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机械制造基础铸造过程仿真技术 内容介绍 （1）铸造工艺设计； （2）铸造模拟软件简介； （3）铸造CAD/CAE集成； （4）铸造模拟技术发展趋势； （5）实例应用； （6）凝固微观组织模拟研究 铸造模拟技术发展趋势 （1）由宏观模拟向微观模拟发展 可以预测组织、结构、性能，从而调整生产工艺，生产出理想的凝固组织，达到优良的综合力学性能。 （2）单一分散向耦合集成方向发展 流场、温度场、应力/应变场、组织场等之间的耦合，以真实模拟复杂的实际热加工过程。 （3）共性、通用向专用、特性方向发展 **解决特种热加工工艺模拟及工艺优化问题： 压铸、低压铸造、金属型铸造、实型铸造、连续铸造等特种铸造。 **解决铸件的缺陷消除问题 铸造模拟技术发展趋势 （4）重视提高数值模拟精度和速度的基础性研究 重视在热加工基础理论、新的数理模型、新的算法、前后处理、精确的基础数据获得与积累等基础性研究 （5）重视物理模拟及精确测试技术 （6）在并行环境下，工艺模拟与生产系统其它技术环节实现集成，成为先进制造系统的重要组成部分 **产品、模具CAD/CAE/CAM/RPM系统集成 **与PDM（Product Data Management）系统集成 铸造模拟软件简介 铸造模拟软件可以对铸件形成过程中流场、温度场进行模拟，并且能够对铸造过程中产生的缺陷（如浇不足，冷隔，缩孔缩松缺陷）进行预测，从而对铸造过程所涉及的工艺参数工艺方案等做出评价和优化，达到降低铸造废品率，节省材料和劳动力，最大可能在降低成本，以及大幅度在缩短铸造工艺定型周期。 软件组成及功能 １．系统功能特点： （1）软件适合于多材质（铸钢、铸铁、铸造有色合金等），多种铸造方法（普通砂铸、金属型铸造、精密铸造、低压铸造、压力铸造、消失模铸造等）。 （2）系统具有开放的数据库体系，包括200多种铸造材料参数并且用户根据需要可以自行添加材料数据库。 （3）系统软件中文界面友好、操作方便。 ２．系统运行环境 硬件（推荐配置）：PIV 2.8CPU；内存≥512M，硬盘≥40G。 软件：Win2000、WinNT、Window XP等操作系统 软件组成及功能 3．软件产品系列 · 砂型重力铸造CAE · 砂型低压铸造CAE · 金属型重力铸造CAE · 金属型低压铸造CAE · 熔模精密铸造CAE · 压力铸造CAE .差压铸造CAE .消失模铸造CAE 软件组成及功能 一铸件的材质和结构 铸件的三维图 一铸件的材质和结构 该铸件为火车轴的侧架，铸件的材质为 B级钢，（即C25钢）该铸件属于箱式结构，复杂薄壁铸件，轮廓尺寸为2235mm×565mm×420mm，质量为314KG，体积为4.0×107mm3 。内腔连接筋较多，平均壁厚25mm,最大厚度为31mm。中央导框框磨耗板面不加工，外导框间距、滑槽中心多个圆孔等配合面尺寸要求高 。 二铸造工艺方法的选择 综合分析该铸件，选择用砂型铸造，由于该铸件为大型铸件，结构复杂。外型采用Z2520II型造型机，一箱一件，水玻璃砂；手工制芯，一箱一件 过桥浇注。 三分型面选择 分型面在侧架纵向中心平面；为保证侧架滑槽的尺寸精度，将其设置在下型，铸号面位于上型。 四工艺参数的确定 1、铸件最小铸出壁厚：砂型铸造最小铸出壁厚为6～8mm，所以该铸件可以采用砂型铸造。 2 、铸件最小铸出孔：铸钢件最小铸出孔为60mm，所以该铸件所有孔都不需要铸出。 3、铸件的尺寸公差：规定该侧架铸件一般公差按HB6103-1986 CT7。 4、机械加工余量 ：据《铸造工艺设计》表1-13知砂型铸造机械造型铸钢件等级为E～H，这里取H为+7mm。 五砂芯设计 根据铸件结构知，需要模样一套，芯盒18个，具体如工艺图上所示，其中下芯顺序为17、18-16-12-7、8-9、11-10、12-15-2、3-4、5-14-6、13 1#芯与16#芯不留芯头间隙，其余砂芯上箱芯头间隙1mm，下箱芯头间隙0.5mm；砂芯分段部位做成直面，芯盒做稍板。 下面的下芯芯座周边做出R3mm集砂槽；16#减轻如图，7#（8#）芯做减轻，吃砂量大于50mm。 六浇注系统设计 由于该铸件的材料为B级钢，采用转包式浇注系统，大铸件，从铸件外导框端头引入钢液，采用过桥浇注，一箱一件。 1、确定包内直径：采用10t漏包，?45mm包孔浇注铸件 2、浇注时间：t=Q/q=447/42=10.6s,浇注过程中，应遵循缓流→全速→缓收流的浇注原则，且