球墨铸铁件铸造工艺cad-cae系统应用探究

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1、球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE系统应用探究随着经济的发展，铸造CAD/CAE技术已经广泛得到应用到铸造工艺设计过程中，笔者以球墨铸铁的铸造工艺为研究对象，对铸造工艺CAD/CAE系统进行了开发研究。球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE系统可为铸造CAD/CAE技术提供浇注、补缩系统参数和模型，球墨铸铁铸造工艺CAD/CAE系统结合铸造CAD/CAE集成设计方法能满足对一般球墨铸铁件工艺设计的要求。CAD/CAE一体化技术在铸造过程的应用已成为铸造技术发展的一个显著特点。铸造工艺CAD的开发基本上涉及所有的CAD软件

2、，包括各种材料，各种铸造类型、数据库等，可以说是全方位立体式发展。目前国内基于三维CAD软件的铸造工艺CAD的研究还很不成熟，有待进一步的发展。一、CAD/CAE技术在球墨铸铁件工艺设计中的应用CAE技术被应用在铸钢件，拥有大量准确的判据，可以判定铸造凝固过程阶段的缩孔和缩松等缺陷，但由于球墨铸铁其特殊的糊状凝固，限制了球墨铸铁铸造过程CAE技术应用。针对球墨铸铁的特殊性开发了专用模块解决球墨铸铁CAE技术的准确性问题，模拟球墨铸铁凝固过程中的收缩与石墨化膨胀的祸合作用结果上己经达到了应用程度。针对球墨铸铁件在工

3、艺设计过程中的困难，提出将CAD/CAE技术应用到工艺的设计过程中，并开发专用的球墨铸铁设计系统，以满足CAE模拟和CAD设计时的需要，提高设计成功率，减少设计周期。二、铸造CAE数值模拟理论和CAD参数化造型技术熔融的金属充型与凝固过程为高温流体于复杂几何型腔内作有阻碍和带有自由表明的流动及向铸型和空气，的传热过程。该物理过程遵循质量守恒、动量守恒和能量守恒定律。铁合金铸件的性能易受冶金方法和工艺条件的影响。铸件的显微组织和机械性能不仅取决于热流动，还取决于以下参数：合金成分、基本金属处理、微量元素和杂质的数量

4、、孕育处理方式、孕育材料的数量和种类、孕育方法、沉积相的生长动力和冷却条件决定实际的微观组织。因此必须研究凝固，疏松的形成和固态转变，这些共同影响铸铁零件机械性能的因素。Pro/Engineer是目前世界上最流行的三维机械CAD软件之一，本文选择其做为CAD平台，完成铸件的三维实体建模,以及二次开发其族表功能，实现墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE系统中浇冒补缩系统的三维模型的自动建立。三、球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE系统CAE技术作为球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE系统和CAD工艺设计的参数依据。铸造工艺集成化

5、工艺设计，是在整个工艺设计过程中，利用CAE技术确定铸造缺陷的位置、类型等，再进行有针对性的工艺设计，减少了传统方法中对铸造经验的依赖。利用球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE系统提供设计参数和进行浇冒补缩系统建模模型，同时应用CAD造型技术实现设计的三维造型。利用CAD技术对铸件进行三维实体造型，并进行分型面设定、最小铸出孔、拔模斜度等必要的工艺处理。设定浇注温度，浇注时间等工艺参数。在整个系统中，CAE平台是为设计工艺提供判断依据，为球墨铸铁铸造工艺CAD/CAE系统提供部分参数。球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE

6、系统就是CAD与CAE之间的纽带，为两者提供参数和模型。球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE整个系统是由五个模块和一套依靠Pro/E二次开发的CAD造型系统构成的，包括浇注系统设计模块，补缩系统设计模块，球磨铸铁数据库，铸造材料数据库和铸造工艺数据库。四、球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE系统应用随着计算机技术在铸造行业得到迅速的发展，借助铸造CAE软件可对铸造的充型、凝固过程在计算机上进行模拟，铸造工业中采用计算机模拟技术可以缩短产品试制周期，降低生产成本及提高材料利用率。笔者利用铸造工艺CAE技术,应用球墨铸铁件铸

7、造工艺CAD/CAE辅助系统，集成铸造CAD技术，设计并优化工艺。借助铸造CAE技术对铸造工艺进行重新设计。对未添加任何浇冒系统的铸件进行简单的凝固模拟，以获得凝固缺陷的状态。球墨铸铁铸造工艺CAD/CAE系统的计算功能能满足不同材质，不同类型材料浇注和补缩系统的计算，参数准确。数据库的数据满足设计需要。Pro/E二次开发的族表大大提高了造型速度，并将参数标准化。系统与CAE和CAD结合紧密，能完全满足为CAE和CAD提供参数的要求。五、结束语笔者在本文中以球墨铸铁件的铸造工艺为研究对象进行开发研究。以Pro/E

8、作为CAD造型和二次开发的平台，应用Pro/E的参数化设计功能和族表开发工具，开发出球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE系统。系统能为不同类型的CAE和CAD平台提供参数，可移植性强。系统针对球墨铸铁开发，将成套的CAD/CAE集成式的设计方法引入到球墨铸铁的工艺设计中。球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE系统，能充分发挥CAD/CAE技术的优势，以缺陷定工艺，提高球墨铸铁件工艺