铸造专业毕业论文(13)

铸造专业毕业论文

第三章 挂舵臂成形过程温度场数值模拟及工艺优化

§3.1 计算机技术在铸造生产中的应用

众所周知材料液态成形—铸造，就是将熔融的液态金属注入模型，在模型中凝固、冷却、成形，从而得到特定结构（形状）的产品。中国是铸造古国，有着几千年的辉煌历史。但在这几千年历史的绝大部分时间内，铸造是一种技艺，凭借的是经验，方式是手工，“睁眼造型，闭眼浇注”就是这一状况的生动写照。随着计算机技术的飞速发展及在材料加工中的广泛应用，计算机也完全变革了有着悠久历史的铸造领域，计算机辅助设计造型（CAD）、计算机辅助分析（CAE）、计算机辅助制造（CAM）与其他先进技术在铸造领域得到了广泛的应用，并已成为铸造学科的技术前沿和最为活跃的研究领域。

传统的液态成型工艺的设计都是基于人工的、经验的，利用红蓝铅笔直接在图纸上画出铸造工艺。而利用CAD进行工艺设计不仅甩掉红蓝铅笔，而且能够完成工艺基本要素的设计与绘制（造型）任务。随着三维造型理论和实用技术的日趋成熟，基于三维的铸造工艺CAD系统具有几何信息的完整，易于与铸造工艺CAE系统、铸造工装CAD/CAM系统衔接，可实现数据共享，设计结果直观，可方便地生成二维工程图样等。目前常见的、成熟的、商品化的三维CAD造型平台有Pro/E、UG、Solidworks、Solidedge等。

液态成型CAE技术主要包括充型流动过程模拟、结晶凝固过程模拟、应力/应变分析、微观组织模拟等。众所周知，铸造是一个过程复杂、影响因素多、废品率高的成形方式。但是铸造过程模拟技术（CAE）与CAD技术相结合完全改变了传统模式。设计者先在三维CAD平台上设计出一个铸造工艺方案，然后利用CAE进行模拟分析，预测缺陷，发现问题，再根据CAE的模拟结果在CAD上对方案进行修改，再进行CAE分析，如此往复直到得到满意的工艺设计方案，根据优化后的方案组织实际生产。国内外商品化数值模拟软件[10]的简介见表3-1所示。

计算机辅助制造技术（CAM）在铸造上的应用主要是在工装领域，包括铸造模具、模板等。随着技术的进步，目前绝大部分铸造模具、模板的制造都采用了 CAM技术，由数控机床完成，并且大都实现了CAD/CAM一体化。这些先进设 计、技术大大推动了铸造行业的技术进步，缩短了新产品的开发周期，大幅度降

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