鑄造業(yè)計算機輔助設計技術

鑄造業(yè)計算機輔助設計技術
計算機輔助設計技術在當前國際鑄造業(yè)是非常重要的，高難度復雜設計離不開計算機。在鑄造工藝設計過程中，有許多繁瑣的數(shù)學計算和大量的查表選擇等工作，僅憑工藝設計人員的個人經(jīng)驗和手工操作，不但要花費很多時間，而且設計結果往往因人而異，很難保證鑄件質量，進入80年代后，隨著電子計算機技術的迅猛發(fā)展，計算機輔助設計技術在工業(yè)中得到愈來愈廣泛的應用，也為鑄造工藝設計的科學化、精確化提供了良好的工具，成為鑄造技術開發(fā)和生產(chǎn)發(fā)展的重要內容之一。(連云港萬城公司)
　　1、鑄造工藝CAD的特點
　　首先將零件圖通過數(shù)字化儀或其他圖形輸入設備輸入計算機內，然后根據(jù)要求標出澆注位置和分型面的位置，進一步繪出加工余量及不鑄孔、槽的符號，以及撥模斜度，并標出尺寸，形成鑄件圖；以此為依據(jù)進行鑄件模數(shù)和重量計算、進行補縮系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)設計；將設計計算的結果以圖形方式加到鑄件圖上，再繪出砂芯形狀，算出芯頭間隙、芯頭壓緊環(huán)、防壓環(huán)、積砂槽和芯頭分塊線及尺寸等，從而形成一個完整的工藝圖；最后繪制出鑄造工藝卡片。將圖形由繪圖儀輸出，完全取代了手工繪制工藝圖和描圖、曬圖等繁瑣工序，而且修改、存檔方便，大大提高了設計效率。
　　與傳統(tǒng)的鑄造工藝設計方法相比，用計算機設計鑄造工藝有如下特點：
　　1）計算準確、迅速、消除了人為的計算誤差。
　　2）可同時對幾個不同的方案進行工藝設計和比較，從而找出較好的方案。
　　3）能夠儲存并系統(tǒng)利用鑄造工作者的經(jīng)驗，使得使用者不論其經(jīng)驗豐富與否都能設計出較合理的鑄造工藝。
　　4）計算結果能自動打印記錄，并能繪制鑄造工藝圖等技術文件。
　　計算機輔助設計不僅使計算機代替了人工設計鑄造工藝和繪制工藝圖，而且還能優(yōu)化工藝設計，提高工藝出品率。
　　鑄造工藝計算機輔助設計程序的功能主要表現(xiàn)在以下幾方面：
　　1）鑄件的幾何、物理量計算，包括鑄件體積、表面積、重量及熱模數(shù)的計算。
　　2）補縮系統(tǒng)的設計計算，包括冒口的設計和計算、冷鐵設計計算和設計合理的補縮通道。
　　3）澆注系統(tǒng)的設計計算，包括選擇澆注系統(tǒng)的類型和各部分截面積計算。
　　4）繪圖，包括鑄件圖、鑄造工藝圖、鑄造工藝卡等圖形的繪制和輸出。

　　2、典型的鑄造工藝CAD系統(tǒng)工作過程是：
　　1）接收用戶送給的鑄件圖紙，在以工程圖方式接收時可自行進行三維造型；
　　2）工藝分析和報價；按需要從任一角度或對鑄件任一部分結構加以觀察，根據(jù)三維實體計算鑄件重量和不同部位的模數(shù)，計算澆冒口等工藝數(shù)據(jù)，進行鑄件的初步設計，估算成本并提出報價。
　　3）進行鑄件的詳細設計；從建立的鑄件三維實體抽取數(shù)據(jù)進行三維凝固模擬并修改鑄件設計，然后自動生成相應的鑄型、芯盒或模具圖。
　　4）鑄型、芯盒和模具經(jīng)數(shù)控加工成形，進行澆鑄和檢驗，收集生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)供質量跟蹤和知道以后的鑄件設計。
　　目前鑄造工藝CAD的軟件功能一般是單一的，分為鑄件設計、凝固模擬和模樣加工等相對獨立的系統(tǒng)�！　�

　　近年來，國內外在鑄造工藝計算機輔助設計方面已作了較多的研究和開發(fā)，相繼出現(xiàn)了一批較實用的軟件，如美國鑄協(xié)（AFS）的AFS-oftware軟件，可用于鑄鋼鑄鐵的澆冒口設計；英國Foseco公司的FEEDERCALC軟件可計算鑄鋼件的澆冒口尺寸，補縮距離及選擇保溫冒口套等；丹麥DISA公司的DISAMATIC軟件專用垂直分型生產(chǎn)線的澆冒口設計；清華大學研制開發(fā)的FTCAD軟件適用于球鐵澆冒口系統(tǒng)設計；鑄造工藝輔助設計集成軟件——CASTCAD適用于鋁合金、鑄件和鑄鋼生產(chǎn)；華北工學院開發(fā)的鑄鋼件集成軟件提出了改進RUDDLE三次方法設計冒口且實現(xiàn)了參數(shù)化設計。此外，還有許多這方面的軟件都已在鑄造生產(chǎn)中得到較好的應用，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟效果。