一种CAD与铸造仿真结合的熔模精铸浇冒口设计方法技术

本发明专利技术涉及一种CAD与铸造仿真结合的熔模精铸浇冒口设计方法，包括如下步骤：利用铸造仿真软件模拟仿真模型的铸件凝固温度场，得到孤立液相区；根据孤立液相区，在计算机辅助设计软件中通过确定热节部位造型和热节位置，得到热节模数；利用铸件模数计算法，根据热节位置确定仿真模型的浇冒口位置，并根据模数法设计浇冒口，确定仿真模型的浇冒口大小及冒口形状；根据浇冒口位置、浇冒口大小及浇冒口形状，在仿真模型上增设铸件的浇冒口仿真模型，得到铸造仿真模型；验证铸造仿真模型中的浇冒口仿真模型的铸造补缩效果，得到验证结果；根据验证结果设计铸件的浇铸冒口；根据验证结果确认铸件的浇铸冒口可行性；本发明专利技术提高了精铸件的产品工艺稳定性。产品工艺稳定性。产品工艺稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种CAD与铸造仿真结合的熔模精铸浇冒口设计方法


[0001]本专利技术涉及熔模铸造工艺
以及计算机辅助制造
，具体涉及一种CAD与铸造仿真结合的熔模精铸浇冒口设计方法。

技术介绍

[0002]浇冒口设计是熔模精铸工艺设计的一项重要内容，浇冒口的形状、大小及开设位置既影响着金属填充壳型的流场，同时更决定着铸件的凝固、补缩、铸造收缩应力以及相关的铸造缺陷如缩孔缩松、热裂、变形等。
[0003]浇冒口设计常用的方法有模数法、比例法等，其实践应用中局限较大，且浇冒口开设位置多依赖工艺经验，工艺优化迭代周期长、工艺稳定性不高，难以满足当今熔模精铸行业新的发展要求。

技术实现思路

[0004]为解决现有熔模精铸工艺中，浇冒口开设位置多依赖工艺经验，工艺优化迭代周期长、工艺稳定性不高等技术问题，本专利技术提供一种CAD与铸造仿真结合的熔模精铸浇冒口设计方法。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0006]一种CAD与铸造仿真结合的熔模精铸浇冒口设计方法，包括如下步骤：
[0007]构建铸件的仿真模型；
[0008]利用铸造仿真软件模拟所述仿真模型的铸件凝固温度场，得到所述铸件在铸造凝固过程中的孤立液相区；
[0009]根据所述孤立液相区，在计算机辅助设计软件中通过确定所述仿真模型的热节部位造型确定热节位置，得到热节模数；
[0010]利用铸件模数计算法，根据所述热节位置确定所述仿真模型的浇冒口位置，并根据模数法设计浇冒口，确定所述仿真模型的浇冒口大小以及浇冒口形状；
[0011]根据所述浇冒口位置、所述浇冒口大小以及所述浇冒口形状，在所述仿真模型上增设所述铸件的浇冒口仿真模型，得到铸造仿真模型；
[0012]验证所述铸造仿真模型中的所述浇冒口仿真模型的铸造补缩效果，得到验证结果；
[0013]根据所述验证结果设计所述铸件的浇铸冒口方案。
[0014]本专利技术的有益效果是：相比于传统的经验法设计浇铸冒口，本专利技术通过以计算机辅助设计软件及铸造仿真模拟软件为工具，科学准确地设计确定浇冒口的位置、大小及形状，提高精铸件的产品工艺稳定性、科学性，缩短产品研制交付周期。
[0015]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0016]进一步，利用铸造仿真软件模拟所述仿真模型的铸件凝固温度场，得到所述铸件在铸造凝固过程中的孤立液相区，具体包括如下步骤：
[0017]将所述仿真模型导入所述铸造仿真软件；
[0018]通过在所述铸造仿真软件中输入所述铸件对应的材料热物性参数模拟所述仿真模型的铸件凝固温度场，得到所述铸件在铸造凝固过程中的孤立液相区；
[0019]进一步，根据孤立液相区，在计算机辅助设计软件中通过确定所述仿真模型的热节部位造型确定热节位置，得到热节模数，具体包括如下步骤：
[0020]根据所述孤立液相区，在所述计算机辅助设计软件中利用布尔运算求解确定所述仿真模型的热节部位造型；
[0021]根据所述热节部位造型确定所述热节位置，并根据所述热节位置获取所述仿真模型的热节部位的体积及表面积；
[0022]根据所述热节部位的体积及表面积，计算出所述热节模数。
[0023]进一步，所述冒口大小包括冒口粘接面积、冒口拔模斜度以及冒口拔模高度。
[0024]进一步，验证所述铸造仿真模型中的所述冒口仿真模型的铸造补缩效果，得到验证结果，具体包括如下步骤：
[0025]利用所述铸造仿真软件对所述铸造仿真模型进行凝固温度场验证，并通过查看所述铸造仿真模型的热节部位的凝固温度场，确认所述冒口仿真模型的铸造补缩效果，得到所述验证结果。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例中一种CAD与铸造仿真结合的熔模精铸浇冒口设计方法的流程框图。
具体实施方式
[0027]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0028]如图1所示，本实施例提供一种CAD与铸造仿真结合的熔模精铸浇冒口设计方法，包括如下步骤：
[0029]S1、构建铸件的仿真模型；
[0030]S2、利用铸造仿真软件模拟所述仿真模型的铸件凝固温度场，得到所述铸件在铸造凝固过程中的孤立液相区；具体步骤为：
[0031]将所述仿真模型导入所述铸造仿真软件；
[0032]通过在所述铸造仿真软件中输入所述铸件对应的材料热物性参数模拟所述仿真模型的铸件凝固温度场，得到所述铸件在铸造凝固过程中的孤立液相区。
[0033]S3、根据孤立液相区，在计算机辅助设计软件中通过确定所述仿真模型的热节部位造型确定热节位置，得到热节模数；具体包括如下步骤：
[0034]根据所述孤立液相区，在所述计算机辅助设计软件中利用布尔运算求解确定所述仿真模型的热节部位造型；
[0035]根据所述热节部位造型确定所述热节位置，并根据所述热节位置获取所述仿真模型的热节部位的体积及表面积；
[0036]根据所述热节部位的体积及表面积，计算出所述热节模数。
[0037]S4、利用铸件模数计算法，根据所述热节位置确定所述仿真模型的冒口位置，并根据模数法设计浇冒口，确定所述仿真模型的冒口大小以及冒口形状；其中，所述冒口大小包括冒口粘接面积、冒口拔模斜度以及冒口拔模高度。具体包括如下步骤：
[0038]表1热节参数表
[0039][0040]确定冒口大小：热节模数即热节的当量厚度，在计算冒口拔模段高度时，需要保证冒口斜段的模数即当量厚度达到热节部位的1倍及以上，保证凝固的先后关系，即冒口凝固晚于热节部位：可利用CAD软件即计算机辅助设计软件，调整斜段高度的同时计算冒口斜段的模数，要求大于对应热节部位模数即可，例如冒口模数选1.3。
[0041]以表1热节参数表中的A热节为例，对浇冒口造型后，计算得到冒口模数M冒＝V冒/S冒＝696.9/531.3＝1.31，符合计算规则的要求。
[0042]确定冒口高度：需要考虑保证壳型局部的干燥、脱壳性、切割工艺性，冒口高度应达到10mm以上；同时，为保证合金利用率，冒口高度不宜过大。
[0043]浇冒口方向确定：为提高组合方案的切割及涂料工艺性，冒口方向均设置为主体延伸方向。
[0044]S4、根据所述冒口位置、所述冒口大小以及所述冒口形状，在所述仿真模型上增设所述铸件的冒口仿真模型，得到铸造仿真模型；
[0045]S5、验证所述铸造仿真模型中的所述冒口仿真模型的铸造补缩效果，得到验证结果；具体步骤为：利用所述铸造仿真软件对所述铸造仿真模型进行凝固温度场验证，并通过查看所述铸造仿真模型的热节部位的凝固温度场，确认所述冒口仿真模型的铸造补缩效果，得到所述验证结果。
[0046]S6、根据所述验证结果设计所述铸件的浇铸冒口。
[0047]本专利技术实施例相比于传统的经验法设计浇铸冒口，通过以计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CAD与铸造仿真结合的熔模精铸浇冒口设计方法，其特征在于，包括如下步骤：构建铸件的仿真模型；利用铸造仿真软件模拟所述仿真模型的铸件凝固温度场，得到所述铸件在铸造凝固过程中的孤立液相区；根据孤立液相区，在计算机辅助设计软件中通过确定所述仿真模型的热节部位造型确定热节位置，得到热节模数；利用铸件模数计算法，根据所述热节位置确定所述仿真模型的浇冒口位置，并根据模数法设计浇冒口，确定所述仿真模型的浇冒口大小以及冒口形状；根据所述浇冒口位置、所述浇冒口大小以及所述浇冒口形状，在所述仿真模型上增设所述铸件的浇冒口仿真模型，得到铸造仿真模型；验证所述铸造仿真模型中的所述浇冒口仿真模型的铸造补缩效果，得到验证结果；根据所述验证结果设计所述铸件的浇铸冒口。2.根据权利要求1所述的CAD与铸造仿真结合的熔模精铸浇冒口设计方法，其特征在于，利用铸造仿真软件模拟所述仿真模型的铸件凝固温度场，得到所述铸件在铸造凝固过程中的孤立液相区，具体包括如下步骤：将所述仿真模型导入所述铸造仿真软件；通过在所述铸造仿真软件中输入所述铸件对应的材料热物性参数模拟所述仿真模型的铸件凝固温度场，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海潮，孔小青，刘俊朋，付秋伟，李俊，
申请(专利权)人：贵阳航发精密铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：