The DevelOPMent and Application of Gating Design of Die Casting Molds 庄水旺 Shueiwan H. Juang 台湾海洋大学机械与机电工程学系 Department of Mechanical and Mechatronic Engineering, NTOU 中文摘要 由于3C 产品及汽机车零组件的样式变化快速，压缩压铸零件的开发周期，使得压铸模具铸造方案设计必须快速反应以满足产品开发之要求。压铸模具铸造方案设计系统包括压铸合金数据库、压铸机数据库、优化浇口模块、流道模块及给料模块等。用户仅需在铸造方案设计系统中输入铸件的重量、平均壁厚及投影面积等参数，即可快速获得最佳的浇口截面积及铸造方案3D 模型所需的尺寸数据；依此建构之铸造方案3D 模型不仅能提供模具制作所需之尺寸数据，同时亦可作为CAE 模流分析所需之几何资料。利用开发之压铸模具铸造方案设计自动化系统，有助减少设计可能发生之错误及降低模具修改及詴模之次数，达到“T1”即“Tfinal”之目标。 关键词: 铸造方案、设计自动化、模流分析、压铸模具 一、前言 传统压铸产业仍依照设计→测詴→失败的 序列方式与詴误法来执行产品之开发，不仅开发时程长，且可能因人员的失误或经验不足导致生产成本的增加。现今的计算机科技一日千里，在硬件方面不仅提供高速的计算功能，数据的处理能力亦很强大；至于软件方面，例如实体绘图CAD设计软件及分析用CAE 软件等，具备非常完善的绘图环境及分析接口。目前利用计算机辅助工程仿真压铸制程中充填与凝固的物理现象，已逐渐受到研究机构及压铸厂之重视，除了进行压铸模具铸造方案及冷却系统之优化设计研究外，亦做为缩短开发时程及提高良率与铸件质量的工具。 本文以Microsoft Excel 为平台，发展一套压铸模具铸造方案设计自动化系统，包括压铸合金数据库、压铸机数据库、优化浇口模块、流道模块及给料模块等，协助模具设计人员快速获得最佳的浇口截面积及建构压铸模具铸造方案3D模型所需的尺寸数据；而用户仅需要输入铸件的重量、平均壁厚及投影面积等参数。依此建构之3D 模型不仅能提供模具制作时所需之几何数据，同时亦可作为CAE 模流分析所需之几何资料。借着压铸模具铸造方案设计自动化系统之应用，减少设计可能发生之错误及降低模具修改及詴模之次数。 二、压铸模铸造方案设计 现今台湾压铸产业使用之模具铸造方案设计软件计有CASTFLOW 及DCRF 等软件。 CASTFLOW仿真软件〔1〕为2D 仿真分析软件，其以锥形流道流动模式计算流动角度，分析合金熔汤射入模穴的情形。其模块包括： 1. 个案数据模块：定义压铸机、材料合金和模具设计之数据，作为仿真分析之用。 2. 充填区模块：定义铸件各区域之充填模式。 3. 充填系统建构模块：类似简单的CAD 系统，用于设计、处理流道的几何形状。 4. 分析模块：根据流体和热传的理论模式，针对流道设计作详细分析，计算铸件充填体积和相关数值。 而CASTFLOW仍存在着一些缺失： 1. 浇流道的尺寸数据需用户手动计算再输入，无法由计算机计算数据数据，若由计算机计算尺寸数据将可缩短设计上的时程。 2. 数据库使用不够人性化，无法从单一窗体中直接选取，需要新的数据时乃是由用户到数据储存目录下加载。 另一套DCRF 设计软件〔2〕，其特点如下： 1. 将程序分为三个部分，即“测流程式”、“流道设计程序”及“给料设计程序”，其中“测流程式”用于计算优化浇口截面积；“流道设计程序”用于规划及计算合金熔汤流动路径的各个最佳浇道截面积、深度及宽度；“给料设计程序”用于计算给汤之几何尺寸。 2. 无交互式，每一个部分的程序无法回上一步之计算，若有一步骤出错就必须重头开始。 3. 非GUI 的接口，此软件为DOS 版。 4. 采用美国铸造协会标准理论设计〔3-6〕。 根据以上两套软件之缺失，本论文开发的压铸模铸造方案设计系统具有以下之特点： 1. 人性化数据库：协助模具设计者快速浏览、储存、及修改压铸合金材料及压铸机数据。 2. 计算机化计算尺寸：使用计算机计算铸造方案各部分之尺寸，避免人工计算之误差，且可有效缩短设计时程。 3. 系统模块化：将系统分成多个模块，方便程序撰写及维修。 4. 交互式界面：采用关连性之交互式接口，避免出错时就必须重头开始。 5. GUI 界面：图形化接口增加使用上的便利。 6. 理论设计：根据流体力学之质量守恒及动量守恒两大定律进行铸造方案设计。 |
【CAE模具高校产学联盟官方网站】产学合作技术交流整合平台，拓宽学生就业方向的道路，促进产学合作技术交流，加快CAE模具成型技术的快速转移。
Copyright © 2002-2024 www.iCAx.org
