CN113295293B - 通过检测铁水动态变化设计浇注***内浇口位置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种通过检测铁水动态变化设计浇注***内浇口位置的方法，通过预设对现有浇注***前端内浇口和末端内浇口作为典型测温点，使用铠装电热偶监测温度变化，使用彩屏无纸记录仪记录温度数据，通过测温点的进水时间及温度变化，绘制该部位的负压带，结合对浇铸得到铸件进行CAE模拟技术，分析充型过程中存在的附壁效应及裹气、紊流情况，调整内浇口位置分布，达到合理设置浇注***的目的，整个设计方法可以有效的对内浇口位置合理分布，保证浇注的质量。

Description

通过检测铁水动态变化设计浇注***内浇口位置的方法
技术领域
本发明涉及浇注***领域，尤其涉及一种通过检测铁水动态变化设计浇注***内浇口位置的方法。
背景技术
浇注***包括：①浇口杯。承接浇包倒进来的金属液,也称外浇口②直浇口。联接外浇口和横浇口,将金属液由铸型外面引入铸型内部③横浇口。联接直浇口，分配由直浇口来的金属液流。④内浇口。联接横浇口，向铸型型腔灌输金属液。浇注***是将液态金属引入铸型型腔而在铸型内开设的通道。浇注***中的内浇口需要合理设计，专利201710927579.X公开了一种浇注***的铺设方法，通过CAD软件绘出二维图片，通过投影仪将二维图片投影至工作台上，横浇道瓷管、模具、内浇口瓷管和直浇道瓷管铺设精准，第一气压杆带动超声波传感器将横浇道瓷管和内浇口瓷管的铺设进行检测，避免铺设不平整造成泄漏，影响浇注，第二气压杆将捆扎好的横浇道瓷管平稳的***到内浇口瓷管内。该专利和目前现有技术缺少对浇注***内浇口的设计分布方法，内浇口的分布设计影响着最终的浇注结果，内浇口是直接向型腔灌输金属液的机构，内浇口在浇注过程中比如不可以出现紊流的情况，需要内浇口的位置保证浇注的可靠性。由于EPS泡沫的存在，实型铸造充型前存在复杂的物理化学反应，其充型过程存在不确定性。最终形成的铸件质量与充型过程有着密切关系，因此研究实型铸造浇注过程中铁水流向及动态变化有着非常重要的意义，可根据铁水流向及动态变化来设计内浇口位置。因此解决这一问题就显得十分必要了。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种通过检测铁水动态变化设计浇注***内浇口位置的方法，通过监测预设内浇口铁水温度从而分析铁水流向及动态，再合理设置浇注***的内浇口，解决了背景技术中出现的问题。
本发明的目的是提供一种通过检测铁水动态变化设计浇注***内浇口位置的方法，包括有：
在浇注***中预设内浇口作为典型测温点，浇注***浇注的过程中对典型测温点进行温度监测，绘制温度变化曲线，分析曲线是否波动，波动则存在铁水紊流；
对浇注得到铸件用CAE软件进行数值模拟分析负压带，对分析结果与温度曲线进行对比，如若分析结果出现负压带的部位与温度变化曲线波动的部位一致，进一步确认浇注***典型测温点部分铁水紊流；
移除预设的存在铁水紊流的内浇口，将内浇口设置在铁水平稳部分；最后，再重复上述步骤，直至检测分析出内浇口不存在紊流情况，则内浇口位置设计完毕。
进一步改进在于：CAE软件进行数值模拟如下：
（1）CAE软件首先对铸件进行基于耦合的凝固计算，之后在CAE软件后处理菜单的“数值画面”中选择“压力分布”，并选择“压力限”及“负压”；
（2）CAE软件合成压力分布动画，观察动画；
（3）如果某部位出现过多的负压带，即红色报警区域，则说明此处充型紊流比较严重；
移除预设内浇口，将内浇口设置在铁水平稳部分；最后，再重复上述步骤，直至检测分析出内浇口不存在紊流情况，则内浇口位置设计完毕。
进一步改进在于：典型测温点的测温采用：在典型测温点上安装铠装热电偶，铠装热电偶连接测温线，测温线连接彩屏无纸记录仪；
将造型埋砂完毕的砂箱运至浇注***区域，之后进行浇注铁水，浇注的过程中铠装热电偶监测浇注过程中的典型测温点的温度变化数据，温度变化数据由彩屏无纸记录仪记录并绘制温度变化曲线。
进一步改进在于：所述测温线的公插头用标识机构进行标识。
进一步改进在于：标识机构为布基胶带，布基胶带上写上测温点具***置。
进一步改进在于：CAE软件进行数值模拟分析的负压带处铁水不平稳，容易出现卷气、夹杂缺陷。
进一步改进在于：所述铠装热电偶为WRN-191 K型铠装热电偶。
进一步改进在于：浇注***中预设内浇口为浇注***的前端和末端的内浇口。
本发明的有益效果：本发明通过预设前端内浇口和末端内浇口作为典型测温点，使用铠装电热偶监测温度变化，使用彩屏无纸记录仪记录温度数据，通过测温点的进水时间及温度变化，绘制该部位的负压带，结合对浇铸得到铸件进行CAE模拟技术，分析充型过程中存在的附壁效应及裹气、紊流情况，调整内浇口位置分布，达到合理设置浇注***的目的，整个设计方法可以有效的对内浇口合理分布，保证浇注的质量。
本发明通过对预设内浇口浇注过程的温度变化进行检测，对温度进行分析，再通过对浇铸得到铸件进行CAE模拟技术进行分析，进一步进行佐证，这样可以很好的反应出内浇口实际浇注过程中的情况，这样的技术方案非常的有保障性，很好的辅助对内浇口位置的分布设计，保证浇注的质量。
本发明通过对预设内浇口浇注过程中铁水温度变化，分析其内浇口位置分布是否合理；
内浇口位置分布不合理的话，内浇口处的铁水会存在紊流，温度变化产生波动，通过对浇铸得到铸件进行CAE模拟技术进一步确认内浇口处的紊流情况，这样在浇注过程中影响浇注的效果；
内浇口浇注过程温度变化不波动，再通过对浇铸得到铸件进行CAE模拟技术进一步确认内浇口处的紊流情况，不存在负压带，则内浇口位置分布合理，这样保证浇注的顺利进行，保证浇注的质量。
通过研究铁水流向及动态，合理设置浇注***内浇口位置，从而保证铁水充型过程时流动平稳、平衡、迅速地充满铸型从而取代模型，提高铸件质量。
附图说明
图1是本发明实施例的浇注***图。
图2是本发明实施例四个典型测温点的温度变化曲线图（横坐标为时间，纵坐标为温度）。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
本实施例提供一种通过检测铁水动态变化设计的汽车覆盖件模具浇注***内浇口设计方法；
一、选择材料用具
1、汽车覆盖件模具EPS泡沫模样；
2、WRN-191 K型铠装热电偶；
3、作为标识的布基胶带；
4、彩屏无纸记录仪；
5、CAE模拟软件
二、设计方法
1、组装实验模型
如图1所示，预设浇注***直浇道旁的2个内浇口及浇注***末端2个内浇口位置作为典型测温点；将WRN-191 K型铠装热电偶连接在测温点上；用布基胶带缠在测温线公插头上，对每个测温点做好标识；（在布基胶带上写上测温点具***置）
造型埋砂完毕将砂箱运至浇注区域后，在浇注前将彩屏无纸记录仪与测温线连接，记录浇注过程的温度变化数据。
2、实验数据分析
此件铸件浇注时长在74S±10s，通过对浇注过程典型测温点的温度进行监控，绘制测温曲线，典型测温点数据随温度变化如图2所示，四条曲线分布代表四个典型测温点的温度变化曲线。
从曲线温度变化，典型测温点处存在温度波动，则此处存在紊流。
将浇注得到铸件用CAE软件进行数值模拟分析：
（1）对铸件进行基于耦合的凝固计算后，在CAE软件后处理菜单的“数值画面”中选择“压力分布”，并选择“压力限”及“负压”；
（2）合成压力分布动画，观察动画；
（3）某一内浇口部位出现过多的负压带，即红色报警区域，说明此处充型紊流比较严重；
将温度变化曲线与CAE数值模拟分析对比，在CAE软件中红色部分为负压带对应的部位与波动的温度变化曲线对应的部分一致，说明此处内浇口部位铁水紊流严重，充型不平稳，容易出现卷气、夹杂缺陷与测温实验数据反应一致。
3、结论
将紊流部位内浇口移除，并将内浇口位置分布在铁水平稳部位，达到合理设置浇注***的目的。
通过预设浇注***前端内浇口和末端内浇口作为典型测温点，使用铠装电热偶监测温度变化，使用彩屏无纸记录仪记录温度数据，通过测温点的进水时间及温度变化，绘制该部位的负压带，结合对浇铸得到铸件进行CAE模拟技术，分析充型过程中存在的附壁效应及裹气、紊流情况，调整内浇口位置分布，达到合理设置浇注***的目的，整个设计方法可以有效的对内浇口位置合理分布，保证浇注的质量。通过研究铁水流向及动态，合理设置浇注***，从而保证铁水充型过程时流动平稳、平衡、迅速地充满铸型从而取代模型，提高铸件质量。

Claims (8)

1.一种通过检测铁水动态变化设计浇注***内浇口位置的方法，其特征在于：包括有：
在浇注***中预设内浇口作为典型测温点，浇注***浇注的过程中对典型测温点进行温度监测，绘制温度变化曲线，分析曲线是否波动，波动则存在铁水紊流；
对浇注得到铸件用CAE软件进行数值模拟分析负压带，对分析结果与温度曲线进行对比，如若分析结果出现负压带的部位与温度变化曲线波动的部位一致，进一步确认浇注***典型测温点部分铁水紊流；
移除预设的存在铁水紊流的内浇口，将内浇口设置在铁水平稳部分；最后，再重复上述步骤，直至检测分析出内浇口不存在紊流情况，则内浇口位置设计完毕。
2.如权利要求1所述通过检测铁水动态变化设计浇注***内浇口位置的方法，其特征在于：CAE软件进行数值模拟如下：
（1）CAE软件首先对铸件进行基于耦合的凝固计算，之后在CAE软件后处理菜单的“数值画面”中选择“压力分布”，并选择“压力限”及“负压”；
（2）CAE软件合成压力分布动画，观察动画；
（3）如果某部位出现过多的负压带，即红色报警区域，则说明此处充型紊流比较严重。
3.如权利要求1所述通过检测铁水动态变化设计浇注***内浇口位置的方法，其特征在于：典型测温点的测温采用：在典型测温点上安装铠装热电偶，铠装热电偶连接测温线，测温线连接彩屏无纸记录仪；
将造型埋砂完毕的砂箱运至浇注***区域，之后进行浇注铁水，浇注的过程中铠装热电偶监测浇注过程中的典型测温点的温度变化数据，温度变化数据由彩屏无纸记录仪记录并绘制温度变化曲线。
4.如权利要求3所述通过检测铁水动态变化设计浇注***内浇口位置的方法，其特征在于：所述测温线的公插头用标识机构进行标识。
5.如权利要求4所述通过检测铁水动态变化设计浇注***内浇口位置的方法，其特征在于：标识机构为布基胶带，布基胶带上写上测温点具***置。
6.如权利要求2所述通过检测铁水动态变化设计浇注***内浇口位置的方法，其特征在于：CAE软件进行数值模拟分析的负压带处铁水不平稳，容易出现卷气、夹杂缺陷。
7.如权利要求3所述通过检测铁水动态变化设计浇注***内浇口位置的方法，其特征在于：所述铠装热电偶为WRN-191 K型铠装热电偶。
8.如权利要求1所述通过检测铁水动态变化设计浇注***内浇口位置的方法，其特征在于：浇注***中预设内浇口为浇注***的前端和末端的内浇口。
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