TW201827794A - 用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的分析方法 - Google Patents

用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的分析方法 Download PDF

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Abstract

一種用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的分析方法包括獲得一第一模具在開模步驟中施加在該鑄件上第一模具摩擦應力、及使用該第一模具摩擦應力來計算該鑄件在該開模步驟中的變形。一預定的摩擦係數函數根據鑄造條件和潤滑條件從多個摩擦係數函數中被選取。該鑄件的每一部分的摩擦係數係藉由將該鑄件和該第一模具之間的接觸表面的溫度以及它們之間的接觸表面壓力輸入到該被選取的預定的摩擦係數函數內而被輸出。作用在該鑄件的每一部分上的該第一模具摩擦應力係藉由將該接觸表面壓力與該摩擦係數相乘來獲得。

Description

用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的分析方法
[0001] 本發明係關於一種用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的分析方法。
[0002] 日本專利申請案公開第07-009522號揭露一種射出成型處理模擬方法，其涉及了依序地實施在固持壓力下的填料流體流分析、及在射出成型處理中的冷卻分析、及計算一模製材料經歷該射出成型處理時的溫度改變等等，並計算最終產品的變形量等等。在冷卻分析中，溫度邊界條件依據成型件的表面和模具的表面之間的接觸狀態而改變。此射出成型處理模擬方法可被用來獲得作用在產品的一部分上的應力分佈、並根據此應力分佈、該產品和該模具接觸的部分的面積、及該產品和該模具之間的摩擦係數來預估開模的脫模阻力。
[0003] 本案發明人已構思出將日本專利申請案公開第07-009522A號揭露的方法用來分析壓鑄處理中的熔融物流動、模具溫度分佈、及鑄件固化，並藉以計算鑄件從模具脫模出來後的鑄件的變形。吾人已發現在分析鑄件從模具脫模出來後的鑄件變形的精確度方面有改善的空間。 　　[0004] 一種依據本發明之用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的分析方法可改善鑄件變形分析的精確度。 　　[0005] 本發明的一個態樣係關於一種用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的分析方法包括：一藉由將一第二模具壓抵住一第一模具來關閉鑄模並將熔融的金屬注入到該第一模具和該第二模具的模穴內並將該熔融的金屬固化以形成一鑄件於模穴內的步驟；以及在該鑄件被固持在該第二模具內的情形下藉由將該第二模具與該第一模具分離來打開該鑄模的開模步驟。本發明的一個態樣包括：獲得該第一模具在開模步驟中施加在該鑄件上第一模具摩擦應力、及使用該第一模具摩擦應力來計算該鑄件在該開模步驟中的變形。一預定的摩擦係數函數根據鑄造條件和潤滑條件從多個不同的摩擦係數函數中被選取，且在該鑄件的每一部分的摩擦係數係藉由將該鑄件和該第一模具之間的接觸表面的溫度以及該鑄件和該第一模具之間的接觸表面壓力輸入到該被選取的預定的摩擦係數函數內而被輸出；然後，作用在該鑄件的每一部分上的該第一模具摩擦應力係藉由將該鑄件施加在該第一模具上的該接觸表面壓力與該摩擦係數相乘來獲得。依據此構造，該第一模具在開模期間施加在該鑄件上的第一模具摩擦應力可在分析該鑄件的變形時被加以考量。該第一模具摩擦應力的數值依據鑄造條件、潤滑條件、該鑄件和該第一模具之間的接觸表面的溫度、以及該鑄件和該第一模具之間的接觸表面壓力而改變，並且和壓鑄處理中的鑄件變形的實際測試的實際摩擦應力一致。 　　[0006] 在該開模步驟中，該摩擦係數在從該鑄模打開被開始的時間點到該第二模具與該第一模具被分離的時間點之前為止的期間可以是靜摩擦係數，且該摩擦係數在從該第二模具與該第一模具彼此被分離的該時間點到該鑄件與該第二模具分離的時間點為止的期間可以是動摩擦係數。依據此構造，該第一模具摩擦應力可在該開模步驟中根據在該步驟中的時間點用靜摩擦係數μ0或動摩擦係數μ1來獲得。因此，該第一模具摩擦應力與壓鑄處理中的鑄件變形的實際測試的實際摩擦應力一致，使得鑄件變形的分析的精確度可被進一步改善。 　　[0007] 該鑄件在該開模步驟中從該鑄模打開被開始的時間點到該第二模具與該第一模具被分離的時間點之間移動的移動量可根據該第一模具的牽引(draft)和該第一模具與該鑄件的彈性變形量來獲得、且該第一模具與該鑄件的彈性變形量可使用該第一模具和該鑄件的彈性模數來獲得，該第一模具的彈性模數係隨著該第一模具的溫度而改變，該鑄件的彈性模數係隨著該鑄件的溫度而改變。依據此構造，該第一模具與該鑄件的彈性變形量可根據它們各自的溫度用該第一模具和該鑄件的彈性模數來獲得，此外，該鑄件在該開模步驟中從該鑄模打開被開始的時間點到該第二模具與該第一模具被分離的時間點之間移動的移動量可被獲得。因此，該第一模具摩擦應力與壓鑄處理中的鑄件變形的實際測試的實際摩擦應力一致，使得鑄件變形的分析的精確度可被進一步改善。 　　[0008] 該壓鑄處理可進一步包括一在該開模步驟之後將該鑄件從該第二模具脫出的脫模步驟，且該分析方法可進一步包括獲得當一頂出銷在該脫模步驟中從該第二模具的該模穴被推出時該第二模具施加在該鑄件上的第二模具摩擦應力、及使用該第二模具摩擦應力來計算該鑄件在該脫模步驟中的變形。依據此構造，該第二模具施加在該鑄件上的該第二模具摩擦應力可在獲得該鑄件在該脫模步驟中的變形時被加以考量。鑄件變形的分析的精確度可藉由考量在脫模步驟中被獲得的鑄件變形以及在開模步驟中被獲得的鑄件變形者兩者而被進一步改善。 　　[0009] 依據本發明的該用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的分析方法可改善鑄件變形分析的精確度。
[0011] 依據該實施例之用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的方法的將參考圖1至圖9來描述。圖1是一流程圖，其顯示依據該實施例之用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的方法。圖2是顯示依據該實施例之用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的方法的該流程圖，以及一顯示計算項目的方塊圖。圖3是一示意圖，其顯示一用在依據該實施例之用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的方法的分析模型。圖4是一顯示使用在依據該實施例之用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的方法中的壓鑄條件和潤滑條件的表格的主要部分。圖5是一圖表，其顯示一摩擦係數μ和接觸表面溫度以及接觸表面壓力的關係。圖6至圖8是顯示在開模步驟中鑄件和模具之間的邊界表面的示意圖。圖9是一圖表，其顯示應力和摩擦係數和鑄件移動量之間關係的一特殊例子。 　　[0012] 在依據該實施例之用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的方法中，鑄件變形是藉由使用圖3所示的壓鑄處理做為模型的電腦輔助工程(CAE)來計算。各式各樣的數位分析技術可被用在此分析方法中。例如，包括有限體積法、有限差分法、有限元素法、及粒子法(particle method)在內的許多方法可被用於熔體流動分析。在必要時，多個這些類型的數位分析技術可被結合使用。此模型包括熔融金屬(未示出)、一鑄件P1、一固定不動的模具1(第一模具)、一活動的模具2(第二模具)、一套管3、及一柱塞4。在圖3所示的壓鑄處理中，鑄件P1是藉由使用該固定不動的模具1、該活動的模具2、該套管3和該柱塞4該將熔融的金屬(未示出)固化來形成。例如，一壓鑄鋁合金可被用於該熔融的金屬和鑄件P1。該固定不動的模具1和該活動的模具2被安裝在一壓鑄機(未示出)內且它們的動作都被控制。該套管3和該柱塞4是該壓鑄機的構件。該套管3被補持在一預定的位置、且該柱塞4被保持在成可在該套管3的軸方向上在該套管3的內部往復運動。 　　[0013] 該壓鑄處理將被具體地描述。首先，藉由將該活動的模具2壓抵住該固定不動的模具1達到封閉接觸的程度來關閉該鑄模。該固定不動的模具1的模穴C1和該活動的模具2的模穴C2被緊靠在一起，因而形成具有和鑄件P1相同或緊近相同的模穴C1，C2。該熔融金屬經由該套管3的熔融金屬入口3c被倒入，且該柱塞4被朝向該活動的模具2推入，藉以將該熔融金屬注入以填滿模穴C1，C2。在填料之後，一預定的壓力被施加至該熔融金屬，且該熔融金屬在此狀態被固化。當該熔融金屬已被固化且該鑄件P1被形成時，該鑄件P1的體積已因為固化收縮及熱收縮而變成小於該熔融金屬的體積。因為該固化收縮及熱收縮的關係，氣隙(間隙)被留在該鑄件P1和該固定不動的模具1的模穴C1間的界面處以及在該鑄件P1和該活動的模具2的模穴C2間的界面處。該鑄模係藉由在該鑄件P1被保持在該活動的模具2內的情形下將該活動的模具2與該固定不動的模具1分離而被打開。該鑄件P1係藉由使用可朝向該活動的模具2的外面(即，朝向該固定不動的模具1)頂出模穴C2的頂出銷21來將鑄件P1從該活動的模具2的模穴C2中推出而從該活動的模具2被脫出。鑄件P1因而被形成。 　　[0014] 首先，該熔體流動分析被實施(熔體流動計算步驟ST1)。詳言之，首先，藉由將該活動的模具2壓抵該固定不動的模具1來關閉該鑄模。從該熔融金屬在該鑄模被關閉的情形下經由該套管3的熔融金屬入口3c被倒入的時候到該柱塞4被朝向該活動的模具2推動用以將該熔融金屬注入並填充模穴C1，C2為止的熔融金屬的流動被計算。 　　[0015] 接下來，在該固定不動的模具1和該活動的模具2內的溫度分佈被計算(鑄模溫度分佈計算步驟ST2)。詳言之，從該熔融金屬經由該套管3的熔融金屬入口3c被倒入的時間點到該熔融金屬被注入以填充模穴C1，C2並在壓力下被固化為止的時間點為止的該固定不動的模具1和該活動的模具2內的溫度分佈被計算。 　　[0016] 接下來，該熔融金屬的固化收縮被計算(固化收縮計算步驟ST3)。詳言之，因為熔融金屬在該固定不動的模具1和該活動的模具2的模穴內固化以及該鑄件P1被形成時的固化所造成之固化收縮被計算。 　　[0017] 接下來，該氣隙被計算(氣隙計算步驟ST4)。如上文所述，當該熔融金屬和該鑄件P1在該熔融金屬於該固定不動的模具1和該活動的模具2的模穴C1，C2內固化的時候經歷熱收縮和固化收縮時，該氣隙(間隙)被留在該鑄件P1和該固定不動的模具1的模穴C1間的界面處以及在該鑄件P1和該活動的模具2的模穴C2間的界面處。例如，此氣隙的位置、大小、及範圍，以及它發生的時間點被計算。詳言之，在該熔融金屬或該鑄件P1與該固定不動的模具1間的界面處的熱遷移(heat migration)的形式以及在該熔融金屬或該鑄件P1與該活動的模具2間的界面處的熱遷移的形式從熱傳導變成熱傳遞。熱遷移的形式發生改變的時間點被計算(參見圖2)。 　　[0018] 接下來，冷卻條件的改變、產品溫度分佈的改變、及產品強度分佈的改變依照它們被提到的順序根據上述氣隙計算結果以及該鑄件P1在該固定不動的模具1和該活動的模具2內部的變形(參見圖2)被計算，例如，在每一時間點以及該鑄件P1的每一部分的變形量被計算。接下來，鑄模溫度分佈的改變(其為該固定不動的模具1和該活動的模具2內的溫度分佈的改變)係根據熱遷移形式改變的時間點來計算。產品殘留應力的改變係使用被算出來的模具分度分佈的改變和上面提到的鑄模溫度分佈的改變以及上面提到的產品冷卻條件的改變來計算。因此，導因於殘留應力的釋放的變形量(參見圖2)可被獲得。 　　[0019] 接下來，接觸表面壓力N係根據該殘留應力來計算(接觸表面壓力計算步驟ST5)。該接觸表面壓力N是該鑄件P1的每一部分壓擠該固定不動的模具1的模穴C1以及該活動的模具2的模穴C2的每一接觸部分的壓力。 　　[0020] 可從參考下面的公式1看出來的是，該接觸表面壓力N可用移動量Lmove和接觸表面因度Temp的函數f2來代表：[0021] 最後，在開模之後的鑄件變形可被計算(開模後的鑄件變形計算步驟ST6)。 　　[0022] 首先，在該開模步驟中，該鑄件P1從開模被開始的時間點T0一直到該鑄模P1和該固定不動的模具1分離的時間點T2之間的變形係用一固定不動的模具摩擦應力F、該鑄件P1內的溫度分佈、及該鑄件P1內的產品強度分佈來獲得(開模操作所造成的鑄件變形的計算步驟ST61)。 　　[0023] 該固定不動的模具摩擦應力F、該摩擦係數μ、和該接觸表面壓力N之間的關係滿足下面的公式2：如圖9所示，當移動量Lmove為零時，固定不動的模具摩擦應力F0、摩擦係數μ0、和該接觸表面壓力N0之間的關係滿足下面的公式2A：當移動量Lmove大於零時，固定不動的模具摩擦應力F、摩擦係數μ1、和該接觸表面壓力N之間的關係滿足下面的公式2B：[0024] 摩擦係數μ 　　在此處，摩擦係數μ被獲得。詳言之，首先，壓鑄條件和潤滑條件被決定，且一摩擦係數函數被選取。多個不同類型的摩擦係數函數藉由在預定的壓鑄條件和潤滑條件下實施壓鑄實驗而被事先獲得。對於每一壓鑄條件和每一潤滑條件而言，該等摩擦係數函數包括一用於靜摩擦係數的摩擦係數函數f0和一用於動摩擦係數的摩擦係數函數f1。摩擦係數函數的輸入變數為接觸表面溫度Temp和接觸表面壓力N，且它的輸出變數為摩擦係數μ。換言之，當接觸表面溫度Temp和接觸表面壓力N被輸入該摩擦係數函數時，此摩擦係數函數輸出該摩擦係數μ。更具體地，如圖4所示，包括壓鑄條件和潤滑條件在內的各種製造條件被選擇。壓鑄條件和潤滑條件依據將被製造的產品被事先決定。例如，示於圖4中的壓鑄條件包括(1)M/T(手動變速)箱、(2)A/T(自動變速)箱、及(3)O/P(承油盤)。當(1)至(3)這些項目被決定，示於圖4中的壓鑄條件明確地為鑄模的材料、鑄模的表面材料、鑄模的表面粗糙度、組成該鑄件的合金的材料、鑄件的表面狀態、真空程度、環境氛圍等等。更具體地，壓鑄條件為該鑄模的彈性模數及塑性流動應力和組成該鑄件的合金的彈性模數及塑性流動應力、藉由壓鑄而從該鑄模的表面被強加至該鑄件的形狀等等。彈性模數在此處可隨著該鑄模和該合金的溫度而被個別地改變。 　　[0025] 示於圖4中的潤滑條件包括(1)基礎潤滑A、(2)修改過的M/T(手動變速)箱潤滑A、及(3)A/T(自動變速)箱潤滑CC。示於圖4中的潤滑條件例如是脫模劑的種類、脫模劑的稀釋率、脫模劑的施用量、及乾燥度。乾燥度係指是否有水留在該鑄模的表面上。 　　[0026] 例如，當條件(1)(1)被決定時，摩擦係數函數f0，f1即被選定。如圖5所示，摩擦係數函數f0，f1是以該接觸表面溫度Temp和接觸表面壓力N為輸入變數且摩擦係數μ為輸出變數的函數。圖5中所示的曲線CL1至CL3的每一曲線代表當接觸表面溫度Temp處於一預定的數值且接觸表面壓力N在一預定的範圍內時摩擦係數μ的改變，且這些曲線是該摩擦係數函數f1的曲線的一部分，其顯示出該摩擦係數函數的輸出變數的該摩擦係數μ的數值。 　　[0027] 如圖6所示，在該開模被開始的時間點T0或緊接在該開模之前的時間點T0，鑄件P1的每一個部分以該接觸表面壓力N壓擠該固定不動的模具1的每一部分，而該固定不動的模具1的每一部分施加一反作用力Nr於該鑄件P1的每一部分上作為該鑄件P1的接觸表面壓力N的反作用。該鑄件P1和該固定不動的模具1彼此壓擠且兩者都沒有移動。靜摩擦係數μ0被用作為該鑄件P1和該固定不動的模具1間從該開模被開始的時間點T0一直到緊接在該開始之後且在時間點T1之前(即，該活動的模具2(見圖3)從與該固定不動的模具1的緊密接觸解脫且和該固定不動的模具1分離的時間點T1)的摩擦係數。在每一部分的接觸表面溫度Temp和接觸表面壓力N被輸入用於靜摩擦係數的該摩擦係數函數f0，且在該部分之相應的靜摩擦係數μ0亦被輸入。 　　[0028] 在緊接在該開模被開始之後的時間點T1的時候，該固定不動的模具1嘗試用一固定不動的模具摩擦應力F1拉扯該鑄件P1，但該活動的模具2用以大於該固定不動的模具摩擦應力F1的力F2拉扯該鑄件P1。因此，該鑄件P1被保持在該活動的模具2內且被朝向遠離該固定不動的模具1的方向拉扯，使得該鑄件P1移動。雖然該鑄件P1相對於該固定不動的模具1移動，但該鑄件P1和該固定不動的模具1兩者皆經歷彈性變形並在彼此接觸時彼此壓擠。動摩擦係數μ1被用作為該鑄件P1和該固定不動的模具1間從該活動的模具2(見圖3)從與該固定不動的模具1的緊密接觸中解脫且和該固定不動的模具1分離的時間點T1一直到該鑄件P1從與該固定不動的模具1的緊密接觸中解脫且和該固定不動的模具1分離的時間點T2之間的摩擦係數。在每一部分的接觸表面溫度Temp和接觸表面壓力N被輸入用於動摩擦係數的該摩擦係數函數f1，且在該部分之相應的動摩擦係數μ1亦被輸入。 　　[0029] 因此，該靜摩擦係數μ0和動摩擦係數μ1分別由下面的公式3及公式4來代表：[0030] 接下來，將描述根據鑄件P1的彈性變形量L1和該固定不動的模具1的彈性變形量L2來獲得從該開模被開始的時間點T0一直到該鑄件P1從與該固定不動的模具1的緊密接觸中解脫且和該固定不動的模具1分離的時間點T2之間的時間長度以及鑄件P1在時間點T0到時間點T2期間的移動量Lmove1的方法。如圖7所示，鑄件P1的彈性變形量L1、鑄件P1的彈性模數E1(T)、該接觸表面壓力N、及接觸面積S之間的關係滿足下面的公式5。該彈性模數E1是一以鑄件P1的溫度T作為輸入變數的函數：該固定不動的模具1的彈性變形量L2、該固定不動的模具1的彈性模數E2(T)、該接觸表面壓力N、及接觸面積S之間的關係滿足下面的公式6。該彈性模數E2是一以該固定不動的模具1的溫度T作為輸入變數的函數：該鑄件P1的彈性變形量L1和該固定不動的模具1的彈性變形量L2係使用上面的公式5和公式6來獲得。 　　[0031] 如圖8所示，從該開模被開始的時間點T0開始，該鑄件P1被拉扯於遠離該固定不動的模具1的方向上，這會增加該鑄件P1的移動量Lmove。該移動量Lmove達到該預定的移動量Lmove1。在此處，鑄件P1的彈性變形量L1和該固定不動的模具1的彈性變形量L2兩者皆降低至實質為零。該鑄件P1和該固定不動的模具1僅彼此相碰觸，或是彼此稍微分開，而沒有彼此壓擠。移動量Lmove1(參見圖9)、鑄件P1的彈性變形量L1、該固定不動的模具1的彈性變形量L2、和該固定不動的模具1的牽引(draft)θ(參見圖7)之間的關係滿足下面的公式7。移動量Lmove1可用下面的公式7來獲得。移動量Lmove1的量、活動的模具2的速度V2、及上文所述的從時間點T0到時間點T2的時間T02的長度之間的關係滿足公式8。時間T02的長度可用下面的公式8來獲得。[0032] 該固定不動的模具1在開模期間施加於該鑄件P1的一預定的部分上的摩擦應力F可藉由將在該預定的部分的摩擦係數μ0，μ1與該接觸表面壓力N相乘來獲得。該摩擦應力F是一源於該固定不動的模具1的接觸表面壓力的開模阻力(參見圖2)。該接觸表面壓力N傾向於隨著該移動量Lmove的增加而減小。該接觸表面壓力N的一特殊例子是一個以該移動量Lmove為變數且有負的斜率的線性函數。例如，當該移動量Lmove為零且該接觸表面壓力N為N0時，該接觸表面壓力N的一特殊例子可由下面的公式9來表示：在此處，圖9顯示在該鑄件P1的一預定的部分的該摩擦係數μ、該固定不動的模具摩擦應力F、及該接觸表面壓力N相對於該移動量Lmove的一特殊的例子。 　　[0033] 該壓鑄處理可進一步包括一在該開模步驟之後將保持在該活動的模具2內的鑄件P1從該活動的模具2中脫出之脫模步驟。在此脫模步驟中，該鑄件P1藉由用可被推出該活動的模具2的該模穴C2的該頂出銷21(參見圖3)將該鑄件P1推出而從該活動的模具2被脫出。在該脫模步驟中，在有需要時，該鑄件P1從該鑄件P1與該固定不動的模具1分離的時間點T2一直到該鑄件P1從該活動的模具2脫出的時間點為止的變形可使用活動的模具的摩擦應力、在該鑄件P1內的溫度分佈、及在該鑄件P1內的產品強度分佈來獲得(脫模步驟所造成之鑄件變形的計算步驟ST62)。在此步驟中，例如，該活動的模具2經由該頂出銷21施加在該鑄件P1上的該活動的模具的摩擦應力可用和該開模操作所造成的鑄件變形的計算步驟ST61中的該固定不動的模具摩擦應力F1相同的方式來計算出來。在脫模步驟中的鑄件變形可根據此被計算出來的該活動的模具的摩擦應力(它與起因於該固定不動的模具摩擦應力F等等的鑄件P1的變形和該模具內部的鑄件P1的變形(參見圖2)一起)、以及起因於該氣隙計算步驟ST4及該接觸表面壓力計算步驟ST5中獲得的殘留應力的釋放(參見圖2)的變形量來獲得。在開模之後的鑄件變形可根據在開模步驟中的鑄件變形以及在脫模步驟中的鑄件變形來獲得。 　　[0034] 因此，鑄件P1在開模之後的變形可被計算出來。基於壓鑄條件和潤滑條件的該摩擦係數函數被使用在描述於上文中的依據此實施例的用於壓鑄處理中的鑄件變形的方法中，且該摩擦係數函數以該接觸表面壓力和該接觸表面溫度作為輸入變數。因此，該固定不動的模具1施加在該鑄件P1的一預定部分上的該固定不動的模具摩擦應力F(即，起因於該固定不動的模具1的接觸表面壓力的該開模阻力)可用依據該壓鑄條件、該潤滑條件、該接觸表面壓力、及該接觸表面溫度的該摩擦係數的數值來分析。因此，鑄件變形的分析結果和壓鑄處理中注模和脫模之後的鑄件變形的試驗結果一致，使得鑄件變形的分析的精確度可被改善。 　　[0035] 在描述於上文中的依據此實施例之用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的方法中，在開模開始之後直到該鑄件P1與該固定不動的模具1分離為止的期間，在開模被開始的時間點T0，該靜摩擦係數μ0被用作為該鑄件P1和該固定不動的模具1之間的摩擦係數、且從該活動的模具2與該固定不動的模具1分離的時間點T1起，該動摩擦係數μ1被用作為該鑄件P1和該固定不動的模具1之間的摩擦係數。因此，起因於該固定不動的模具1的接觸表面壓力的該開模阻力可用依據開模中的時間點的摩擦係數來分析。因此，鑄件變形的分析的精確度可被進一步改善。 　　[0036] 在描述於上文中的依據此實施例之用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的方法中，在該活動的模具2在移動的同時，該固定不動的模具摩擦應力F被施加在該鑄件P1上的時間以及此固定不動的模具摩擦應力F的大小可根據該移動中的活動的模具2、該固定不動的模具1、及該鑄件P1的溫度改變材料特性(主要是彈性模數)來獲得。起因於該固定不動的模具1的接觸表面壓力的該開模阻力可根據該固定不動的模具1和該鑄件P1的溫度用彈性模數E1，E2來分析。如上文所述，彈性模數E1，E2顯著地影響彈性變形量L1，L2。當彈性變形量L1，L2很大的時，傾向於會有一很大的固定不動的模具摩擦應力F作用於該鑄件P1上一段很長的時間。依據該固定不動的模具1和該鑄件P1的溫度的該彈性模數E1，E2被視為接近鑄件變形的實際現象的數值。因此，鑄件變形分析的精確度可被進一步改善。 　　[0037] 在描述於上文中的依據此實施例之用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的方法中，在開模之後起因於該頂出銷21所造成之脫模阻力的鑄件變形可根據該鑄件P1起因於該固定不動的模具摩擦應力F的變形、該鑄件P1該鑄模內部的變形(參見圖2)、及起因於殘留應力釋放的變形量(參見圖2)來獲得。因此，鑄件變形分析的精確度可被進一步改善。 　　[0038] 本發明並不侷限於上述實施例，而是可在本發明的主旨的範圍內適當地修改。
[0039]
P1‧‧‧鑄件
1‧‧‧固定不動的模具(第一模具)
2‧‧‧活動的模具(第二模具)
3‧‧‧套管
4‧‧‧柱塞
C1‧‧‧模穴
C2‧‧‧模穴
21‧‧‧頂出銷
3c‧‧‧熔融金屬入口
N‧‧‧接觸表面壓力
Lmove‧‧‧移動量
Temp‧‧‧接觸表面溫度
T0‧‧‧時間點
T1‧‧‧時間點
T2‧‧‧時間點
F‧‧‧固定不動的模具摩擦應力
N0‧‧‧接觸表面壓力
F0‧‧‧固定不動的模具摩擦應力
μ‧‧‧摩擦係數
μ0‧‧‧摩擦係數
μ1‧‧‧摩擦係數
f1‧‧‧摩擦函數
f0‧‧‧摩擦函數
F1‧‧‧固定不動的模具摩擦應力
F2‧‧‧力
E1‧‧‧彈性模數
E2‧‧‧彈性模數
L1‧‧‧彈性變形量
L2‧‧‧彈性變形量
[0010] 本發明的示範性實施例的特徵、好處、及技術和產業重要性將於下文中參考附圖加以描述，其中相同的標號標記相同的元件，且其中： 　　圖1是一流程圖，其顯示依據該實施例之用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的方法； 　　圖2是顯示依據該實施例之用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的方法的該流程圖，以及一顯示計算項目的方塊圖； 　　圖3是一示意圖，其顯示一用在依據該實施例之用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的方法的分析模型； 　　圖4是一顯示使用在依據該實施例之用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的方法中的壓鑄條件和潤滑條件的表格的主要部分； 　　圖5是一圖表，其顯示一摩擦係數μ和接觸表面溫度以及接觸表面壓力的關係； 　　圖6是一示意圖，其顯示在開模步驟中鑄件和模具之間的邊界表面； 　　圖7是一示意圖，其顯示在開模步驟中鑄件和模具之間的邊界表面； 　　圖8是一示意圖，其顯示在開模步驟中鑄件和模具之間的邊界表面；及 　　圖9是一圖表，其顯示應力和摩擦係數和鑄件移動量之間關係的一特殊例子。

Claims (4)

  1. 一種用於分析壓鑄處理中的鑄件變形的分析方法，包含： 　　一藉由將一第二模具壓抵住一第一模具來關閉鑄模並將熔融的金屬注入到該第一模具和該第二模具的模穴內並將該熔融的金屬固化以形成該鑄件於模穴內的步驟；以及 　　在該鑄件被固持在該第二模具內的情形下藉由將該第二模具與該第一模具分離來打開該鑄模的開模步驟， 　　該分析方法包含： 　　獲得該第一模具在開模步驟中施加在該鑄件上第一模具摩擦應力；及 　　用該第一模具摩擦應力來計算該鑄件在該開模步驟中的變形，其中 　　一預定的摩擦係數函數根據鑄造條件和潤滑條件從多個不同的摩擦係數函數中被選取，且在該鑄件的每一部分的摩擦係數係藉由將該鑄件和該第一模具之間的接觸表面的溫度以及該鑄件和該第一模具之間的接觸表面壓力輸入到該預定的摩擦係數函數內而被輸出，然後，作用在該鑄件的每一部分上的該第一模具摩擦應力係藉由將該鑄件施加在該第一模具上的該接觸表面壓力與該摩擦係數相乘來獲得。
  2. 如申請專利範圍第1項之分析方法，其中 　　在該開模步驟中，該摩擦係數在從該鑄模打開被開始的時間點到該第二模具與該第一模具被分離的時間點之前為止的期間是靜摩擦係數，且 　　該摩擦係數在從該第二模具與該第一模具彼此被分離的該時間點到該鑄件與該第二模具分離的時間點為止的期間是動摩擦係數。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之分析方法，其中 　　該鑄件在該開模步驟中從該鑄模打開被開始的時間點到該鑄件與該第二模具被分離的時間點為止的期間移動的移動量係根據該第一模具的牽引(draft)和該第一模具與該鑄件的彈性變形量來獲得，且 　　該第一模具與該鑄件的該彈性變形量係用該第一模具和該鑄件的彈性模數來獲得，該第一模具的彈性模數係隨著該第一模具的溫度而改變，該鑄件的彈性模數係隨著該鑄件的溫度而改變。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之分析方法，其中 　　該壓鑄處理進一步包括一在該開模步驟之後將該鑄件從該第二模具脫出的脫模步驟，及 　　該分析方法可進一步包含獲得當一頂出銷在該脫模步驟中從該第二模具的該模穴被推出時該第二模具施加在該鑄件上的第二模具摩擦應力、及用該第二模具摩擦應力來計算該鑄件在該脫模步驟中的變形。
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