铸造是一个高温液态金属充填铸型型腔并在其中凝固和冷却的过程 ,包括许多对铸件质量产生重要影响的物理过程和现象。由于人们缺乏直接观察这一过程的有效手段 ,导致长期以来对铸造过程的认识主要靠工艺人员的经验积累。在铸造生产中 ,铸造工艺方案也都依靠工艺人员的长期经验来制定 ,这就不可避免地带来铸件质量的不确定、铸件的工艺定型周期长、生产成本高等许多不利因素。因此 ,依靠传统的工艺和技术 ,已无法满足用户对铸件质量及工期的要求。随着计算机技术的飞速发展 ,这一技术逐渐渗透到各个领域之中 ,其中铸造生产中应用计算机进行数值模拟技术的发展和成熟 ,为解决长期困扰铸造行业发展的问题带来了新的途径。我们在接到生产任务时 ,首先利用实体造型技术对所生产的产品图样进行审查 ,再根据图样完成由二维平面到三维立体的转化 ,充分利用其数值分析技术、数据库技术和可视化技术。一、转化及检查生产图样由二维平面图样生成三维立体模型 ,可以直观、明了地检查生产的完备性和正确性 ,尤其是结构复杂的铸件产品 ,如我们在生产风华箱体铸件时 ,就利用此项技术发现原设计图样中存在两处错误 ,原不应通透处通透了 (如图 1所示 )。我们及时与设计者联系 ,从而防止了废品或不良品的产生 ,避免了损失 ,而如果按常规生产就不会发现此处存在的错误。另外 ,我们现在正在利用此项技术转化GE公司 3 90—H470MWA型燃汽轮机组发电机挡油环铸件的图样 ,也发现了其中的许多问题 ,目前正在与美方联系图样问题 ,避免了因图样问题而给下道工序带来的不必要的麻烦 (如图 2所示 )。图 1 风华箱体铸件 (设计图样 )图 2 3 90—H470MWA型燃汽轮机挡油环铸件 (设计图样 )二、工艺方案的辅助设计在编制工艺的时候 ,进行工艺方案的辅助设计 ,利用这项技术对铸件进行实体造型 ,直接观察铸件的结构特点 ,取得所需的热节尺寸及其模数等技术数据 ,充分考虑各因素之间的影响 ,初步选用合适的冒口和浇注系统 ,以及浇注系统的设置位置等。三、模样结构设计以往模样的制作主要依靠木型工的识图能力和个人经验。现在进行实体造型以后 ,模样的制作过程中有可视化的三维实体做为参照 ,比以前只是生图板有了更多的参考数据。有了铸件实体模样 ,就可以直接观察铸件的结构特点 ,设计、制定相应的模样结构。尤其是目前我公司事业部造型工和木型工年轻人较多 ,识图能力和个人经验都有不足 ,制作模样和造型时有三维实体作为参照就好多了 ,可以详细地观察各部分的结构 ,避免一些结构上的问题 ,如芯盒装料等利用三维实体均可生成。图 3为箱体的实体图。图 3 风华箱体铸件 (修正后 )四、铸件重量的精确计算铸件重量的计算以往均靠手工进行近似计算 ,这样的结果偏差很大 ,一般都要在清砂之后 ,通过称重对照进行修正。有了实体造型以后 ,就可以利用计算机进行铸件重量的精确计算 (见图 4) ,这就避免了在计算复杂铸件的时候 ,由于不能准确计算其工艺重量及浇注系统重量而造成的误差 ,在后期浇注时为保证铸件质量而增加金属液的熔炼量所带来的不必要的浪费。图 4 铸件重量的精确计算五、与铸造过程模拟软件进行接口对铸件毛坯和浇注系统的几何实体进行三维实体造型后 ,生成实体模样文件 ,与铸造过程模拟软件进行接口 ,例如 :美国的PROCASTING、德国的MAGAMA、瑞典的NOVECAST等。利用铸造过程模拟软件进行充型模拟和凝固模拟 ,从而实现铸造生产的可视化和数字化分析 ,验证工艺方案的可行性与操作性 ,并进行铸件缺陷的预判以及工艺的优化。然后利用铸造过程模拟技术的充型和凝固模拟模块对铸件整个浇注及冷却过程进行仿真 ,进而对整个浇冒口系统是否合理进行判据 ,并体现出缺陷的位置、大小及性质。工艺技术人员根据结果修改 ,以优化工艺 ,之后再进行模拟 ,直到制定出最佳工艺方案。图 5是我们利用实体造型技术 ,对汽轮发电机组的导风环部件进行实体造型后 ,利用铸造过程模拟技术的凝固模拟模块对铸件在整个浇注及冷却过程进行的仿真 ,进而对整个浇冒口系统是否合理进行判断 ,验证工艺的合理性。图 5 导风环的铸造凝固模拟六、结语实体造型技术在有色合金铸造生产中的应用 ,彻底改变了铸造工艺方案制定时考虑问题不够全面的缺陷 ,从而制定出最佳工艺方案 ,避免了生产中不可预见的问题 ,对确保铸件质量 ,提高铸造生产率具有举足轻重的作用。利用此项技术 ,铸造工艺人员能够在设计工艺方案时 ,对铸造过程所涉及的设备、工艺参数等作出最优的决定 ,从而达到降低铸造废品率、节约材料和劳动力、最大限度的降低成本、以及大幅度缩短铸造工艺定型和生产周期的目的 ,为我公司创造了巨大的经济效益实体造型技术在铸造中的应用@阮芳$哈尔滨电机厂责任有限公司热加工事业部!(黑龙江150040)
@王清宇$哈尔滨电机厂责任有限公司热加工事业部!(黑龙江150040)
@吴涛$哈尔滨电机厂责任有限公司热加工事业部!(黑龙江150040)
@段振伟$哈尔滨电机厂责任有限公司热加工事业部!(黑龙江150040)
@蒋冬兵$哈尔滨电机厂责任有限公司热加工事业部!(黑龙江150040)本文介绍了计算机实 体造型技术在我公司铸件生产过程中的应用。随着计算机技术的飞速发展,这一技术逐渐渗透到各 个领域之中,其中铸造生产中应用计算机进行数值模拟技术也日趋成熟,为解决长期困扰铸造行业 发展的问题带来了新的途径50040)本文介绍了计算机实体造型技术在我公司铸件生产过程中 的应用。随着计算机技术的飞速发展,这一技术逐渐渗透到各个领域之中,其中铸造生产中应用计算机进行数值模拟技术也日趋成熟,为解决长期困扰铸造行业发展的问题带来了新的途径
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