基于SLA原型的快速砂型铸造工艺CAD∕CAE系统.pdf

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1、Aug．2016V01．65No．8垂篙帅嚣·749·基于SLA原型的快速砂型铸造工艺CAD／CAE系统龚伟1，张翔1，白朝中1，王恩泽：(1．西南科技大学制造科学与工程学院，四川绵阳621010；2．西南科技大学材料科学与工程学院，四川绵阳621010)摘要：1)xPro／E4．0作为开发平台，利用ProlE自带的二次开发接13Pro／Toolkit和VC++2005，开发了基于sLA原型的快速砂型铸造工艺CAD／CAE系统。各个模块功能根据铸造工艺手册中的相关理论和标准进行设计，其中起模斜度和线收缩率依据光固化成形的特点重新确定。实际应用表明，该铸造工艺CAD／CAE系统能

2、有效地实现铸造工艺设计，大大提高了零部件的设计开发效率。关键词：快速砂铸；CAD／CAE；sLA原型中图分类号：TG242；TP311文献标识码：A文章编号：1001—4977(2016)08—0749—05RapidSandCastingProcessCAD／CAESystemBasedonSLAPrototypeGONGWei1，ZHANGXian91，BAIChao-zhon91，WANGEn-ze2(1．ShoolofManufacturingScienceandEngineering，SouthwestUniversityofScienceandTechnology,

3、Mianyang621010，Sichuan，China；2．ShoolofMaterialsScienceandEngineeringScienceandEngineering，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，Mianyang621010，Sichuan，China)Abstract：CastingprocessCAD／CAEsystemforrapidsandcastingbasedonSLAprototypewasdevelopedbyutilizingPro／E4．0．Pro／ToolkitandVC++2005．Th

4、efunctionsofeachmoduleoftheCAD／CAEsystemweredesignedaccordingtothetheoryandstandardsinthecastingprocessmanualwiththeexceptionofdraftanglesandlinearshrinkagerateswhichwerere．determinedaccordingtothecharacteristicsofSLAprototype．PracticalapplicationresultsindicatethatwiththeaidoftheCAD／CAEsyst

5、em,bothcastingprocessdesigne伍ciencyandnewproductdevelopmentemciencyhavebeendramaticallyimproved．K时WOI'ds：rapidsandcast；CAD／CAE；SLAprototype具有灵活敏捷的组织形态，以快速市场需求为特征的新一代制造系统模式正在形成。新一代制造系统所面临的一个突出问题是如何实现产品的快速设计和快速制造。将快速原型技术与传统铸造技术相结合形成的快速铸造技术(QuickCasting，QC)正是为了缩短新产品开发周期，降低开发成本而发展起来的新型制造技术【”。光固化

6、快速原型(SLA)以光敏树脂为原料，利用PC控制紫外激光使其逐层凝固，快速、自动化地制造出尺寸精度高、表面质量优良和结构复杂的原型件。sLA技术具有原材料利用率高(近100％)、无任何毒副作用、成形速度高(最高扫描速度可达8000mm／s)、成形精度高、表面质量好(表面粗糙度可达至URa3．25Ixm)的特点【2】。因此，基于SLA原型的快速铸造技术是目前快速获得复杂金属零件的首选工艺，利用该技术制作的铸件模型具有尺寸精确、一致性好、表面粗糙度低、成功率高等特点。美国航空航天领域以此技术为快速铸造技术的标准路线闭。SLA快速原型技术与传统的砂型铸造技术相结合形成基于SLA原型的

7、快速砂型铸造技术。该技术具有制造周期短的特点，适合单件、小批量生产，尤其适合于新产品开发。其基本路线是铸型(模组)设计、制作基于SLA原型的模样和芯盒、组合和装配SLA原型模具、制作砂型和铸件浇注。这一技术的关键是铸型(模组)的快速设计与建立，这一过程的实现不仅要适应SLA工艺制造铸型的特点，更要依据铸造工艺知识、经验和原则。利用铸造工艺CAD系统进行铸型设计是解决这一问题的有效手段。通过铸造工艺CAD系统，可以快捷地实现分型面、机械加工余量、起模斜度、砂芯、浇注系统、冒口、冷铁等的设计。但