基于华铸CAE100的球铁件壳型铸造工艺开发.docVIP

基于华铸CAE10.0的球铁件壳型铸造工艺开发 张光明，王泽忠 四川工程职业技术学院材料工程系，德阳，618000 摘要： 针对球铁件壳型铸造工艺，用数值模拟的方法，计算了初步铸造工艺方案下铸件的凝固过程，根据液相分布的动态过程探讨了孤立液相区情况，并结合球铁凝固特点给与分析，最终通过试制，确保了相应壳型铸造工装的设计一次成功，为该件的顺利生产奠定了基础。 关键词：壳型铸造；工艺开发；数值模拟 Development of Shell-mold Foundry Technology for the Ductile Iron Casting Based on InteCAST Software ZHANG Guangming , Wang Zezhong Sichuan Engineering Technical College, Deyang, 618000, China Abstract：Based on the , the solidification process of shell-mold casting technology for the ductile iron casting is studied. According to dynamic distribution of liduidus phase, the isolated liduidus phase is illustrated and analysed in combination with solidification features of the ductile iron casting. Finally, trial production proves that the initial designed foundry technology is manageable and feasible. Thus, the success of relative mold design can be achieved thoroughly, which lays the foundation of the process yield. Key words：; technology development; numerical simulation 铸造CAE技术是采用计算机及相关软件对铸件的充型和凝固过程进行数值模拟【1】，并对得到的数据进行处理分析，以预测缺陷，优化工艺。它对改造和提升传统铸造技术，降低产品成本、提高铸造企业竞争力有着不可替代的作用，其应用和推广必将为铸造行业带来很大的经济和社会效益，是现代铸造的发展方向之一。 本文中笔者采用Pro/Engineer Wildfire3.0三维造型软件对某厂准备生产的壳体球墨铸铁件及其工艺系统进行三维实体造型，用华铸CAE10.0软件进行凝固过程数值模拟，通过对设计的铸造工艺的液相动态变化过程分析，预测了该工艺的可行性；随后采用实际生产加以验证，最终成功地开发出该壳体球铁件壳型铸造新工艺，降低了开发成本，缩短了开发周期，取得了良好的经济效益。 1 壳体球铁件概况 该件为某铸造企业准备采用壳型铸造新工艺生产的一种批量比较大的铸件，材质为QT500-7，铸件不允许出现缩孔、缩松缺陷，并要通过油压渗漏试验。由于厂家是首次在球墨铸铁件上采用壳型铸造工艺，为提高工艺可靠性并能确保模具开发一次成功，设计人员希望能借助铸造CAE技术分析工艺，增加可靠性，并将这一任务委托给四川工程职业技术学院材料工程系铸造CAE技术应用服务中心。 2 壳体球铁件凝固过程数值模拟 根据分析目的，确定了以下分析步骤： 首先按照球铁件铸造工艺设计特点，结合铸件形状，初步设计出工艺方案。 对设计的铸造工艺进行凝固过程分析，初步判断铸件缩孔及缩松倾向，若可行即可投入木模试生产来验证，若不满意液相分布状况，则改进工艺再分析，直到得到比较合理的液相分布，再投入木模试生产来验证。 铸造CAE系统具体过程主要包括导入三维实体模型、网格剖分；确定材料热物理性能、生产过 程参数、初始条件和边界条件；物理场数值计算；结果显示等几个步骤【2】。 2．1 铸造工艺系统的三维实体造型 该铸件及其浇注系统、冒口的三维造型及装配工作在Pro/Engineer Wildfire3.0软件上完成。华铸CAE10.0分析系统是一套基于有限差分原理编制的用于模拟铸造充型凝固过程的计算机数值仿真软件，大致分为前处理、计算分析和后处理三个基本模块。前处理模块主要用于模拟实际物理环境的计算环境的设置，计算分析则用于数值求解，而后处理主要对各种数值解以多种表达方式显示出来，以增强数值解的可读性及结果的分析和判定。由于该分析软件充分考虑了铸造生产的实际情况，在 张光