基于有限元模拟的铸钢车轮凝固工艺优化

根据有限元模拟原理,基于ANSYS软件环境对机车车轮大型铸钢件的凝固进程三维非稳定温度场进行了数值模拟.通过有限元模拟的反馈信息进行了铸件凝固工艺的优化设计.模拟结果表明,按照传统的比例计算法设计的冒口系统能够保证铸件产品的质量,但冒口数目多,铸件工艺出品率偏低.如果单纯减小冒口尺寸以提高工艺出品率,则车轮铸件的顺序凝固条件将会受到破坏,导致缩孔缩松缺陷产生.通过减少冒口数目并设置冷铁,则可通过冒口和冷铁的联合作用,既保证无缺陷凝固工艺过程的实现,又能提高工艺出品率.通过模拟优化的实施,预测工艺出品率将提高12%.     

CAE技术在轴承箱体铸造工艺优化中的应用

利用华铸CAE软件对YL14000B型烟机轴承箱体的充型凝固过程进行了模拟分析,预测了该铸件原铸造工艺存在冒口过大而导致的补缩过剩、后轴承座热节处存在集中缩孔、底座热节处存在疏松等缺陷.通过采取减小冒口尺寸、增加热节处内冷铁数量和加宽补缩通道等措施;再次进行CAE数值模拟,发现上述缺陷得到了有效消除.实际生产结果表明,冒口根部无集中缩孔,铸造工艺出品率由61%提高到了71%,节约钢液660 kg,降低了生产成本,铸件质量也得到了提高.     

提高铸钢件工艺出品率的方法及其应用

介绍了一种提高铸钢件工艺出品率的新方法.采用K值计算模数法设计冒口,使用保温冒口和覆盖剂以增强冒口的补缩,并采用计算机凝固模拟软件--InsteCast华铸CAE,验证铸钢件铸造工艺的可行性和可靠性.大量的生产实践表明,该法可在确保铸件品质的前提下,有效地提高铸钢件的工艺出品率,降低铸件的生产成本,值得推广应用.     

基于CAE计算的铸钢件标准冒口设计

冒口设计是铸造工艺设计中的一项重要内容.铸造CAE软件能正确模拟铸件的凝固过程,使用它可以提高冒口设计的准确性,提高工艺出品率,简化设计过程,提高设计效率.基于凝固时间法和断面模数法,开发了基于铸造CAE的铸钢件冒口设计CAD软件,并对某皮带轮的毛坯铸件进行了工艺设计和浇注.实际生产结果表明,所设计的冒口可以满足补缩的要求,而又没有造成金属液的浪费,验证了该方法的正确性和可行性.     

铸造CAD/CAE智能冒口工艺优化设计

基于华铸CAE和UG平台,开发了铸造CAD/CAE铸钢件智能冒口优化设计CAD系统,实现铸造工艺设计(CAD)与模拟仿真(CAE)的紧密结合。首先,使用CAE模拟得到不带冒口工艺的铸钢件的孤立液相区信息;接着应用二次开发技术,在UG显示孤立液相区,然后结合周界商法,自动建立冒口的三维模型;最后以简单铸件为例,进行了实际浇注实验,设计结果基本合理。系统实现了冒口工艺的自动设计,为模拟验证乃至实际生产提供较佳的推荐方案。该技术能提高冒口工艺设计效率与精度,缩短设计周期,保证产品质量,提高工艺出品率。     

组合机床Y向滑台体交错筋部位铸造工艺探究

组合机床Y向滑台体（以下简称滑台体）的交错筋部位在铸造过程中易形成局部热节，不利于铸件顺序凝固。对比了交错筋部位放置冒口和放置冷铁两种工艺方案后发现，采用后者不仅简化了工序，而且提高了工艺出品率约3%。通过铸件凝固过程数值模拟与超声波探伤验证了冷铁工艺方案的合理性。     

十字头铸钢件的铸造模拟及工艺优化

运用传统方法完成了十字头铸钢件的铸造工艺设计,根据铸件的结构特征和相关技术要求,采取底注式系统进行浇注。利用Pro/Engineer软件对铸件进行三维建模,并用ViewCast软件对其凝固过程进行数值模拟。通过凝固模拟结果的分析,逐步改进冒口和冷铁系统,优化原有的工艺设计方案,从而获得了相对合理的铸造工艺,达到了减少铸件缺陷和提高铸件工艺出品率的目的。     

基于保温补贴与CAE技术的特大型铸钢件工艺设计

针对热节分散的特大型座架铸钢件无缩孔工艺要求,通过进行冷铁设置与保温补贴设计,利用三次方程计算冒口尺寸并进行修正,借助CAE凝固模拟技术,在工艺设计中实现了充型无真空、无旋涡的液流流动,以及无缩孔的补缩设计,成功地实现了将冒口数量从32个减少到8个,铸件工艺出品率从62%提高到82%,获得了较好的经济效益并减少了铸件清理工作量。其方法对大型复杂铸钢件工艺设计具有借鉴意义。     

大型盘座铸造工艺设计及优化

根据大型盘座铸铁件的结构特点,设计了铸造工艺方案,并利用View-Cast软件进行了数值模拟。结果显示,由于冒口和冷铁的作用,冒口底部有少量缩孔、缩松缺陷,补缩基本合理,但是工艺出品率低。把冒口变成保温冒口并减小高度和数量,能减少铸造缺陷,提高工艺出品率。     

DISA铸造生产线工艺冒口设计的探究

采用CAD/CAE与实验相结合的方法对DISA铸造生产线工艺冒口进行了研究,对比了均衡凝固冒口与控制压力冒口、热冒口与冷冒口在DISA铸造生产线球铁件生产中的补缩效果。实验铸件采用垂直分型浇注方法。首先进行三维工艺造型和凝固数值模拟,观察了铸件中的缩孔、缩松缺陷,并统计缩松体积值。然后进行浇注实验,对铸件产生的收缩体积进行了汇总并与模拟结果进行对比。结果表明,DISA铸造生产线工艺冒口应选择热冒口工艺下的均衡凝固冒口。     

计算机模拟在大型钢锭工艺优化中的应用

介绍了ViewCast软件在大型钢锭工艺优化中的应用:利用ViewCaSt软件强大的设计计算功能计算了钢锭的浇注系统(主要是冒口的计算,包括冒口的数目及尺寸),通过模拟计算验证了该工艺设计的可行性,所得结果并与实际的结果一致.模拟结果表明,改进后的工艺大大的减少了缩孔、缩松缺陷的产生,提高了铸件的质量.     

Numerical simulation and optimization of shell mould casting process for leaf spring bracket

Although the shell mould casting process has a wide range of application in many fields,the prediction of casting defects is still a problem.In the present work,a typical leaf spring bracket casting of ZG310-570 was fabricated by shell mold casting.The finite element model and ProCAST software were utilized for simulating the filling and solidification processes of the casting;and the formation mechanism of the gas pore,and shrinkage porosity defects were analyzed.The results indicate that the gas pore and shrinkage porosity defects are formed due to air entrapment,insufficient feeding and non-sequential solidification.Subsequently,through changing the position of risers,adding a connecting channel between the risers,and setting blind risers at the U-shaped brackets,an optimized gating and feeding system was established to improve the quality of the casting.After optimization,the gas pore and shrinkage porosity defects of the leaf spring bracket casting are effectively eliminated.The experiment results with the optimized casting process are in good agreement with the numerical simulation,which verifies the validity of the finite element model in the shell mould casting.     

汽车支架的计算机辅助铸造工艺设计及模拟优化

以某球铁板形铸件为研究对象,用DISA线垂直分型的浇注系统设计方法设计了铸件的浇注系统,运用均衡凝固理论设计了铸件冒口,用数值模拟方法对设计工艺进行了反复的对比优化,并实际浇注铸件进行了验证。研究表明:用均衡凝固理论设计冒口时,不能只局限于用几何结构来划分结构分体,还要根据壁厚差的情况才能划分出合理的结构体;底注式浇注系统并非总是最为平稳的浇注系统;用均衡凝固理论结合数值模拟方法优化了汽车支架的铸造工艺。     

消除ZG15Mn磨辊铸钢件缩松缺陷的措施

ZG15Mn磨辊铸钢件属于低碳低合金钢厚大铸件,易产生夹杂、心部缩松、晶粒粗大等缺陷.第一次工艺方案是在铸件上方设2个圆柱形明冒口,结果在两冒口之间存在缩松;第二次工艺方案是在铸件上方设3个圆柱形明冒口,结果在3个冒口之间存在严重缩松.通过对缺陷原因进行分析,认为缩松是由于冒口的热作用很大,冒口与缩松区温度差较小,在最后凝固时,缩松区得不到冒口的有效补缩,造成了缩松.改进后的工艺方案是在铸件正上方设置一个圆柱形明冒口,冒口下设置补贴,形成顺序凝固,冒口向四周均匀补缩,使得铸件外圆的末端区作用发挥出来,从而使中间缩松区消失.经生产验证,新工艺不仅解决了缩松问题,而且铸件质量稳定.     

核三级余热排出泵的铸造工艺设计

介绍了核电三级余热排出泵的材料要求和零件结构,采用模数法设计并计算冒口,使用铸造数值模拟软件Viewcast进行充型、凝固模拟分析,验证浇注系统、冒口和冷铁的尺寸及具体位置,保证铸造工艺设计的正确性和准确性,确定铸造工艺设计的实施方案.通过加强余热排出泵铸造生产中工序环节的控制,最终得到符合标准要求的高质量铸件.     

高效发热冒口在铸钢阀门铸件上的应用

针对普通冒口存在的问题,分析了发热冒口的特点,详细介绍了冒口的选择方式、计算方法和设置工艺。结果表明：采用高效发热冒口可缩小冒口尺寸,提高补缩效率,从而有利于改善铸件质量,减少清理工作量,降低铸件成本。     

薄壁铝合金铸件低压铸造的数值模拟与工艺优化

利用ViewCast软件研究了薄壁铝合金筒状铸件的低压铸造充型凝固过程,获得了低压铸造过程中温度场、流动速度场的分布.模拟结果显示,铸件上法兰处将产生缩孔、缩松缺陷.根据模拟结果及理论分析改进初始工艺,在产生缺陷的上法兰处安放冒口.对改进后的工艺重新进行模拟,结果表明,冒口有效地补缩了上法兰部位,消除了缩孔、缩松缺陷.     

冲击式水轮发电机转轮的铸造工艺设计

结合钢的流动特点和凝固特性,综合考虑充型过程及补缩效果,通过局部锆砂实现铸件的顺序凝固,设计旋转对开式芯盒成形形状比较复杂的水斗砂芯,利用三维建模软件及有限元分析对转轮进行了结构分析及优化,利用计算机模拟软件对铸件工艺参数进行了设计和优化。针对模拟后铸件可能出现的缺陷,提出了相应的改进措施。优化了浇注系统,合理设计冷铁和冒口,并确定了合理的铸造工艺参数范围,实现了转轮砂型铸造的成形方法。     

数值模拟在烧结机台车体铸造工艺设计中的应用

运用ViewCast软件对烧结机台车体铸件的凝固过程进行了数值模拟,分析了其缺陷产生的部位和原因.根据模拟结果并结合理论分析,通过ViewCast软件设计了冒口尺寸和分布,经过多次模拟,进行铸造工艺优化,最终获得了合适的工艺.结果表明,优化工艺实现了铸件的顺序凝固,消除了缩孔、缩松缺陷.生产实践表明,采用ViewCast软件设计的铸造工艺,铸件组织致密,符合技术要求.