圖1、智鑄超云模擬金屬液在錐形流道里的充填過(guò)程
并且，從直澆道開(kāi)始到內(nèi)澆口，其截面積是逐漸縮小的,如圖2所示，N1>R1>(R2+R3)>(G1+G2)，且N1≈1.25~1.7(G1+G2)。
圖2、期望的金屬液流向
這樣設(shè)計(jì)的好處有：
1.保證整個(gè)澆注系統(tǒng)內(nèi)金屬液處于充滿狀態(tài)，有效降低氣體卷入，使金屬液的流動(dòng)速度加快，有利于在金屬未凝固前完成充填；
2.設(shè)置的緩沖包可用于吸納金屬液的沖擊能量，接納冷、污金屬液；
3.此類形式的澆注系統(tǒng)輕巧，可節(jié)省金屬液的消耗量。
接下來(lái)就用智鑄超云模擬金屬液在錐形流道里的充填過(guò)程，直觀形象地理解橫澆道變截面設(shè)計(jì)的原因，以及緩沖包吸納功能的直接體現(xiàn)。
從圖1展示的充填過(guò)程可以看出，金屬液始終以充滿流道的狀態(tài)逐步到達(dá)內(nèi)澆口，不會(huì)在橫澆道內(nèi)形成翻卷，并且最前端的金屬液也流進(jìn)了緩沖包內(nèi)，有效避免了冷、污金屬進(jìn)入型腔。
圖2所示的鑄件結(jié)構(gòu)是典型的錐形流道結(jié)構(gòu)，盡管我們都期望金屬液以圖示的方向進(jìn)入型腔，但是，經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，壓鑄件總是會(huì)在圖中所標(biāo)識(shí)的地方產(chǎn)生困氣，這表明一個(gè)現(xiàn)象：錐形流道設(shè)計(jì)中，金屬液進(jìn)入型腔的射流是呈一定角度的，而不是直角射入。金屬液的進(jìn)入方向與重力方向形成的角度也稱作“射流角度”，如圖3所示。
射流的角度由兩個(gè)方面的因素決定：
1.沿著流道方向的水平分速度；
2.由于金屬壓力作用產(chǎn)生的垂直分速度。
圖3、射流角度
確切地說(shuō)，是橫澆道入口處的截面積
和內(nèi)澆口面積
決定了射流角度值的大小。這三者的關(guān)系可由式1和圖4表明。
△式1
本例中的鑄件的澆道系統(tǒng)形狀參數(shù)是：
結(jié)合圖4：射流角度-橫澆道截面積/內(nèi)澆口的關(guān)系圖，能確定具體的射流角度值為45°。
圖4、射流角度確定
由式1表達(dá)的關(guān)系可以得出，若保持內(nèi)澆口尺寸不變，當(dāng)橫澆道入口處的尺寸正向變大時(shí)，射流角度就會(huì)越大。
為了直觀表達(dá)這個(gè)變化過(guò)程，可通過(guò)設(shè)置不同
的
與值，設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的鑄件模型，通過(guò)壓鑄模擬軟件的計(jì)算結(jié)果來(lái)觀察這個(gè)變化過(guò)程。
模型一：
理論圖示：
智鑄超云模擬圖示：
充型完成時(shí)間：0.0110s
模型二：
理論圖示：
智鑄超云模擬圖示：
充型完成時(shí)間：0.0152s
模型三：
理論圖示：
智鑄超云模擬圖示：
充型完成時(shí)間：0.0263s
此外，在錐形流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，內(nèi)澆口的有效面積也是需要考慮的，因?yàn)樯淞鹘嵌鹊拇笮⊥瑯訒?huì)影響內(nèi)澆口的有效面積值。射流角度與內(nèi)澆口有效面積和實(shí)際面積之間有如下關(guān)系：
從以上三個(gè)模型對(duì)比中可以看出，在同樣的內(nèi)澆口面積條件下，射流角度大，則有效面積減小，即實(shí)際的充填時(shí)間會(huì)比理論設(shè)計(jì)的充填時(shí)間長(zhǎng)，鑄件出現(xiàn)冷紋、流痕的概率就會(huì)比預(yù)期高。
