基于cae分析的壳体铸件低压铸造工艺优化

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1、上半月出版Casting窑Forging窑Welding金属铸锻焊技术基于CAE分析的壳体铸件低压铸造工艺优化张光明袁吴代建渊四川工程职业技术学院袁四川德阳618000冤摘要院基于铸造数值模拟技术袁对壁薄尧尺寸大尧凹坑复杂的壳体铸件低压铸造的改进工艺进行了充型及凝固过程仿真袁预测了缺陷的分布曰通过生产确认了优化方案的合理性遥关键词院计算机辅助工程曰数值模拟曰低压铸造曰铸造工艺中图分类号院TG249.2文献标识码院A文章编号院OptimizationofCastingProcessforLowPressureCastingCaseBasedonCAEZhangGuang-ming,WuD

2、ai-jian(SichuanEngineeringTechnicalCollege,Deyang618000,China)Abstract院BasedontheCAEtechnique,thefillingmouldandsolidificationprocessoflowpressurecastingcasecastingswasstudied,thedefectdistributionwaspredicted.Finally,thetrialproductionprovesthattheimprovedcastingprocesisfeasible.Keywords院CAE;nu

3、mericalsimulation;lowpressurecasting;foundrytechnologydesign低压铸造是一种生产效率较高的特种铸造工软件对其充型和凝固过程进行数值模拟袁然后再进艺袁其充型过程比较平稳袁金属的利用率高遥然而低行模具的局部优化设计与制造遥压铸造件在实际生产中仍然存在缩孔尧疏松尧气孔尧2壳体低压铸造件充型凝固过程模拟冷隔尧浇不足等缺陷袁这些缺陷严重影响铸件的质量遥如何预测铸件缺陷袁缩短试制周期和降低铸件根据分析目的袁确定了以下分析步骤院①首先成本袁成为亟待解决的问题遥按照低压铸造工艺设计特点袁结合铸件形状袁与用户目前袁基于铸造CAE技术袁可以采用计算

4、机及协商后改进铸件局部结构袁使其更加符合低压铸造相关软件对铸件的充型和凝固过程进行数值模拟袁特点袁初步设计出改进的工艺方案遥②对改进的铸在计算机上进行虚拟浇注袁了解铸造合金液在充型造工艺进行充型尧凝固过程分析袁判断浇注系统的平和凝固过程中发生的各种现象袁预报铸件的缺陷和稳性袁预测铸件缩孔及缩松倾向袁并根据分析结果对质量袁并进而优化浇冒系统及相关铸造工艺参数袁它工艺方案进行适当调整遥[1-7]2.1铸件及浇冒口系统的三维实体造型是现代铸造技术的发展方向之一遥本文针对质量要求较高的某壳体低压铸造件袁该铸件及其工艺系统的三维造型及装配工作在用铸造工艺分析软件对铸件的充型和凝固过程进行Soli

5、dWorks2009软件上完成袁并考虑重叠原则建构仿真袁随后采用实际生产加以验证袁最终保证了该铸模具外形袁以方便后续的CAE分析工作遥当铸件尧浇件的质量袁缩短了生产周期遥注系统和铸型等按尺寸正确装配后袁最后需要在同一坐标系下将各零件转化为STL格式的文件保存袁1壳体低压铸造件概况至此就完成了铸造模型所有几何部分的三维实体造某壳体件采用低压铸造工艺生产袁材料牌号为型工作遥图1所示为整个分析模型的STL格式三维ZAlSi7Mg1A遥在生产过程中该铸件某处容易出现缩实体造型图袁改进部分为增加了一处补缩通道袁而且松缺陷遥为改进铸造工艺可靠性袁拟采用铸造分析增加了横浇道搭接面积遥2.2网格剖分采

6、用自动化网格剖分方式袁剖分完成后在后处收稿日期院2011-07-15理模块中进行网格检查袁判断剖分单元质量遥若有不作者简介院张光明(1972-)袁男袁四川安县人袁副教授尧工程师袁硕士袁研究方向院计算机在材料成型中的应用曰连通的单元存在袁则需调整剖分步长袁减小网格尺电话院0838-2653638曰E-mail:zgmgary@163.com寸袁重新剖分袁直到所得剖分结果中所有单元均连叶热加工工艺曳20年第卷第期1PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com金属铸锻焊技术Casting窑Forging窑Welding20年月获

7、得满意的网格划分后袁进入分析计算模块袁按照预定的工艺参数对该铸件低压铸造过程计算参数增加横浇道搭接面积进行设置袁分别输入压力-时间曲线尧材料参数尧初始条件和边界条件遥最后得到的充型过程温度分布增加的补缩通道如图2所示遥从图2可以看出袁整个低压铸造充型过程非常平稳袁金属液在压力作用下由型腔底部逐层向上顺序充填铸型型腔袁没有过大的液相起伏袁飞溅袁因此图1壳体件及其工艺系统三维实体模型Fig.1Solidmodeloflowpressurecasti