压铸过程的冲头“临界速度”

JHSC0530

当金属液被倒入压室内时，它并没有完全填充压室，压室内金属含量占比压室总容积不足一半是很正常的，压室中金属液上部充满了空气，当冲头向分型面移动时，空气被推入型腔。如果冲头速度控制得当，空气就会先于金属液进入型腔，并被推入型腔内的溢流槽和排气口。然而，压室中的空气体积越小，产生不良影响的可能性就越小。

视频1：压室熔体流动模拟（点击链接查看视频：https://www.zhihu.com/zvideo/1340247903437393920）

如果冲头增大，或者产品体积较小（即：总浇注量小），压室中的空气含量增加，一旦压室中的空气量增加，控制冲头的压射速度就变得至关重要。

从液体波动速度理论出发，建立了理想的冲头速度数学模型来控制压室内的卷气量，并通过实验进行了验证。

当充填率小于或等于50%时，冲头的临界速度可由公式(一)近似表示。



压室初始充填百分比fi是通过型腔体积与压室体积的比值来计算的；



算例1：如图1，计算压室初始填充率和控制压室内滞留空气不卷入金属液所需的临界慢速度值。



图1：计算压室参数模型

图中参数：
冲头直径：0.06m
压室有效长度：0.38m
总浇注量：0.000198199291m³

首先，计算冲头面积：



将面积带入下式：



留意一下上述公式中的这个表达式（简称为F）：



它是位于金属液上方空间的百分比，即包含空气的部分。在冲头临界速度数学模型中，这个值越大，临界速度的值就越高，反之，就越低。

接下来我们通过改变压室有效长度，间接改变F大小，如下表所示，不同的压室有效长度对应不同的F值。



表1：不同压室有效长度对应不同充满度值

为了直观反映冲头临界速度值变化对金属液的影响，可以将相关模型导入“智铸超云”压铸模拟云计算平台进行计算。

图2是“智铸超云”的冲头行程工艺参数输入模块。



图2、智铸超云”的冲头行程工艺参数输入模块

“智铸超云”不仅可以进行流态的模拟和卷气预测，还可以模拟熔体在压室中的流动状况，最关键的是，在“智铸超云”中设置压室模拟的步骤非常便捷：只需在料饼进料面点选确定，随后输入压室有效长度即可自动添加压室模型，免去了单独导入压室的步骤，冲头行程参数设置也很直观，按照图2所示设置即可。

压室内部模拟分析对实际的压铸生产工艺优化提供技术支撑，所以，在模拟仿真压铸生产工艺参数对铸件质量的影响时，尤其是针对大型压铸件的生产，为了准确预测压铸件的卷气缺陷，压室充填分析是至关重要的。

下方视频2针对表1中计算的不同压室充满度，冲头的临界速度进行压室充填模拟，直观展示不同的临界速度下，合金液的波动情况，是否在充填过程中发生翻卷。

视频2：不同压室直径对应临界速度条件下压室熔体仿真（点击链接查看视频：https://www.zhihu.com/zvideo/1340261385356468224）

结果表明，对不同压室充满度设置的冲头临界速度，都可以保证合金液在压室内不会发生卷气。

liuzhongliang

先么算压室充满度

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压室一般充满度为多少？

JHSC0530

liuzhongliang 发表于 2021-2-4 20:10
先么算压室充满度

看一下公式二

安之

liuzhongliang 发表于 2021-2-4 20:10
先么算压室充满度

浇铸体积/压室体积

246810

这么间单的产品还需要算吗？理论是用来参考，跟实际是一样吗？

金不换

不知道是不是搞压铸的，适合去学校教书。

东东

学习了

专铸

我要是初次接触压铸看到这公式我就投降转行了

牛瑞龙

学习一下！