铸造工艺及模拟castsoftcadcae在铸铁件生产中的应用(现代铸铁)

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1、铸造工艺及模拟CASTsoftCAD/CAE在铸铁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：铸造工艺及模拟CASTsoftCAD/CAE计算机软件是基于有限差分铸造过程模拟软件，能够进行流场.温度场.应力场模拟。适用于模拟复杂铸件成型过程中出现的各种现象。能够模拟出砂型铸造，精密铸造，重力铸造，低压铸造，压力铸造，金属型铸造，消失模铸造，V法等几乎所有铸造工艺的充型和凝固过程，通过观察分析可以获得铸造过程出现的各种现象，铸造缺陷形成过程及分布位置，确定铸件最终质量和形成最佳浇

2、注工艺，大大缩短工艺开发时间和节省开发费用。关键词：三维实体造型（读取STL文件）网格剖分模拟计算后处理显示0.前言由于国际市场的变化及国民经济发展内需的拉动导致各种原材料价格的暴涨，铸造业的原材料占铸件总成本的50—60%，铸件的价格不但不能同步增长，而且对铸件的质量要求越来越高，尤其是对铸件的外观，内在质量和性能更为突出。在目前市场形势下，铸造企业更需要充分了解分析材质的浇注凝固特性，合理调整铸造工艺，高效、低耗获得质量健全的铸件，进入高端产品市场，增大盈利空间，要不断的开发新产品，在生产和新产品

3、试制过程中工艺要规范化和合理化（如砂箱，浇冒系统，数量和大小，浇注温度等等）。铸件工艺设计是否合适，浇冒系统设计是否合理直接影响铸件质量，生产成本和经济利益。尤其在原材料涨价和减排降耗的形势要求下，对铸造工艺的精确合理的设计尤其重要。铸造工艺问题也是企业长期发展所应该进一步重视和必须全力解决的问题。无锡小天鹅铸造有限公司于2001年引进北京北方恒利科技发展有限公司铸造模拟CAE软件CASTSOFT。主要用于砂型重力铸造球铁、灰铸压缩机和汽车零部件的工艺设计和分析，因其需求量大，对质量要求高，尤其是内在

4、质量的缩孔和缩松在工作造成断裂，出现设备故障，甚至伤害工作者。通过模拟选取较为经济合理，效果最好，质量最佳的工艺来生产铸件；缩短了新产品开发时间，提高了铸件质量，降低了成本。该软件先后在300余家铸造企业使用，装机近1000套。典型灰铁、球铁、蠕墨铸铁生产企业采用软件：北京菲美特（QT/HT），慈溪汇丽（QT/HT），北京北瀛铸造（QT/HT），LG电子（QT/HT），杭州机床（QT/HT），无锡小天鹅（QT/HT），山东管件厂（QT/HT），湖南机油泵（QT/HT），陕西北人印刷（QT/HT），淄博

5、贝尼托（QT/HT），武安市科成（QT/HT），济南玫德铸造（QT/HT）。采用此技术缩短了新产品开发时间，提高了铸件质量，降低了成本等方面效果明显。1、铸造工艺模拟设计过程介绍1.1、铸造工艺模型建立CASTsoft/CAE计算机软件将UG、Pro/E中建立和修改好的铸件工艺装配图STL分别进行输入装配，材料属性设计。模型建立通常借助UG、Pro/E、SOLIDWORK等先进的三维设计平台来完成铸件的浇注系统设计，包括浇口、冒口、冷铁的设计，并设计出合理的补缩通道。然后将建立的三维模型保存为STL文

6、件格式。车桥铸造工艺方案一车桥铸造工艺方案二（材料：QT450）（材料：QT450）1.2网格剖分将STL文件在CASTsoft/CAE计算机软件中前处理内导入，进行网格剖分，就是将铸件分成若干细小的立方体，并转化为可以用于模拟计算的网格文件.BOX。车桥工艺分析时剖分网格数为800万单元。车桥铸造工艺方案一车桥铸造工艺方案二1.3模拟计算进行模拟计算时，首先输入模拟系数。如：适当的材料.初始的温度.换热系数等。输入参数后软件会自行选择计算精度进行模拟计算，最后得出计算结果。用户可根所需要的结果进行模

7、拟铸造浇注过程，铸造凝固过程，铸造温度变化过程，铸造应力场形成过程。1.4后处理后处理是显示计算结果的一个重要模块，通过该模块可将网格划分结果，温度场计算结果，流场计算结果以及缺陷位置预测结果，凝固状态结果等明确地在屏幕上显示出来，可以通过切割.旋转.分层.放大.动画等来显示铸件的计算结果。在铸造生产中应用CASTsoft/CAE对车桥两种工艺模拟结果图片：车桥铸造工艺方案一车桥铸造工艺方案二（温度场状态）（温度场状态）车桥铸造工艺方案一车桥铸造工艺方案二（温度场）（孤立熔池形成，只能靠自补缩和膨胀补

8、缩）车桥铸造工艺方案一车桥铸造工艺方案二（温度场）（车桥铸造工艺最后形成缺陷位置图）通过观察分析车桥铸件两种工艺方案，得出：1、工艺方案一在画圈四个缺陷处加外冷铁可解缺陷问题，其他缺陷不影响铸件组织的致密性。2、工艺方案二画圈两个缺陷处铸件关键位置，此处已经加了冷铁，只能通过加冒口来解决。3、通过两种工艺的结果分析，最后采用在工艺方案一画圈四个缺陷处加外冷铁的工艺进行实际生产，生产解剖和探伤均满足实际要求。2、铸造工艺模拟设计和实际生产结果对比2.1、绍