Thermal hot spot prediction in high pressure die casting by determination of Chvorinovs rule shape constant

Suraj Marathe^a Carmo Quadros^b
aDepartment of Mechanical, Don Bosco College of Engineering, Fathorda, Madgoa Goa 403602, India
^bDepartment of Mechanical, Assam Don Bosco University, Tapesia Gardens, Kamarkuchi Sonapu, Assam 782402, India

Available online 11 April 2021.

Abstract

This paper identifies the approximate height of thermal hot spots in casting components manufactured by high pressure die casting. Certain assumptions have been made based on previous research works. A new shape constant in Chvorinovs rule and thermal modulus has been determined, capable of identifying thermal spots in components manufactured with high pressure die casting. Chvorinovs rule describes the quantity of heat to be separated from component to solidify, directly proportional to its volume. Chvorinovs rule focuses on the determination of shape constant ‘n’ in high pressure die casting. Temperature hot spots (thermal) in high pressure die casting can be determined using the Chvorinovs rule with shape constant 1.2. Mould and shape constant was calculated and validated through ProCast simulation for the height of hot spot for a standard shape like a cylinder, cube, sphere and pyramid. Actual validation of shape constant 1.2 is applied on the die cast rotor and found that the hot spot results are as calculated with shape constant 1.2. The study will help the design engineers to modify the design of casting and the machine parameters.

Keywords

Chvorinovs rule, High Pressure Die Casting (HPDC), Thermal, Shape constant

Korea Abstract

이 백서는 고압 다이캐스팅으로 제조 된 주조 부품에서 열 핫 스팟의 대략적인 높이를 식별합니다.

이전 연구 작업을 기반으로 특정 가정이 만들어졌습니다. Chvorinovs 규칙 및 열 모듈러스의 새로운 형상 상수가 결정되어 고압 다이 캐스팅으로 제조된 부품의 열점을 식별 할 수 있습니다.

Chvorinovs 규칙은 구성 요소에서 분리되어 응고되는 열의 양을 설명하며 부피에 정비례합니다. Chvorinovs 규칙은 고압 다이 캐스팅에서 형상 상수 ‘n’을 결정하는 데 중점을 둡니다. 고압 다이캐스팅의 온도 핫스팟 (열)은 형상 상수 1.2 인 Chvorinovs 규칙을 사용하여 결정할 수 있습니다.

시뮬레이션을 통해 원통, 입방체, 구 및 피라미드와 같은 표준 모양의 핫스팟 높이에 대해 금형 및 모양 상수를 계산하고 검증했습니다. 형상 상수 1.2의 실제 검증은 다이 캐스트 로터에 적용되었으며 핫스팟 결과는 형상 상수 1.2로 계산된 것과 같습니다. 이 연구는 설계 엔지니어가 주조 설계 및 기계 매개 변수를 수정하는 데 도움이 될 것입니다.