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模拟精密铸造的关键问题 时间:2015-08-11 点击量:
       通过更好地了解工艺过程,更早地掌握冶金性能,来缩短交货时间,是精密铸造技术的一个主要问题。而数值模拟是达到该目标的一个重要工具。精密铸造建模方法在工艺开发早期,铸件的最终设计形状还未完全确定。我们将使用包含这些参数的数值建模方法优化工艺。
 
       第一步:热模型分析
       这时大多零件的最终设计还未完全确定,而客户又希望铸造厂帮助他们验证并优化零件设计。首先讨论零件设计的铸造可行性,如果不能铸出,找出需要修改的几何结构,并进一步确定怎样优化设计才能满足客户要求和铸造生产工艺。这就是并行工程,首先可以利用热模型来完成。对于这种模型只考虑铸件的设计和它周围的陶瓷壳,这种模型设置简单,计算速度快,顶多几个小时。因此,我们就可以同时计算多个不同的设计方案,然后分析确定能够满足客户需求和精密铸造工艺的最优设计。
 
       第二步:浇注系统分析
       这一步主要研究最终产品设计方案和几个不同浇注系统的充型、凝固模型。首先要设计一种高效的浇注系统,其满足以下条件:
       1) 良好的充型过程(顶注、底注……)
       2) 良好的凝固方式,这些将通过不同的形壳工艺在第三步中进一步改进。
       3) 可接受的经济性方案。
 
       第三步:浇口和型壳模型分析
       对多个型壳模型进行计算,确定凝固最好的零件。通过观察凝固特征,选出最好的方案。接下来,就可以加工模具了(几个星期或几个月)。同时可以继续做更多的研究(第四步)。
 
       第四步:强度分析
       这一步的目的是对参数影响进行精确研究。我们知道,调整几何参数需要很长的时间。而物性参数更容易更改,所以可以对工艺参数作大量的测试。
 
       第五步:结果分析
       根据客户的要求和工艺使用,还可以作特殊研究。例如,如果晶粒大小和取向是关键标准的话,可以对其进行计算。
 
       结论
       精密铸造厂要求更短的研发时间、更低的成本(回炉成本、重新建模成本)。数值模拟是达到这些目标的一个高效工具,它可以在概念设计初期就进行使用(和客户建立并行工程)。对精密铸造过程一步一步地建模(热模型、充型、凝固),可以在短时间内建立稳定的工艺。
 
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