基于KBL技术的铸造工艺数字化平台研究

铸造工艺设计是铸造生产的核心环节,利用计算机技术进行铸造工艺设计、优化,对提高铸造工艺设计效率有重要意义。目前,计算机技术指导铸造生产主要是在铸造数值模拟、基于商用CAD软件的铸造工艺CAD二次开发的研究与应用,以及PDM、ERP等管理软件对铸造企业信息化的支持。本研究提出基于KBL技术的铸造工艺数字化平台,该平台在容纳铸造基本知识库的基础上,有机结合了铸造工艺CAD、CAE、KBE等工艺设计技术和PDM、ERP等工艺信息管理技术;本研究阐述了在数字化平台下的铸造工艺设计、优化、管理流程,并在此基础上建立铸造工艺数字化平台的框架体系;同时,在此框架体系内,针对核心的铸造工艺的智能化设计方法、铸造CAD/CAE一体化进行了创新性的研究。该铸造工艺数字化平台的研究是将铸造工艺CAD、CAE、KBE与PDM等多项计算机辅助设计与管理有机融合的一次有益尝试,以推动计算机技术在铸造行业的应用与发展。     

CAE技术在箱体低压铸造工艺设计中的应用

以箱体铸件为研究对象,介绍运用CAD/CAE进行低压铸造工艺设计的过程。利用铸造数值模拟技术,对设计的低压铸造工艺进行充型与凝固过程分析,保证了模具开发的质量,缩短了开发周期。     

铸件凝固数值模拟及铸造工艺CAD现代进展

本文论述了铸件凝固数值模拟及铸造工艺CAD(电子计算机辅助设计)的基本概念,进展及发展趋势.评介了该领域世界各家的论点及成就.分析了铸件凝固数值模拟与铸造工艺CAD的关系:前者是后者的基础,后者是前者向实际应用转化的必由之路和向高层次发展的标志.在论述铸件凝固数值模拟的同时,也论及了充填过程的数值模拟,指出这方面进展虽稍迟于凝固,但作为一个整体必然是在凝固和充填数值模拟基础上,才能形成一个完整的CAD系统.这个系统应包括凝固补缩冒口和充填浇注系统的计算模拟,铸件的几何模拟和工程数据库及其相互联结,应能进行电脑试浇、质量预测、完成工艺图及工艺文件.     

基于CAD/CAE的铝合金框架低压铸造工艺设计

以框架铸件为研究对象,介绍了运用CAD/CAE进行低压铸造工艺设计的过程.利用铸造数值模拟技术,对设计的低压铸造浇注系统进行了充型过程分析.保证了模具开发的质量,缩短了开发周期.     

铸造数值模拟专用CAD系统的研究与开发

系统介绍了基于OpenGL的数值模拟专用CAD系统的研究及相关技术,开发了铸造中所需的浇注系统、冒口、冷铁等模块。实际应用表明,该系统具有稳定性好、界面友好、操作简单等优点,可方便铸造工艺的修改,有力地推动了数值模拟技术的实用化。     

蜗轮箱盖的数值模拟及铸造工艺优化

对铸铁件涡轮箱盖进行了铸造工艺设计.根据铸件形状的特点,设计了顶注式浇注系统和3个内浇道同时对铸件浇注.利用CAD软件建立铸件的三维模型,并用View Cast铸造模拟软件对铸件的凝固过程进行了数值模拟.模拟显示,在涡轮箱盖壁与壁的连接处会产生缩孔、缩松缺陷.根据数值模拟结果并结合理论分析,对铸造工艺方案进行工艺改进.通过去除胃口和增设冷铁的方法,增加圆形区域的冷却速度.结果表明,优化后的工艺有效地消除了缩松、缩孔缺陷,从而获得了合理的铸造工艺方案.     

基于种子填充算法的热节快速显示在三维铸造工艺CAD中的应用

研究了种子填充算法(the seed filling algorithm)在三维铸造工艺CAD快速预测及显示热节过程中的应用,给出了一个铸件应用实例。并利用华铸CAE对铸件孤立液相区域进行模拟验证,CAE模拟结果与铸造工艺CAD中的模拟结果相符。这能够缩短用户制定合理铸造工艺的时间,提高工艺设计效率。     

计算机技术在消失模铸造中的应用

介绍了国内外计算机技术在消失模铸造(EPC)中的各种应用情况,包括工艺和模具CAD/CAM、数值模拟技术、设备的计算机控制以及消失模铸造企业的计算机集成控制系统(CIMS),对计算机技术在消失模铸造中应用的发展趋势做了评述.     

绞车滚筒铸铁件的铸造工艺设计和数值模拟

对铸铁件JH-20型回柱绞车滚筒进行铸造工艺设计.根据铸件形状对称的特点,设计了底注式浇注系统,采用两个内浇道同时对铸件浇注.利用CAD软件建立铸件的三维模型,并用ViewCast铸造模拟软件对铸件的凝同过程进行了数值模拟.模拟显示,在滚筒与法兰连接处会产生缩孔、缩松缺陷.根据数值模拟结果并结合理论分析,对铸造工艺方案进行工艺改进.通过增设冒口的方法,利用冒口对铸件进行补缩,以实现铸件的顺序凝固.结果表明,优化后的工艺有效地消除了缩松缩孔缺陷,从而获得了合理的铸造工艺方案.     

机器人手臂数字化制造技术研究

为了实现机器人手臂的快速制造,介绍了一种机器人手臂的数字化制造方法。与基于二维图纸和铸造经验的传统铸造不同,机器人手臂的数字化制造全流程都是在三维CAD模型的驱动下,实现了铸造工艺模拟优化以及铸型的无模数字化切削加工制造。与传统铸造相比,将基于经验的定性铸造工艺变为基于数值模拟的定量铸造工艺,将基于模具的有模铸造变为基于铸型数控加工的无模铸造,时间更短,成本更低。     

UG环境下铸造CAD/CAE一体化系统的后处理显示及冒口工艺设计

介绍了基于UG平台开发的铸造CAD/CAE的后处理系统,包括后处理的模块设计、关键技术和算法的研究,并在温度场显示的基础上,利用模数法和周界商法,实现冒口工艺设计,并对CAD工艺进行方案优化。通过实例对系统进行详细分析验证,取得良好效果,实现了铸造工艺设计CAD与模拟仿真CAE相结合。     

DISA铸造生产线工艺冒口设计的探究

采用CAD/CAE与实验相结合的方法对DISA铸造生产线工艺冒口进行了研究,对比了均衡凝固冒口与控制压力冒口、热冒口与冷冒口在DISA铸造生产线球铁件生产中的补缩效果。实验铸件采用垂直分型浇注方法。首先进行三维工艺造型和凝固数值模拟,观察了铸件中的缩孔、缩松缺陷,并统计缩松体积值。然后进行浇注实验,对铸件产生的收缩体积进行了汇总并与模拟结果进行对比。结果表明,DISA铸造生产线工艺冒口应选择热冒口工艺下的均衡凝固冒口。     

铝合金铸造工艺CAD/CAE技术的研究与应用

介绍了铝合金铸造工艺CAD/CAE技术研究的主要内容及其应用,并给出了实例。实践应用表明,铝合金铸造工艺CAD/CAE技术能有效地应用于铝合金铸件的工艺设计和模拟分析,很好地为实际铝合金铸件生产服务。     

基于ObjectARX技术的铸件凝固进程数值模拟

铸件凝固进程数值模拟作为铸造工艺CAD的主要部分,用数值模拟的方法来分析铸造工艺的可行性,已广泛应用于铸造工艺拟实设计.使用AutoCAD二次开发-ObjectARX技术编制的铸件凝固进程数值模拟程序,在AutoCAD环境下集工艺设计和模拟计算于一体,并且对实体进行表面网格细化,增强了视觉效果.此程序作为AutoCAD的动态链接库,在AutoCAD环境下加载和运行,不仅其界面具有AutoCAD风格,容易被接受,而且集工艺设计和模拟计算于一体,避免了AutoCAD和其他计算软件的切换,提高工作效率,还可直接调用AutoCAD的功能,减少编程工作量.     

本刊1987年第6期要目预告

中国铸造学会代表出席第53届国际铸造年会技术总结;铸件凝固数值模拟及铸造工艺CAD现代进展;大型铸钢件强制冷却工艺参数的计算;碳、硅对离心铸造球铁管机械性能的影响及最佳碳硅含量的选择;冲天炉微机自动控制系统;铸态珠光体球墨铸铁的试生产及其应用;     

铸造CAD/CAE应用技术研究

基于凝固过程流场、温度场模拟(CAE)理论，进行了孤立溶池位置和大小的计算，判定其收缩体积，并结合数据库技术确定了冒口尺寸(CAD)。利用铸造CAD／CAE相结合的技术，对实际生产铸件进行了浇、冒铸造工艺的确定。研究表明，应用该CAD／CAE技术可快速制定铸造工艺，加快了产品研制开发周期。     

铸造CAE模拟分析低压铸造泵轮缩松缺陷

采用铸造CAE数值模拟软件AnyCasting对低压铸造中金属液的流动、凝固进行模拟仿真,分析了铸造过程中泵轮出现的铸造缺陷。分别研究了阀体铸造过程中不同的工艺方案对产品质量的影响,并将模拟结果与实际情况进行对比,较好地指导了生产。     

计算机在大型铸钢件工艺设计中的应用

本文介绍了凝固过程的数值模拟、预测大型铸钢件的铸造缺陷和应力的数值模拟,CAD进展以及今后的趋势。     

铸造工艺CAD/CAE在进气管设计中的应用

将铸造工艺CAD／CAE系统应用到汽车进气管零件的设计中，能够较完整地完成三维实体造型到最后生成模具的全过程。在UG造型软件基础上开发了铸造工艺CAD系统，包括工艺参数设计、置口设计和浇注系统设计等模块。在CAE系统中，对铸件进行流场和温度场的模拟，以便校核和优化工艺设计。     

铜合金卫浴五金铸件低压铸造工艺数值模拟

低压铸造是铜合金卫浴五金件主要成形工艺之一,利用ProCAST专业铸造模拟软件,研究了铜合金卫浴五金件低压铸造充型和凝固过程,获得了该产品低压铸造过程温度场、流场.模拟结果显示,初始方案在铸件关键部位将产生明显的缩孔、缩松现象.根据模拟结果和理论分析,改进初始工艺方案,并对改进后的工艺方案重新进行数值模拟.结果表明,改进后工艺方案明显减少缩孔缩松缺陷;将改进后的工艺方案投入试生产,产品抽检结果与模拟结果基本吻合.