2022年智能化的铸造技术CAD软件包的开发3.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 智能化的铸造技术CAD软件包的开发侯华 1, 陈军2,徐宏 1 、材料科学与工程系,中北高校,太原 030051,中国；2、科学与技术系,中国兵器工业集团公司,北京 100083,中国摘要 ：开发一个基于凝固数值模拟的铸造技术 CAD软件包,用于智能化设计冒口系统；这个软件能够运算尺寸和指出隔离的熔体的位置；依据每一隔离的熔体的液态收缩量和数据库里的标准冒口参数,只要冒口的外形挑选好,冒口的位置和尺寸就能够智能化确定后；3-D软件和铸造模拟分析软件 /CAE软件说明冒口和浇注系统的设计是可行的；关键字 ：CAD；铸造技术；隔离的熔体；冒口系统；

2、浇注系统；数据库1 简介随着电脑科技的进展,电脑帮助设计和电脑帮助工程技术已经在铸造工艺中得到应用；近些年来,很多有用的铸造软件有所进展,如美国铸协 软件,它可以用于设计铸钢和铸铁的冒口和浇注系统；英国公司开发的软件能够运算浇冒口系统的尺寸、补缩距离及挑选冒口套等； 清华高校研制的软件适于运算球墨铸铁浇冒口系统；全部这些软件的设计都是通过将铸件离散化和运算热节模块来得到冒口尺寸；由于离散来运算模块是一个特别专业的技术,因此很难离散复杂的铸件,但是恰当的离散打算运算的精度,这样就限制的铸造的应用和普及；今日, 找一个确定冒口尺寸的快速方法就成了一个热门的领域； 在这篇文章里, 一种结合数据库的二

3、次数值模拟技术用于确定冒口的尺寸,并且,采纳伯努利方程和流体公式设计浇注系统,最终,技术用于检验铸造设计；,一个完整的铸造应当包括冒口系统设计,浇注系统设计,技术图和技术卡；在这片论文中,主要的集中争论怎样实现智能化铸造技术； 冒口大体上, 主要的冒口设计就是运算铸件模块；但是对于一个复杂的铸件,第一步就是将其划分成几个部分, 然后分别运算每一个部分的体积和外表积；这样全部铸件模块运算完毕,并且冒口的尺寸经过修改三次方程而确定；这种方法的难点就是怎样进行模块划分；依据凝固数值模拟, 动态的隔离熔体的尺寸和体积就能确定,用这种方法, 可以不用运算零件模块就能确定冒口尺寸；在铸件凝固过程中,有很多

4、隔离的熔体并且凝固收缩同时地受到每一区域的限制； 并不是全部的体积收缩都来自顶部单元,在每一个隔离的熔体部分,补缩总是自上而下的发生,并且由于这个缘由,每一个隔离的熔体部分的尺寸和体积才是确定的；在这篇文章中, 数值模拟直接用于运算铸件；通过动态熔体的确定来确定隔离熔体的体积,冒口尺寸才能跟液态收缩率和标准的冒口数据库始终；名师归纳总结 浇注系统第 1 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 浇注系统设计主要包括浇注系统类型,填充阻力面积, 每组元面积比, 每一截面的图形和尺寸及浇注系统分布；在这篇文章中, 用循环靠近法设计铸钢件浇注系统；只要

5、输入铸件的质量和结构尺寸,很多重要的可变的参数就能够快速得到；这种方法能够满意期望的温度分布；浇注系统流程图如 图 所示；挑选浇注系统类型运算填充时间和有效顶部压力运算阻力截面积 询问数据库确定阻力截面积确定截面积比例 浇注系统临界数据库运算每一部分截面积确定每一部分截面图行询问临界数据库,确定每一部分界面尺寸确定浇注系统的布置浇注系统的 3-D 立体结构图 1 浇注系统流程图名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4 实际中的应用实例用软件包设计的千克的铸钢件设计如 图 3 所示,流程图如 图 4 所示；图 所示；用这个

6、软件铸件工艺技术图 2 铸件结构图图 3 铸件工艺图4.1 冒口设计名师归纳总结 体积收缩主要分布在四个轮上模拟结果如图 5,收缩体积分别是211 216.56 第 3 页,共 7 页mm3,283 686.19 mm3,37 366.8 mm3 和 35 704.50 mm 3；依据铸件的特点,挑选腰圆装的冒口补缩铸件；收缩率设为7%；对两个较大收缩的部分的冒口设计如图 6a所示；运算- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 得出冒口直径为117.7 mm,宽为 176.9 mm ,高为 147.3 mm ,冒口体积为3 017 386 mm3及质量为 20

7、.87kg；依据标准冒口数据库,冒口标准尺寸挑选如下：直径是 120 mm,宽是 180 mm,高是 150 mm；对于较小收缩部分,冒口设计如图 6b；运算得出冒口直径为81.57 mm ,宽为 122.3 mm ,高为 101.04 mm ,冒口体积为510 064mm3 及质量为 3.78 kg ；依据标准冒口数据库,冒口尺寸挑选如下：直径是80 mm,宽是 120 mm ,高是 100 mm ；构建 3D模型拜访隔离熔否确定补缩体积运算冒口尺导入“STL” 文件CAE模拟导入“ STL” 文件运算浇口尺寸工 艺 是铸造工艺图及3-D 立体模型构否合适建是生成图 4 铸件工艺设计流程图图

8、 5 铸件收缩体积a-轴向图； b-主视图名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1-第一个轮； 2-其次个轮；3-第三个轮；4-第四个轮图 6 腰圆状冒口设计对话框a-冒口设计1； b-冒口设计2 4.2 浇注系统设计铸件质量是 580 kg,铸件轮廓尺寸是 794 mm 756 mm 756 mm,浇注系统设计如下：1 外形圆形,直径为 54 mm,编号为 1.；2道外形为梯形,上底宽为 95 mm ,下底宽为 100 mm ,及高为 70 mm ；横浇道有两面；3道外形为矩形,长 70 mm,及宽 50 mm；有两个

9、内浇口；4.3 验证设计依据设计技术要求,凝固过程数值模拟执行两次,运算结果如图 7 所示；收缩量从铸件的顶部转移到冒口的内部；在铸件内部没有大的缩松,因此这种技术是合理的；四川 Yingi 公司胜利生产了此铸件；5 结论1）隔离熔体的尺寸和位置的运算需要运用数值模拟技术,获得收缩体积, 从而快速地确定冒口尺寸；名师归纳总结 2）这个铸造 CAD 软件包能够胜利地确定实际铸件的冒口和横浇道；第 5 页,共 7 页3）这个铸造软件快速进展了铸造技术；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 7 工艺设计后的铸件收缩体积量a-轴向图； b- 主视图参考文献：1

10、 Foseco T M Solidifying castings future ：process simulation software roundupJ-Modern Casting,2002 , 928 ：32 352 Ryan PMcdermott soft solutionsJFoundry Management&Technology,1999,1279 ：28403 Adams A review iron gating design,filter use to optimize benefitsJModern Casting ,2001 ,913 ：34 36名师归纳总结 4 SON

11、G Yong-heng, JING TaoStudy on 3D CAD CAE system of casting technology&tooling 第 6 页,共 7 页equipmentJ1 Modern Manufacture Engine,2002 ,6 ：14 16in Chinese - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 5 Midea T C,Schmidt D Casting simulation softwaresurveyJModern Casting ,1999 ,895 ：4551 6 Estrin L A deeper lo

12、ok at casting solidification softwareJModern Casting ,1994 ,847 ：2024 7 Kurz W ,Fisher D JFundamentals of SolidificationMUetikon-Zuerich ：Hobbs Printer Ltd,1998 8 HOU Hua ,CHENG Jun,XU Hong The computer ailed design of the casting technologyJ MachinistMetal Forming,1999 , 207 ：40 43in Chinese 9 HU H

13、ong-jun The development of the casting technology CAD software packageJCasting Equipment&Research,2003 ,2 ：16 18in Chinese 10 xIAo Rong-cun ,CHEN Li liang ,LIU Rui xiang Development of practical riser design CAD modulefor castingJ Special Casting 8L Nonferrous Alloys,2000 ,1 ：42 44in Chinese 11 ZHoU

14、 Dan-chen ,JIANG Yu ming ,YANG YiDevelopment of casting riser and runing system CAD based on ansysJ Foundry ,2001 ,504 ：211 214 in Chinese 12 HoU Hua ,DONG Xiao-bin ,LIANG Min-jie ,et a1 The development of casting riser and running system CAD software packageAPAN Yun-he ,LIN Zongkai Proceeding of 5t

15、h International Conference on Compurer Aided Industfial Design and Conceptual Designc Beijing ：China Machine Press ,2003 118 12413 HOU Hua ,XU Hong ,CHENG JunResearch of CAD CAE application in foundry technologyJ Foundry ,2003 ,5211 ： 1087 1090 in Chinese Edited by YANG You-ping 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页