溢流槽
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2022-03-17
溢流槽的實(shí)例教程
Cast-Designer新版本中，溢流槽的設(shè)計(jì)可以用自由設(shè)計(jì)的方式了，包括鼠標(biāo)拖拽，滾輪調(diào)整大小等操作；溢流槽可以很方便地復(fù)制，粘貼；可參數(shù)化對(duì)溢流槽進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)然，也支持隨形的溢流槽，特殊形狀的溢流槽等。
以下為操作視頻截圖，詳細(xì)視頻可微信搜索：C3PChina，搜索歷史文章。
再次說(shuō)明了Cast-Designer并不只是一個(gè)模流分析軟件，對(duì)于前期的工藝設(shè)計(jì)也非常專業(yè)，經(jīng)過(guò)專門定制化，易用性和方便性甚至超越了一些三維造型軟件。同時(shí)結(jié)合了各種鑄造類型的鑄造經(jīng)驗(yàn)，讓設(shè)計(jì)師從一開(kāi)始就實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
C家精講，初衷是用最短的時(shí)間，分享一些鑄造工藝設(shè)計(jì)與分析的經(jīng)驗(yàn)。雖然是點(diǎn)點(diǎn)滴滴，愿能匯流成河，如果鑄友們喜歡，
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展開(kāi) 零件由下至上依次充型，在金屬液最后充填的零件上部存在大量溫度較低且卷氣嚴(yán)重的金屬液，應(yīng)當(dāng)在此處設(shè)置足夠多的溢流槽來(lái)接受這些金屬液，以獲得高質(zhì)量鑄件。
根據(jù)仿真結(jié)果，在某些部位的溫度低、卷氣量大的金屬液較多，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)具有足夠體積的溢流槽，但是過(guò)大的溢流槽又易導(dǎo)致金屬液倒流，因此在這些部位設(shè)置多個(gè)單獨(dú)的溢流槽并設(shè)置薄的連接肋以保證其強(qiáng)度。溢流槽主要采用便于加工的梯形溢流槽，在局部卷氣嚴(yán)重的部位適當(dāng)增加溢流槽體積并根據(jù)流動(dòng)特征對(duì)形狀進(jìn)行小幅度修改（如圖3（c）圈出部位）。根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，排氣道的截面積設(shè)置為內(nèi)澆口截面積的30%。設(shè)計(jì)好的溢流槽及排氣道如圖4所示。
圖4 壓鑄減震塔溢流槽及排氣道
三、模擬分析及工藝優(yōu)化
澆口由流道底部與鑄件相連，每個(gè)澆口的中間位置設(shè)計(jì)氣泡聚集區(qū)。
溫度場(chǎng)（色標(biāo)代表溫度）：(a)t=0.190s; (b)t=0.197s; (c)t=0.201s; (d)t=0.215s.
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卷氣（色標(biāo)代表卷入氣體體積分?jǐn)?shù)）：(a)t=0.190s; (b)t=0.197s; (c)t=0.201s; (d)t=0.215s.
圖5 帶澆注系統(tǒng)和溢流槽、排氣道的模擬結(jié)果：溫度場(chǎng)及卷氣情況
圖5為金屬液在有澆注系統(tǒng)以及溢流槽、排氣道的壓鑄模具中的充型過(guò)程。可以看出，在金屬液充型過(guò)程中，位于液-氣界面前沿的溫度較低、卷氣嚴(yán)重的部分金屬液全部進(jìn)入設(shè)計(jì)好的溢流槽中，金屬液充滿模腔后（圖5（d）），留在零件內(nèi)部的氣體量極少。因此，設(shè)計(jì)的溢流槽、排氣道適用于該減震塔零件的壓鑄工藝。
圖6. 凝固過(guò)程模擬
（a）完全凝固；（b）凸起結(jié)構(gòu)上部放大圖-凸面；（c）凸起結(jié)構(gòu)上部放大圖-凹面。
圖6為金屬液完全凝固后所得鑄件的形狀。
展開(kāi) (4)溢流槽 ① 溢流槽要便于從鑄件上去除，并盡量不損傷鑄件本體。 ② 溢流槽上開(kāi)設(shè)排氣槽時(shí)，需注意溢流口的位置，避免過(guò)早阻塞排氣槽，使排氣槽不起作用。 ③ 不應(yīng)在同一個(gè)溢流槽上開(kāi)設(shè)幾個(gè)溢流口或開(kāi)設(shè)一個(gè)很寬很厚的溢流口，以免金屬液中的冷液、渣、氣、涂料等從溢流槽中返回型腔，造成鑄件缺陷。 2、 鑄造圓角（包括轉(zhuǎn)角） 鑄件圖上往往注明未注圓角R2等要求，我們?cè)陂_(kāi)制模具時(shí)切忌忽視這些未注明圓角的作用，決不可做成清角或過(guò)小的圓角。鑄造圓角可使金屬液填充順暢，使腔內(nèi)氣體順序排出，并可減少應(yīng)力集中，延長(zhǎng)模具使用壽命。（鑄件也不易在該處出現(xiàn)裂紋或因填充不順而出現(xiàn)各種缺陷）。例標(biāo)準(zhǔn)油盤模上清角處較多，相對(duì)來(lái)說(shuō)，目前兄弟油盤模開(kāi)的最好，重機(jī)油盤的也較多。 3、 脫模斜度 在脫模方向嚴(yán)禁有人為造成的側(cè)凹（往往是試模時(shí)鑄件粘在模內(nèi)，用不正確的方法處理時(shí)，例鉆、硬鑿等使局部凹入）。 4、 表面粗糙度 成型部位、澆注系統(tǒng)均應(yīng)按要求認(rèn)真打光，應(yīng)順著脫模方向打光。由于金屬液由壓室進(jìn)入澆注系統(tǒng)并填滿型腔的整個(gè)過(guò)程僅0.01-0.2秒的時(shí)間。為了減少金屬液流動(dòng)的阻力，盡可能使壓力損失少，都需要流過(guò)表面的光潔度高。同時(shí)，澆注系統(tǒng)部位的受熱和受沖蝕的條件較惡劣，光潔度越差則模具該處越易損傷。 5、 模具成型部位的硬度 鋁合金：HRC46°左右 銅：HRC38°左右 加工時(shí)，模具應(yīng)盡量留有修復(fù)的余量，做尺寸的上限，避免焊接。 壓鑄模具組裝的技術(shù)要求： 1、 模具分型面與模板平面平行度的要求。 2、 導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模板垂直度的要求。 3、 分型面上動(dòng)、定模鑲塊平面與動(dòng)定模套板高出0.1-0.05mm。 4、推板、復(fù)位桿與分型面平齊，一般推桿凹入0.1mm或根據(jù)用戶要求。
展開(kāi) 長(zhǎng)板之間的第二個(gè)內(nèi)澆口（從左側(cè)）變?yōu)?em>溢流槽并重新定位，這樣布置可以讓金屬液在上長(zhǎng)桿橫向流動(dòng)并最終進(jìn)入該內(nèi)澆口中。重新設(shè)計(jì)和重新定位最左邊的內(nèi)澆口，以便金屬液從下長(zhǎng)板順利穿過(guò)此內(nèi)澆口進(jìn)入上長(zhǎng)板，并最終進(jìn)入溢流槽。
最終方案的模擬結(jié)果（圖5）顯示了改進(jìn)后流動(dòng)狀態(tài)，結(jié)果表明采用優(yōu)化后的內(nèi)澆口，有助于獲得高表面質(zhì)量產(chǎn)品。
正揚(yáng)還對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了凝固分析，并對(duì)模具和工藝進(jìn)行了相應(yīng)的修改，以消除關(guān)鍵位置的縮孔缺陷。在將最終模具發(fā)送給客戶之前，該團(tuán)隊(duì)對(duì)此最終設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了試模驗(yàn)證，獲得了滿意效果。
Better And Faster Method With QuickCAST
1、QuikCAST使正揚(yáng)制模廠能夠縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本，從而提高競(jìng)爭(zhēng)力；
2、反復(fù)模擬可以更深入地了解型腔內(nèi)的狀態(tài);
3、與實(shí)際試驗(yàn)相比，采用計(jì)算機(jī)仿真模擬為企業(yè)節(jié)省研發(fā)成本；
4、仿真可以對(duì)每個(gè)方案/工藝參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，并嘗試不同設(shè)計(jì)方案，從而有助于提升公司內(nèi)部經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)。
最終，ESI的鑄造模擬軟件使得正揚(yáng)模具制造廠能夠滿足客戶對(duì)更快、更高質(zhì)量模具的需求。
來(lái)源：ESI中國(guó)
展開(kāi) 本文介紹了三個(gè)案例研究，強(qiáng)調(diào)了FLOW-3D HYDRO在不同類型的溢流道上的應(yīng)用，以及可靠的原型或水力模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)值模型校準(zhǔn)的重要性。
W. A. C. Bennett大壩 - 溢流道的沖擊波
在W. A. C. Bennett大壩，由于1960年代的水力模型試驗(yàn)與原型溢流道的幾何形狀有所差異，因此很難從試驗(yàn)結(jié)果中得到可靠的沖擊波形成和溢流道容量的結(jié)論。混凝土溢流道中的沖擊波大小受到入口處的三個(gè)射流閘門下游的溢洪道寬度減少44%以及射流閘門相對(duì)開(kāi)度的影響。這些沖擊波導(dǎo)致了局部水位上升，在某些歷史操作條件下導(dǎo)致了溢洪道的溢流。
2012年進(jìn)行了高達(dá)2865m3/s排放量的原型溢流測(cè)試，以提供沿溢流槽壁的水面剖面測(cè)量數(shù)據(jù)、溢流槽中水面的3D激光掃描以及流態(tài)的視頻，用于FLOW-3D HYDRO模型校準(zhǔn)。數(shù)值模型與現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果高度一致，特別是在溢流槽壁上第一個(gè)沖擊波的位置和高度方面（見(jiàn)圖1）。
經(jīng)校準(zhǔn)的FLOW-3D HYDRO模型證實(shí)，只要按照現(xiàn)有的操作命令開(kāi)啟所有三個(gè)射流閘門，并確保外側(cè)閘門開(kāi)啟程度超過(guò)內(nèi)側(cè)閘門，設(shè)計(jì)洪水就可以安全地通過(guò)，而不會(huì)溢過(guò)溢洪道壁。
CFD模型可以深入了解溢洪道的混凝土損壞情況。從FLOW-3D HYDRO模擬結(jié)果計(jì)算的空化指數(shù)與USBR的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果與溢洪道的歷史表現(xiàn)一致。數(shù)值分析支持了現(xiàn)場(chǎng)檢查，得出的結(jié)論即溢洪道混凝土損壞可能并非由空化引起。
圖1. 貝內(nèi)特大壩溢洪道在排洪量2865m3/s時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)與FLOW-3D HYDRO仿真結(jié)果的比較。
Strathcona大壩 - 惡劣進(jìn)水條件和溢洪道流量曲線的不確定性
利用FLOW-3D HYDRO探討Strathcona水壩溢洪道的惡劣進(jìn)水狀況以及流量曲線的不確定性。
展開(kāi) 
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溢流槽的最新內(nèi)容
HPDC工藝優(yōu)化與成本降低11個(gè)月前
通過(guò)調(diào)整內(nèi)澆口的位置、尺寸和金屬速度等參數(shù)，可有效評(píng)估金屬流動(dòng)情況，達(dá)到定向充填、優(yōu)化溢流槽和排氣系統(tǒng)等關(guān)鍵目標(biāo)。
【HPDC結(jié)構(gòu)件內(nèi)澆口方案研究 | FLOW-3D CAST】 https://www.bilibili.com/video/BV1xZVbzVEpm/?
深入解析鑄造金屬收縮：成因、影響及精密零件制造中的解決方案11個(gè)月前
設(shè)計(jì)階段控制：
根據(jù)材料特性預(yù)留適當(dāng)?shù)氖湛s余量；
使用3D模擬軟件預(yù)測(cè)金屬流動(dòng)與凝固路徑（如MAGMASOFT、ProCAST）；
工藝優(yōu)化：
采用真空或高壓壓鑄（auto diecasting）技術(shù)，減少空氣卷入；
設(shè)置合理冷卻系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“定向凝固”；
在關(guān)鍵區(qū)域設(shè)置冷鐵、溢流槽和冒口，有效補(bǔ)縮；
鑄后處理：
熱等靜壓（HIP）處理去除內(nèi)部氣孔；
精密CNC后加工修正尺寸誤差
2012年進(jìn)行了高達(dá)2865m3/s排放量的原型溢流測(cè)試，以提供沿溢流槽壁的水面剖面測(cè)量數(shù)據(jù)、溢流槽中水面的3D激光掃描以及流態(tài)的視頻，用于FLOW-3D HYDRO模型校準(zhǔn)。數(shù)值模型與現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果高度一致，特別是在溢流槽壁上第一個(gè)沖擊波的位置和高度方面（見(jiàn)圖1）。
圖2 減震塔澆注系統(tǒng)
2.2 溢流槽、排氣道設(shè)計(jì)
溢流槽用于儲(chǔ)存液-氣接口前端混有氣體和涂料殘?jiān)睦湮劢饘僖海c排氣道配合，能夠迅速引出模腔內(nèi)的其氣體，減小充型過(guò)程中卷氣的發(fā)生，同時(shí)也能轉(zhuǎn)移縮孔、縮松、渦流包氣和產(chǎn)生冷隔的部位。但是，要發(fā)揮溢流槽的作用，溢流必須根據(jù)金屬液在模腔中的流動(dòng)特征，在合理位置接受前沿冷污金屬液并將其保留在溢流槽中，因此，溢流槽也需要合適的尺寸。
30分鐘設(shè)計(jì)一個(gè)流道；1小時(shí)驗(yàn)證一個(gè)方案、1個(gè)工作日分析4-5個(gè)方案
將專家系統(tǒng)與CAE技術(shù)有效結(jié)合在一起，專為鑄造企業(yè)量身打造的產(chǎn)品和模具設(shè)計(jì)解決方案
Cast-Designer包括五大模塊：
1)基于鑄件的DFM評(píng)估（產(chǎn)品可鑄性分析）；
2)設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)；包括流道、溢流槽、冷卻水道、排氣系統(tǒng)
3)前端分析系統(tǒng)；包括充型、凝固、應(yīng)力變形；目前唯一具有雙核芯求解器
30分鐘設(shè)計(jì)一個(gè)流道；1小時(shí)驗(yàn)證一個(gè)方案、1個(gè)工作日分析4-5個(gè)方案
將專家系統(tǒng)與CAE技術(shù)有效結(jié)合在一起，專為鑄造企業(yè)量身打造的產(chǎn)品和模具設(shè)計(jì)解決方案
Cast-Designer包括五大模塊：
1)基于鑄件的DFM評(píng)估（產(chǎn)品可鑄性分析）；
2)設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)；包括流道、溢流槽、冷卻水道、排氣系統(tǒng)
3)前端分析系統(tǒng)；包括充型、凝固、應(yīng)力變形；目前唯一具有雙核芯求解器
高壓鑄造工藝參數(shù)設(shè)計(jì)向?qū)ы?yè)面更新
V7.4 高壓鑄造工藝參數(shù)設(shè)計(jì)向?qū)ы?yè)面提供更多細(xì)節(jié)參數(shù)和功能，其中包括：
得料率
投影面積（產(chǎn)品+流道+溢流槽）
鑄造壓力和速度
流量
流道寬度、厚度
壓鑄機(jī)機(jī)臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)充
壓鑄機(jī)橫向?qū)Ρ群椭悄苓x擇
柱塞直徑選擇
第三階段啟動(dòng)和停止的時(shí)間和位置
以下是該案例的基本信息：
含流道與溢流槽的尺寸為1475x450x96mm，鋁合金材料A356，固相線為556℃，液相線為616℃，平均模溫為200℃，開(kāi)模時(shí)間為第25秒。現(xiàn)場(chǎng)多批次試模結(jié)果實(shí)際制品出現(xiàn)兩端向下的嚴(yán)重彎曲和尺寸超差。
可見(jiàn)開(kāi)模之后，端點(diǎn)先往上彎曲，然后大幅度往下彎曲，最后室溫狀態(tài)下，穩(wěn)定在7mm左右。
Cast-Designer新版本中，溢流槽的設(shè)計(jì)可以用自由設(shè)計(jì)的方式了，包括鼠標(biāo)拖拽，滾輪調(diào)整大小等操作；溢流槽可以很方便地復(fù)制，粘貼；可參數(shù)化對(duì)溢流槽進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)然，也支持隨形的溢流槽，特殊形狀的溢流槽等。
以下為操作視頻截圖，詳細(xì)視頻可微信搜索：C3PChina，搜索歷史文章。
分離出的酸霧和酸滴隨循環(huán)母液一起進(jìn)入結(jié)晶分級(jí)槽，沉積于結(jié)晶分級(jí)槽底部的硫銨結(jié)晶經(jīng)過(guò)結(jié)晶槽、離心機(jī)和干燥器成為硫銨產(chǎn)品，在溢流槽產(chǎn)生酸焦油危險(xiǎn)廢物(見(jiàn)圖6)。
圖6 煤氣硫銨單元工藝流程和危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)
6、洗苯及脫苯單元
我國(guó)通常采用洗油吸收粗苯法回收粗苯，回收工藝為吸收-解吸的聯(lián)合過(guò)程，包括洗油吸苯和富油脫苯兩個(gè)工序。
