基于华铸CAE的定子铸造工艺优化设计.pdf

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1、·机械制造与研究·陈亚宁，等·基于华铸CAE的定子铸造工艺优化设计基于华铸CAE的定子铸造工艺优丫匕设计陈亚宁，陆文龙(1．南京数控机床有限公司，江苏南京211100；2．南京工程学院材料成型教研室，江苏南京211167)摘要：采用华铸CAE软件对铝合金定子铸件的砂型铸造过程进行数值模拟，通过对铸造工艺方案的数值模拟和实验，优选出了最佳的铸造工艺用于生产，成功地消除了定子铸件生产过程的缩孔缩松缺陷。模拟结果与实际生产中的情况吻合较好。结果表明CAE技术能为工艺方案的评价和改进提供科学的依据，能缩短新产品的开发周期，

2、为企业带来了显著的经济效益。关键词：定子；数值凝固模拟；工艺优化中图分类号：TG24文献标志码：B文章编号：1671-5276(2011)02-00163ProcessOptimizationOfStat0rCastingBasedonHuazhuCAECHENYa．ning．LUWen．1ong(1．NanjingCNCMachineToolCo．，Ltd．，Nanjing211100，China；2．NanjingInstituteofTechnology，Nanjing211167，China)Abstrac

3、t：ThesolidificationofstatorcastingissimulatedwiththesoftwareofHuazhuCAE．Thedesignofcastingmouldisoptimizedbythesimulationandexperiment．Thecastingprocessismodifiedtoeliminateshnnkageandporosityinthestatorcasting．Simulationresultsagreewellwiththetrial-production

4、results．Theresultsshowthatsimulationcanbeappliedtoevaluatingandimprovingthecast—ingprocessandsho~eningthedevelopmentperiodofnewproduction．Sogoodeconomicbenefi~isgainedforthecompeny．Keywords：stator；numencalsolidificationsimulation；processoptimization1所示。该铸件为大型铸

5、件，形状复杂，壁厚不均匀，结构0前言庞大，产生缩孔缩松缺陷可能性较严重。该铸件材质为ZL10I，最大的外形尺寸为dl900mmx550mm，采用砂型为了获得合理的铸造工艺方案，传统的铸件生产一般铸造。材料的物性参数是：密度2．5cm，导热系数采用试错法。对于大型铸件或新产品开发来说，往往需要167．2581w／(m·℃)，比热容1005．1795J／(kg·℃)，反复试制，这样不仅周期长、浪费大，而且很难保证铸件品热辐射系数0．12，临界固相率0．675，凝固系数1．6，液相质。如果能在实际生产前就对铸件在浇注、凝

6、固过程中可线温度615℃，固相线温度555℃。能产生缺陷的部位、大小及发生时间进行有效的预测，进而对现有工艺进行优化分析，从而在实际生产前就采取对策，确保铸件品质，这无疑对铸造生产来说具有非常重要的意义。计算机数值模拟技术使得这一梦想变成为现实。铸造过程计算机数值模拟技术经过十多年的发展，现在已进入工程实用化阶段。通过数值模拟可以较准确地预测铸件可能出现的各种缺陷及其大小、部位和发生的时间。在实际生产前进行工艺改进以保证铸件品质，缩短试制时间，降低生产成本和废品率，能产生明显的经济效益-．。现针对某公司在生产铝合金

7、定子铸件时，由于产品是大型铸铝件，存在严重的缩孔缩松缺陷的情况，采用华铸CKE8．0软件对该铝合金定子铸件的铸造过程进行数值模拟，通过模拟对其工艺进行了优化，实现了合格铸件的生产。图1定子铸件结构图1铸件描述及华铸CAE简介1．2华铸CAE简介1．1铸件描述选用华铸CAE软件进行模拟，模拟分三个阶段[3]：1)定子铸件是为西门子公司配套的电机零件，形状如图前置处理阶段，用三维造型软件Solidedge进行三维图的作者简介：陈亚宁(1956一)，男，江苏海安人，高级工程师，学士，主要研究精密机械设计与制造。·l6·h

8、ttp：∥ZZHD．chinajourna1．net．clE-mail：ZZHD@chainajourna1．net．cn《机械制造与自动化》·机械制造与研究·陈亚宁，等·基于华铸CAE的定子铸造工艺优化设计造型并生成STL文件，用商品化模拟软件前置处理实现体积函数即式(6)来跟踪自由边表面的位置，另外该系统网格的自动剖分；2)模拟计算分析阶段，对铸件铸造过