CAD技术-第五章-材料加工的CADCAECAM的实际应用.ppt

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1、5.1液态成型5.2板料成形5.3焊接成形5.4塑料注射成型5.5快速成型第五章材料加工CAD/CAE/CAM的实际应用学习目标：了解液态成型、板料成形、焊接成形、塑料注射成型以及快速成型的CAD/CAE/CAM系统的主要内容和应用。学习重点：CAD/CAE/CAM系统的主要内容。5.1液态成型液态成型工艺CAD液态成型CAE液态成型CAM应能完成工艺基本要素的设计与绘制(造型)任务,包括浇注系统、冒口系统、分型面、加工余量、起模斜度等等，可以顺利地完成铸造工艺设计。二维工艺CAD目前没有通用的系统，大都基于AutoCAD系统进行二次开发。三维工艺CAD基

2、于Pro/E、UG、Solidworks等进行二次开发。液态成型工艺CAD华铸CAD铸造工艺辅助设计(二维)软件系统“华铸CAD——铸造工艺计算机辅助设计系统”是铸造行业进行工艺设计的实用绘图软件，是华中科技大学（原华中理工大学）经多年研究开发在长期工程实践中不断改进、完善起来的软件系统。　　软件系统采用美国Autodesk公司的最新开发工具ARX，在AutoCAD环境下开发实现。它以铸造工艺设计几大工艺参数为核心，依据机械工业部颁布的JB2435-78标准，集成了整个铸造工艺过程各阶段的功能，对各种工艺符号进行了规范化定制与扩充。主要功能包括分型线、加

3、工余量、拔摸斜度、砂芯及芯头、冷铁、不铸孔、铸造圆角、工艺卡的绘制以及冒口与浇注系统设计等。该系统体系完备、适应性强、界面友好、易于操作、使用灵活，能帮助铸造工艺人员快速高效地完成工艺设计过程，对于保证铸件质量，提高生产率和新产品开发效率具有重要作用。三维“华铸CAD”液态成型CAE充型流动过程模拟结晶凝固过程模拟应力/应变分析微观组织模拟华铸CAE铸造工艺分析软件系统“华铸CAE”铸造工艺分析软件是分析和优化铸造工艺的重要工具，是华中科技大学经二十余年研究开发，并在长期的生产实践中不断改进，完善起来的集成软件系统，目前发行的版本是V10.0。使用范围铸造

4、材质：钢、铁、铝、铜等各种各类铸造合金铸造方式：砂型、金属型、壳型、铁模覆砂、熔模、低压、压力等铸造方式分析内容：流动充型过程、冷却凝固过程、充型换热耦合过程预测缺陷：夹渣、卷气、冷隔、浇不足、缩孔、缩松一次浇注成功的燃气轮机缸体图2原工艺冷铁布置图1燃气轮机缸体原工艺华铸CAE应用实例图3原工艺充型模拟图4原工艺凝固模拟结果一次浇注成功的燃气轮机缸体模拟发现，原工艺铸件小半径端柱面内存在大面积的缩孔缩松危险区。需要加大原工艺此处放置冷铁的密度和厚度，经多个方案的模拟对比，优化出一个合适的冷铁布置方案。克服康明斯机体的夹渣问题图5康明斯机体原工艺　图6康明

5、斯机体改进工艺图7原工艺流动前沿雨淋形态图8改进工艺流动前沿整齐而不零乱克服康明斯机体的夹渣问题一次浇注成功的大型铸钢件校直机机架经模拟，发现该件四角处的四个冒口补缩通道先于铸件被凝固隔断，补缩效果严重不足，可能产生脸盆大小的缩孔。经模拟改进，确认采用加深的漂珠保温冒口套和直立的内冷铁强化各该部位的顺序凝固，可以防止产生缩孔。图9机架原工艺凝固模拟结果图10机架改进工艺模拟结果石家庄曲轴缩孔沈飞铸件液相转向节色温大连阀体充型大重阀体压力轮圈计算机实体模型与有限元素模型铝合金轮圈铸造流动与温度分布轮圈凝固状态纵向剖面图铸件凝固过程色温图铸件凝固过程液相分布图

6、复杂多相流模拟液态成型CAE新进展复杂多相流模拟、氧化夹杂过程模拟、造型/制芯过程模拟、消失模成形过程模拟、半固态成型模拟以及微观过程数值模拟等是研究前沿和热点。氧化夹杂的数值模拟造型/制芯过程模拟芯子实物照片模样生成过程模拟气体排出速度分布模样密度分布分析气缸盖消失模半固态铸造一发动机支架铸件液态成型CAM主要是工装领域，包括铸造模具、模块等。固定轴铣刀具轨迹铸模CAM5.2板料成形板料冲压成形产品计算机辅助设计（CAD）冲压计算机辅助工艺分析（CAPP）冲压模具计算机辅助设计与制造板料冲压成形是采用模具对平板进行加工,生产出零件的一种方法。级进模设计级

7、进模是冲模的一种，又称为连续模，是在压力机的一次行程内，在模具的不同工位上完成多到冲压工序。三维级进模设计软件UG/PDWUG/PDW由UGSPLM委托华中科技大学模具设计国家重点实验室开发。PDW对模具设计专家的设计经验和流程进行总结和模拟，使得设计的方法、步骤和结果都得到一定优化。同时PDW借助UG的强大功能，可以进行普通板金零件的级进模设计，进行拉深和非规则面组成的零件的级进模设计，很好地满足当今复杂零件的级进模设计。焊接CAD/CAE/CAMCAD技术可用于焊接结构的设计。CAM技术成熟的应用是计算机数控切割机、激光切割、YAG激光（机器人）焊接的

8、编程技术。焊接CAE通常指有限元分析、结构分析等。焊接CAD/CA