铸造工艺设计及模拟CASTsoft技术在大型采矿设备铸件生产中的应用.doc

铸造工艺设计及模拟CASTsoft CAD/CAE技术在大型采矿设备铸件生产中的应用

北京北方恒利科技发展有限公司(100089 宋彬

摘要:利用北京北方恒利科技发展有限公司开发的铸造模拟软件CAStsoft CAD/CAE对煤机设备铸件的凝固过程和充型过程进行模拟。通过对凝固过程的温度场和铸造缺陷的分析,依据分析结果对工艺进行改进,最后设计出合理的铸造工艺。铸造过程计算机模拟可以减少或取消新产品的工艺实验,能够有效地避免可能出现的铸造缺陷,保证工艺的可靠性,缩短新产品的试制周期。

关键词铸造模拟
凝固过程
温度场
煤机设备铸件

中图分类号:
文献标识码:A

传统的铸造工艺设计方法往往依赖于直觉经验,在铸件结构较为简单和铸造类似铸件时,经验可能起到一定的作用;在浇铸大型、复杂铸件且无相关经验时,只能通过反复工艺实验来确定工艺;当工艺存在重大失误时,可能使得工艺方案被彻底推翻。通过工艺反复实验来确定工艺的方法,可能导致先前制作的模具报废,对于大型铸件来说模具费用会相当高,这会造成重大经济损失,同时严重影响新产品的试制,延长新产品的试制周期。近年来铸造过程计算机模拟技术得到飞速发展,使得通过铸造模拟来确定铸造工艺成为可能,铸造过程计算机模拟可以减少或取消新产品的工艺实验,能够有效地避免可能出现的铸造缺陷,保证工艺的可靠性,缩短新产品的试制周期。本次分析采用的软件是北京北方恒利科技发展有限公司的CASTsoft CAD/CAE软件。通过模拟分析发现工艺存在的问题,采取工艺改进措施后再次进行模拟,直到铸造工艺趋向合理。

1.
铸造工艺方案设计

11铸造工艺方法的选择:

由于铲板(材料:ZG30CrMo属于煤矿设备关键铸钢件,结构虽然比较简单,但厚薄不均,热节位置较多,产品工作环境恶劣,质量要求较高,外轮廓尺寸为1932×430×380,铸件毛坯在机加工和去应力处理后要进行组焊、装机,铸件的零件表面质量,内部质量和配合尺寸要求较高。为保证顺利充满和厚大部位不产生疏松,特别保证在焊接处和装配位置处的质量和尺寸,通过浇注系统设计和浇注时间的控制减少和避免气孔和渣孔产生,通过造型、涂料及浇注温度等方式保证表面质量,考虑铲板质量、批量的要求,结合我厂铸造现场生产能力,最后选用砂型重力铸造和改性水玻璃砂工艺的工艺方案。铸型选用:改性水玻璃砂,型芯选用:水玻璃砂,浇注温度:1600℃,冒口套:保温材料。

12浇注系统位置的选择:

铲板(材料:ZG30CrMo)长度方向是装配配合位置、铲板工作位置为最长方向法向及铲板前端和各加强筋根部组织要求高,不允许有缩松、气孔等铸造缺陷,为了使得铸件实现顺序凝固且保证工作位置的力学性能。满足要求的工艺分型有几种,通过铸造工艺设计软件及工艺模拟软件确定。

2.
三维建模

21铸件的三维建模:

采用Pro-E软件对铸件进行三维建模,先将铸件毛坯输出,进行铸造工艺设计确定分型面,铸件摆放位置,确定工艺布置,冒口大小,浇注系统大小;再通过铸造工艺模拟软件进行铸造过程模拟,最后确定可行浇注工艺方案。

22铸件毛坯、浇注系统、冒口系统、冒口套的三维建模:

由于在工艺模拟时,铸件毛坯、浇注系统、冒口系统、冒口套属于工艺装配体部件且各部件材料及属性都不一样,三维建模保证建模工艺部件与实际生产工艺部件的位置、大小一致,要求铸件毛坯、浇注系统、冒口系统、冒口套间面贴合。由于铸件的一些地方是不规则的曲面所以铸件毛坯、浇注系统、冒口系统、冒口套的形状也为不规则曲面形状即为随形铸件毛坯、浇注系统、冒口系统、冒口套,同时由于铸件毛坯、浇注系统、冒口系统、冒口套不连续相互间孤立、分散,所以在建模时也应分散分布,相互间不相连,而在工艺模拟时要求同种材料工艺部件组合成一个整体,生成一个STL文件。铸件毛坯三维模型如图1所视;铸件毛坯、浇注系统、冒口系统、冒口套的工艺三维模型如图2所视:












6.结语:

通过此次模拟可以总结出以下几点经验①采用计算机进行铸造工艺设计直观且速度快,有利于新产品工艺开发和工艺优化。②组合使用CASTsoft CAD/CAE铸造工艺设计模块和模拟模块可大大节省工艺设计和模拟的时间和次数,模拟结果与实际相符。③采用冒口套可节省钢水,减小冒口尺寸。④砂型重力铸造改性水玻璃砂工艺适合铸钢件生产,铸件应力小,表面比较光滑。

作者:


1、宋彬:北京北方恒利科技发展有限公司工作,从事铸造数值化模拟技术相关工作。电话:13810507162,E-mail:sb1486@126.com

参考文献

[1] 李庆春 铸件形成理论基础
机械工业出版社 1982年1月

[2] 李魁盛
铸造工艺及原理
机械工业出版社 1988年

[3] 范英俊
铸造手册之特种铸造
机械工业出版社
2003年2月

[4] 王智平
底杯铸件铸造工艺模拟
铸造
2006(2)149-151

[5] 胡汉起
金属凝固原理
机械工业出版社
1997年8月

[6]靳玉春,侯华,赵宇宏等
材料成型过程数值模拟
兵器工业出版社
1997年8月

[7柳百成
等 铸造工程的模拟仿真 与质量控制
机械工业出版社, 2001年6月

[8]徐宏
铸造工艺设计及模拟技术
教育出版社




调整大小 公司简介排版.jpg

调整大小 软件2排版.jpg

调整大小 软件排版.jpg



邀请回答 举报

铸造工艺设计及模拟CASTsoft技术在大型采矿设备铸件生产中的应用.doc的相关案例教程

来源:泊松比 作者:佚名 关键字:CAE 数字孪生 本文主要描述了CAE技术在数字孪生中的作用、数字孪生技术当前是否可行以及怎样可行的问题。 数字孪生介绍 CAE技术在车辆中的应用 数字孪生技术贯穿于实体产品的全生命周期,因此不管是处于产品设想、设计、制造、验证、交付还是使用的任何阶段,都会接触到;同时不管是从事一线作业、现场管理以及后台统筹的各行各业,也都会切身体会到,所以数字孪生会被很多人理解
1.CAD简史 CAD(Computer Aided Design) ----计算机辅助设计,是利用计算机软件及其相关的硬件设备,通过强大的图形处理能力和数值计算能力,帮助工程设计人员进行计算分析、信息存储、图形绘制、实物模拟等各项工作的一种技术。 CAD诞生于20世纪60年代,美国麻省理工学院于1963年首次提出了计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新的思想,到了60年代中后期,专用
工业软件中几乎最难啃的三座大山,就是CAD、CAE和EDA,大山中间还穿插了许多小的丘陵,如CAM、拓扑优化、工程数据库等。工业软件这三座大山,是人类基础学科和工程知识的集大成者。 尽管它支撑了整个工业的体系,但它的市场份额却小的可怜,不拿显微镜,是找不到它的存在。然而它自身的构成,分别是令人望而生畏的数学、物理、计算机和工程经验。没有一种产值如此微不足道的工业产品,却需要有如此漫长的生命轨迹。从
原文刊载于《软件导刊》2022年10月 作者:中国航空工业集团信息技术中心 宁振波,研究方向为三体智能、智能制造等。 来源 | 新工业网 原文《宁振波 | 软件持续发展的动力:科学探索与制造业创新》 讲工业软件,必须先讲软件。《软件工程通史》对软件发展作出了以10年为周期的若干阶段界定。由此可见,数学知识软件化历史与计算机历史同步发展。基本汇编语言是软件的早期形态,大约200个汇编/宏汇编语言软件
导读 工业软件主要包含哪些类?本文进行了阐述,供大家参考。 本文引自智能制造丛书最新力作:《智能制造实践》(作者:黄培,许之颖,张荷芳)。 「 1. ERP 」 企业资源计划(enterprise resource planning,ERP)是制造企业的核心管理软件。ERP系统的基本思想是以销定产,协同管控企业的产、供、销、人、财、物等资源,帮助企业按照销售订单,基于产品的制造BOM、库存、设备产