差，A 是噴頭與金屬接觸的表面積。當(dāng)今市場(chǎng)上有不同形狀的柱塞尖端，旨在增加與金屬接觸的表面積，如圖 1 所示。

增加從料柄中帶走的熱量的另一種方法是緩和噴射尖端和料柄中的金屬之間的溫差。 這是通過(guò)在尖端添加冷卻管線來(lái)完成的，如圖 2 所示。這種方法的主要缺點(diǎn)是它給活塞組件增加了相當(dāng)大的復(fù)雜性。

新的設(shè)計(jì)

在本文中，使用?FLOW-3D Cast?分析了一種新的柱塞尖端設(shè)計(jì)，并與標(biāo)準(zhǔn)的未修改圓柱形尖端進(jìn)行了比較。如圖 3 所示，修改后的槍頭由一個(gè)末端帶有星形切口的圓柱形槍頭組成，其表面積比未修改的槍頭大 20%。兩個(gè)尖端都不會(huì)被水冷以進(jìn)行分析。

設(shè)計(jì)及分析

對(duì)每個(gè)噴頭設(shè)計(jì)進(jìn)行填充（包括噴頭運(yùn)動(dòng)）和凝固（無(wú)流動(dòng)）的模擬； 案例之間的所有其他參數(shù)都相同。有兩個(gè)主要結(jié)果：填充過(guò)程中的流動(dòng)模式和整體凝固時(shí)間。填充過(guò)程中的流動(dòng)模式很重要，因?yàn)槿绻⑸漕^設(shè)計(jì)會(huì)引起破碎波和空氣夾帶，則必須重新設(shè)計(jì)注射頭或注射套筒輪廓。第一個(gè)比較是噴射套筒中的流動(dòng)模式，如圖 4 所示。該圖顯示了有和沒(méi)有修改尖端的噴射套筒期間的流體圖像，可以看出尖端的形狀沒(méi)有顯著影響 流動(dòng)模式。由于對(duì)射門輪廓的影響很小，我們可以專注于固化。

第二個(gè)比較是凝固時(shí)間。圖 5 顯示了作為時(shí)間函數(shù)的尖端的平均溫度、作為時(shí)間函數(shù)的從金屬到尖端的熱通量以及提取時(shí)液態(tài)金屬的溫度曲線的比較。

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