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1、铝合金砂型铸件分析-壳体在本例中，通过图示说明使用SOLIDCast™中的工具建立铸件工艺的过程。以铸件的三维模型为起点。首先导入铸件STL文件，如下图所示。导入的铸件三维几何(XZ视图)导入的铸件三维几何(等轴测试图)下一步,对不带浇冒口系统的铸件进行模拟,确定铸件的“自然”凝固顺序,以便于得到浇口和冒口的正确放置位置.铸件材料类型设为:C355铝合金,铸型为方形,材料为橄榄石砂.计算时间:1GHzPC,约50分钟初始模拟结果:等轴测视图暗的区域先凝固,亮的区域后凝固.XY视图初始模拟完成后,就可以使用
2、SOLIDCast中的冒口设计向导开始冒口设计.冒口设计向导将模拟结果转换为“模数”和“体积”数据,根据冒口模数大于铸件,冒口补缩体积大于铸件凝固收缩量,计算出冒口的最小尺寸.冒口设计向导使用模数和补缩体积来计算冒口大小.从下图开始:根据铸件类型,首先选择“敏感性”系数.“向导”自动分析铸件,确定补缩区域,本例中存在4个独立地补缩区,则需要放置4个冒口.冒口设计向导能够显示铸件上的各个补缩区,如下图所示:补缩区1补缩区2补缩区3补缩区4要想获得合格铸件,每个补缩区都需要放置冒口.TheRiserDesig
3、n冒口设计向导Wizardcan通过显示每个补缩区中模数最大的点，能够确定放置冒口的最佳位置。如下图所示：冒口放置点1冒口放置点2冒口放置点3冒口放置点4接下来确定冒口尺寸。根据模数和补缩体积，冒口设计向导能够自动计算出相应的冒口大小。计算得到的冒口1的尺寸：直径3”x高6”（假设为普通砂冒口）如果假设冒口1采用保温冒口套,则冒口尺寸减小为：直径2.5”x高4”冒口2尺寸：直径2”x高4”（普通砂冒口）使用保温冒口套，则尺寸减小为：直径1”x高2”冒口3尺寸：直径2”x高4”冒口4尺寸：直径2”x高4”通
4、过分析冒口的放置位置，发现铸件应该旋转180度，以便于补缩。添加冒口后的铸件工艺如下图所示：根据铸件和冒口特点，顶冒口1、2采用保温冒口套，3、4采用普通侧冒口。接下来，设计浇铸系统。一般来说，浇注系统有利于形成正的温度梯度，也就是说尽量由冒口进入，从而使冒口成为最热的部分。工艺设计完成后，使用SOLIDCast进行初次模拟，以验证浇冒口系统设计是否合理，是否需要进一步的改进。模拟结果如下图所示…铸件完全凝固时的温度分布图。铸件和冒口的凝固顺序。（颜色越深的地方凝固越早）通过X射线透视图分析铸件和冒口中的
5、缩孔。除了下部小凸台，铸件其他位置未发现缺陷。小缩孔小结1.凸台中的缩孔可以通过增加小冒口或冷铁来消除。2.冒口（特别是顶部大冒口）尺寸看起来还可以减小，而不会影响铸件质量。问题解答问:为什么“冒口设计向导”未提示在小凸台缩孔位置放置冒口？答:在“冒口设计向导”中，需要设置“敏感度”。敏感度越高，能够识别的补缩区越小。本例中，需要设置更高的敏感度。而如何设置正确的敏感度也需要一定的学习积累过程。问题解答问:为什么冒口尺寸会过大?答:计算冒口大小的模数法是一种近似算法，同样补缩体积也是根据假设的冒口补缩率确
6、定的。不同的合金-铸型材料会影响实际的冒口效率，所以需要根据经验调整相应的补缩效率。问题解答问:下一步该如何做呢?答:接下来，调整冒口尺寸，在凸台位置增加冒口或冷铁，再次进行模拟，分析结果。问题解答问:有没有自动优化冒口的方法?答:SOLIDCast中有优化模块OPTICast，采用多变量-响应面优化算法，自动找到铸件质量和工艺出品率最高时的最小冒口尺寸。铝合金砂型铸造工艺分析模拟#2对于模拟#2,对模型进行了一下调整:1.增加了冒口锥度，并延伸到铸型顶面。2.最大冒口高度改为3”3.在凸缘位置采用三角形
7、冒口。4.在凸台位置放置铝合金冷铁。5.增大了内浇口尺寸。改进的浇冒口系统铝合金冷铁模拟结果分析凝固过程图凝固过程显示，在顶部存在一个小的孤立热节。热节缩孔预测分析缩孔是由于缺少补缩形成的。如果连接冒口的补缩通道过早凝固，则孤立液相区得不到补缩，就会产生缩孔。SOLIDCast通过计算铸件收缩及凝固过程液态金属补缩流动，预测可能产生的缩孔。X射线显示铸件上的缩孔分布。热节位置产生的小缩孔。缩松预测缩松，即微观尺度弥散型的小孔。可能是在凝固比较慢的特殊情况下（凝固前沿的波动超过某一临界值）形成的。SOLID
8、Cast通过局部凝固时间和凝固速度来预测铸件上可能产生的缩松。X射线显示铸件上的缩松分布非常小的局部热节结论改进后的工艺，基本上能得到良好的铸件。顶部缩孔级别很小，如果有必要可以加一个小的顶冒口（或减小冷铁）进行消除。缩松很小，且水平很低，通过实际的X射线很可能都无法检测到。实际很可能不会出问题，但如果必要，可在该处增加小冷铁。联系方式天津富宇创想科技有限公司公司网站：www.foridea.com.cn
