Эффективный метод дебурринга и шлифовки для автомобильных деталей из литья алюминия под давлением
2025-03-19
Масштабный пример обработки整部 HXC беспилотного аэровehicle (UAV)
2025-03-20GM применяет FLOW-3D: Разработка контактных лопаток для цилиндровых盖上 автомобилей
Цилиндровая головка изготовлена из чугунной стали или алюминиевого сплава. Она является mounting- телом_valve конструкции и уплотнительным крышкой цилиндра. Цилиндровая головка несет механическую нагрузку, вызываемую газовой силой и затяжкой болтов цилиндровой головки. Она также подвергается высокой тепловой нагрузке из-за контакта с высокотемпературными горючими газами, поэтому требования к качеству продукта довольно высоки.
Поскольку большинство цилиндровых головок изготавливаются методом литья, распространенные дефекты отливок также стали предметом внимания при оценке качества цилиндровых головок. Наиболее распространенными дефектами являются подповерхностные поры и оксидная пленка.
Рисунок 1. Общие дефекты отливки цилиндровых головок
Описание процесса ковки с наклоном
Изображение 2. Традиционный процесс наклонной заливки
Изображение 3. Патент на наклонную заливку
Численная смоделировка с использованием FLOW-3D CAST
Перед численной смоделировкой необходимо создать соответствующую сетку и определить параметры анализа.
Симуляционная модель была создана с использованием Siemens NX, undergo simplify и 조금된 3D-графики. Для анализа применялось FLOW-3D CAST.
FLOW-3D CAST использует четыре сеточные блока для анализа (размер сетки 1,5–5 мм). Для определения параметров скорости течения, времени захвата воздуха и оксидных включений в сточных и входных краях установлены перегородки. Шероховатость поверхности формы задана в диапазоне 0,1–0,3 мм.
Рисунок 4 — трехмерный график анализа, рис. 5 — построение сетки. Рисунок 6 — задание угловой скорости вращения для наклонной заливки.
Рисунок 4. Трехмерная диаграмма, используемая в численной моделировке
Рисунок 5. Изображение, импортированное из реальной формы
и построение сетки FLOW-3D CAST
Таблица 1. Материальная библиотека и температура заливки
Таблица 2. Коэффициенты конвективного теплообмена материалов
Рисунок 6. Случай 1: Угловая скорость вращения ковша-лitoscha
Во время процесса вращения исходный дизайн приводил к захвату воздуха из-за турбулентности в изгибах литьевых каналов, что могло привести к браку отливок.
Рисунок 7. Турбулентность металла при вращении вызывает захват воздуха
Согласно результатам численной моделирования, gesamte время заполнения составляет около 14 секунд, а максимальная скорость протока через входной ковш равна 1,56 кг/с. Общее количество захваченного газа составляет 250 см³ (примерно 3% от объема металла). Процесс захвата газа длится около 3,8 секунд.
Изменения в дизайне
Согласно результатам численного анализа, в ходе процесса вращения расплавленное металло熔体 в результате турбулентного удара вызывает захват воздуха в литьевом канале. Для решения этой проблемы सबस простым способом является модификация формы литьевого канала и изменение скорости вращения.
Согласно результатам анализа FLOW-3D CAST, были внесены несколько групп изменений в дизайн литьевых каналов и скорости вращения, а затем используется FLOW-3D CAST для сравнительной моделирования.
Рисунок 8 демонстрирует задание угловой скорости вращения для новой конструкции формы
Рисунок 8. Угловая скорость вращения новой формы
Рисунок 9 демонстрирует процесс заполнения после модернизации дизайна литьевого канала
Рисунок 9. Анализ процесса заполнения FLOW-3D CAST для нового дизайна литьевого канала
Рисунок 10. Металлы, используемые в процессе вращения
Проходить в полость по новооб 설оченному литьевому каналу
Согласно результатам численной моделирования, общее время заполнения составляет около 16 секунд, максимальный расход через входную систему равен 1,37 кг/с, а время заполнения увеличилось на 12%. Общее количество захваченного газа составило 55 см³ (примерно 0,6% от объема металла), что соответствует снижению на 78%. Во время процесса заполнения явления захвата воздуха не выявлено.
Итоговым результатом
Новый дизайн системы заливки был разработан с использованием численной моделирования FLOW-3D CAST. Новая система заливки уменьшила количество захваченного воздуха на 78%, а в экспериментах разработки было подтверждено, что она значительно снижает дефекты окислительных шлаков.
В настоящее время этот новый метод проектирования широко используется в процессе заливки presso General Motors.