基于大孔出流和均衡凝固理论的汽车后桥件铸造工艺设计及数值模拟

根据均衡凝固理论,用计算机辅助设计和数值模拟的方法确定汽车后桥的铸造工艺.利用UG软件精确计算铸件的模数分布情况,根据均衡凝固理论的均衡段定义划分补缩区域,确定冒口的大致位置,在此基础上,确定铸件的浇注位置、分型面;然后确定冒口的准确位置以及浇注系统的总体型式,从而得到总体铸造工艺方案;其后按照均衡凝固理论进行铸件浇冒口系统的详细计算设计;最后用FT-Star数值模拟软件对所设计的铸造工艺进行校核模拟,观察铸件充型、凝固过程,发现铸造过程中可能出现的缺陷,经比较后得到较为合理的铸造工艺.     

铸件计算机凝固模拟的现状、发展与前景

计算机凝固模拟已经取得令人注目的成就，可以协助设计人员改进工艺设计，提高铸件质量。但是凝固模拟软件需要在铸件凝固的物理模型，计算机数值计算，铸件的三维成形，初始条件和边界条件确定，热物性数据的测量，铸件缺陷的预测及显示等多方面进行改进以更大程度上满足铸造生产的实际需要。在未来很长时期内，凝固模拟作为一个有力的工具，仍然需要有实际铸造工艺设计经验的专家使用才能发挥其作用与潜力。另一方面，铸造生产厂家必须严格生产过程控制，正确使用凝固模拟软件，加强对技术人员的培训和不断积累使用凝固模拟软件的经验，这是生产高质量铸件的需要，也是成功应用凝固模拟软件的重要条件。     

基于均衡凝固理论的锌锭模铸造工艺数值模拟

基于铸件均衡凝固理论,拟定锌锭模铸件的浇注方案及浇注系统的设计计算;然后利用Pro/E和Procast软件,模拟锌锭模铸件的浇注工艺过程.对比结果表明,两者基本吻合.通过模拟可以预知铸件可能产生的铸造缺陷,优化铸造工艺.     

球墨铸铁轴封体铸造工艺设计及数值模拟

对于轴封体球铁铸件,分别采用控制压力冒口和均衡凝固理论设计冒口及浇注系统,并运用铸造模拟软件对铸件的充型及凝固过程进行模拟。通过对比两种工艺方案发现,浇注系统及冒口的设计基本相同;对比模拟过程发现,两种冒口的补缩过程不同,但最后均得到无缩孔、缩松的铸件。因此,使用控制压力冒口和均衡凝固理论设计冒口均能起到相同的补缩效果。     

运用均衡凝固理论设计的箱盖件铸造工艺

为防止箱盖件在厚大部位产生缩松缩孔缺陷,本研究采用均衡凝固理论对箱盖件的冒口、冒口颈、浇道及浇注时间等进行了设计。运用procast铸造模拟软件对铸件的充型及凝固过程进行了模拟,并与按照顺序凝固原则设计的工艺进行了比较,结果表明:采用顺序凝固原则设计的工艺,铸件中存在大量的缩松缩孔,采用均衡凝固理论设计的工艺,铸件充型平稳,成形质量良好,能够获得合格致密的铸件。     

汽车支架的计算机辅助铸造工艺设计及模拟优化

以某球铁板形铸件为研究对象,用DISA线垂直分型的浇注系统设计方法设计了铸件的浇注系统,运用均衡凝固理论设计了铸件冒口,用数值模拟方法对设计工艺进行了反复的对比优化,并实际浇注铸件进行了验证。研究表明:用均衡凝固理论设计冒口时,不能只局限于用几何结构来划分结构分体,还要根据壁厚差的情况才能划分出合理的结构体;底注式浇注系统并非总是最为平稳的浇注系统;用均衡凝固理论结合数值模拟方法优化了汽车支架的铸造工艺。     

门框底衬铸钢件的铸造工艺设计及数值模拟

运用传统方法设计了门框底衬铸钢件的铸造工艺:包括分型面、浇注位置的选择、铸造工艺参数的确定以及浇注系统、冒口、冷铁的设计.根据铸件形状较复杂的特点,设计了两个内浇道;将铸件划分为4个补缩区域进行补缩,并配合冷铁来实现铸件的顺序凝固.用Pro/E软件建立了铸件的三维模型,采用ViewCast铸造模拟软件对铸件的凝固过程进行了模拟计算.模拟结果显示,在门框底衬凸台处会产生缩孔、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了优化.通过改进工艺,最大程度地消除了铸造缺陷,从而获得了合理的铸造工艺方案.     

蜗轮箱座铸钢件的铸造工艺设计及数值模拟

运用传统方法完成了对铸钢件JH-14回柱绞车蜗轮箱座的铸造工艺设计.根据蜗轮箱座较为复杂的结构特点,同时设计两个内浇道对铸件进行浇注,在铸件顶部设计两个明冒口,在其侧面设计冷铁,以确保铸件的顺序凝固.建立铸件的三维实体模型,运用ViewCast铸造模拟软件对铸钢件蜗轮箱座的凝固过程进行了模拟计算.模拟结果表明,在铸件的厚大处和壁与壁的交接处产生了缩孔、缩松缺陷.根据数值模拟结果并结合理论分析,通过加大冒口颈与冷铁的尺寸和增设冒口方法,对铸造工艺进行优化.最终模拟结果显示,优化工艺能将缺陷转移到冒口中,实现了顺序凝固,从而最大程度地消除了铸造缺陷,获得了合理的铸造工艺方案.     

高强度球铁铸造工艺改进

分析铸态高强度球铁件行星架的结构和铸造生产中出现的缩松缺陷,运用均衡凝固理论,采用华铸CAE凝固模拟软件时铸造凝固过程进行模拟,根据模拟结果对铸造工艺进行了优化设计和改选,采用电炉熔炼、球化处理、一次孕育、二次随流孕育等方法,消除了铸件的缩松缺陷,生产出合格的铸态高强度球铁铸件,降低了生产成本和废品率,提高了生产率.     

灰铸铁轴承座的两种铸造工艺方案数值模拟对比与选定

为了优化灰铸铁件轴承座铸件的浇注工艺,使用Pro/Engineer将零件图转化为三维实体图.结合设计的铸造工艺,应用ViewCast软件模拟了灰铸铁件轴承座的凝固过程;通过对比两种铸造工艺方案的模拟过程,分析铸件凝固和缺陷模拟结果,获得了较为合理的铸造工艺方案.     

一种解决垂直线铸件缩松的工艺方法

利用MAGMA凝固模拟软件预测垂直造型线铸件热节部位和缩松缺陷,模拟结果表明凝固后期形成的孤立热节是产生缩松的主要原因。采用顺序凝固原则可以解决部分缩松问题,但不能解决所有补缩问题。通过优化铸造工艺,改变内浇口位置并重新模拟,发现孤立热节得到了消除,试验结果与模拟吻合,缩松问题得到了彻底解决,利用凝固模拟优化冒口成功提高了铸件质量和成品率。     

1.5MW风力发电设备用轮毂铸造工艺优化设计

铸造凝固模拟软件作为一种有效的铸造工艺设计和优化工具,在铸造行业中得到了广泛的应用.采用Pro/E维造型软件造型,应用铸造CAE软件完成了对1.5MW风力轮毂铸造过程的计算机数值模拟,基于模拟结果,优化了铸造工艺,指导铸件的实际生产.     

铸造模拟在大型复杂铸铁件上的实用研究

使用计算机进行铸造模拟有助于复杂铸铁件的铸造工艺设计,流动和凝固解析的结果可以作为日常确定方案时的重要参考.利用凝固解析功能确立了独特的使用方法,可以预测和优化大型铸铁件的打箱时机,预测铸件热处理时的铸件温度分布,以及采用简易模型进行铸件内部应力的估算.这些方法对铸铁件生产是行之有效的.     

铝合金石膏型精密铸件凝固过程数值模拟与实验验证

应用自行开发的铸件充型及凝固模拟系统,对铝合金石膏型精密铸件的凝固过程进行了数值模拟。采用自行设计制备的多通道自动测温装置,对所模拟的铸件进行现场测温。为了提高模拟精度,对铸件铸型热物性参数进行了实测,并采用最小二乘法进行拟合。通过计算机模拟预测了铸件的缩孔区,分析了铸件缺陷产生的原因,提出了合理的工艺方案,消除了铸件内缩孔的发生。实验验证的结果表明,数值模拟结果与测试值拟合较好     

铸造CAE模拟仿真技术在平台铸钢件中的应用

针对平台铸钢件机械加工后,固定位置出现铸造缺陷的问题,采用铸造CAE模拟仿真技术对原铸造工艺进行了模拟与优化,预测了铸造缺陷的分布位置。结果表明,有针对性的优化工艺,可以降低铸件的不良品率,提高经济效益。     

数值模拟技术在摇枕铸造工艺设计中的应用

利用数值模拟软件ZCAST,计算摇枕铸件充型和凝固过程中的速度场和温度场,发现铸造工艺设计过程中可能存在的问题.通过数值模拟研究和实践验证表明,采用数值模拟技术,可以有效提高铸造工艺设计的水平,减少或简化试验,对于提高铁路货车铸件结构和工艺设计质量以及节约研发成本都有着重要的指导意义.     

铸造合金湍流和层流充型与凝固三维数值模拟软件及基在精密铸件上的应用

建立了铸件充型过程中金属液流体湍流和层流流动及凝固冷却时三维速度场和温度场数值模拟的计算方程;介绍了这些方程的数值求解,相关边界条件及凝固潜热处理方法;以此为基础,编制了三维计算、前处理、后处理程序及相关数据库,形成了SRIFCAST软件。本软件已成功地应用于铸造生产,制定了各种铸件尤其是精密铸件的铸造工艺,获得了优质铸件。     

钛合金离心精密铸造充型过程计算机模拟

建立了离心力场下铸造充型流动的数学模型 ,在自行研制的三维铸件充型 /凝固模拟软件 (CASM 3DforWin dows)基础上 ,研制开发了相应的离心力场铸造充型的计算机模拟软件。对钛合金薄壁铸件在重力场下及不同离心精密铸造工艺条件下的充型过程进行了实例模拟计算。计算结果表明 :在离心力场下金属液的薄壁充型能力比重力浇注强得多 ,而“拐头反充”式离心浇注方式是一种合理的离心力场下的铸造工艺方案     

Computer simulation for centrifugal mold filling of precision titanium castings

Computer simulation codes were developed based on a proposed mathematical model for centrifugal mold filling processes and previous computer software for 3D mold filling and solidification of castings (CASM-3D for Windows). Sample simulations were implemented for mold filling processes of precision titanium castings under gravity and different centrifugal casting techniques. The computation results show that the alloy melt has a much stronger mold filling ability for thin section castings under a centrifugal force field than that only under the gravity. A "return back" mold filling manner is showed to be a reasonable technique for centrifugal casting processes, especially for thin section precision castings.