铸造工艺仿真设计后处理和工艺改进应用技术.docx

计算机应用技术特种铸造及有色合金 ２０１４年第３４卷第１１期铸造工艺仿真设计后处理和工艺改进应用技术杨光耀王仲珏朱协彬房文亮（安徽工程大学机械与汽车工程学院）摘要主要以应用ＭＡＧＭＡｓｏｆｔ和华铸ＣＡＥ两款软件为例，针对铸造工艺仿真设计后处理和工艺改进的主要内容与使用方法进行了较为详细的归纳 、分 析和总结。以实例应用验证其内容和方法的正确性并对不良工艺提出解决办法。 最终 ，通过铸造工艺仿真应用技术获得合格工艺 、优化工艺和生产条件下最佳工艺的内容和方法。关键词铸造工艺仿真设计；后处理；工艺改进；应用技术中图分类号 ＴＧ２４９；ＴＰ３１１ 文献标志码 Ａ 文章编号１００１－２２４９（２０１４）１０－１１４３－０４ＡｐｐｌｉｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＰｏｓｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄＰｒｏｃｅｓｓＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎｏｆＣａｓｔｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓＹａｎｇＧｕａｎｇｙａｏ，ＷａｎｇＺｈｏｎｇｊｕｅ，ＺｈｕＸｉｅｂｉｎ，Ｆａｎｇ Ｗｅｎｌｉａｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｎｈｕｉＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｕｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｆｐｏｓｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｔｈｅｅｘａｍｐｌｅｏｆａｐｐｌｙｉｎｇ ＭＡＧＭＡｓｏｆｔａｎｄＩｎｔｅＣＡＳＴ ｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｃｏｍ－ｐａｒａｔｉｖｅｌｙ．Ａｅｘａｍｐｌｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓａｂｏｕｔｃｏｎｔｅｎｔｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓ，ａｎｄｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓｆｏｒｂａｄｐｒｏｃｅｓｓｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｅｖｅｎｔｕａｌｌｙ，ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｖａｉｌａｂｌｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｓｉｍｕｌａ－ｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｆｏｒｏｂｔａｉｎｉｎｇｑｕａｌｉｆｉｅｄｐｒｏｃｅｓｓ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｃｏｎｔｅｎｔ，ｍｅｔｈｏｄｏｆｏｐｔｉｍｕｍｐｒｏｃｅｓ－ｓｅｓｕｎｄｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｗａｓｖｉｓｕａｌｉｚｅｄ． ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎｏｆＣａｓｔｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓ，Ｐｏｓｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＰｒｏｃｅｓｓＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ，ＡｐｐｌｉｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ目前国内外铸造工艺仿真设计的主要软件有：Ｐｒｏ－ＣＡＳＴ、ＭＡＧＭＡｓｏｆｔ、Ａｎｙｃａｓｔｉｎｇ、Ｆｌｏｗ－３Ｄ、ＳＯＬＩＤ－Ｃａｓｔ、Ｎｏｖａｃａｓｔ、Ａｎｓｙｓ、华铸ＣＡＥ和清华的铸造之星等［１，２］。本课题组对９款软件的共性和个性内容进行了细致研究并形成了指导文件，包含了９款软件各自适用 的铸造方法、铸件材质、铸件结构以及主要仿真模块。 后处理是对仿真内容的显示和处理，一方面通过仿真结 果的图片、视频片段等直观展示，另一方面可通过旋转、 剖切、透射等手段有针对性和选择性的展示。铸造工艺改进包括工艺优化和生产调优，能补足铸造模拟软件的 不足之处。１后处理处理内容主要为：充型过程、凝固过程、应力应变、微观组织及性能预测等结果分析或用来表征流场、温度场、应力场、辐射场等 物理特性内容及其参数的处理方式。１．１充型过程充型过程的后处理内容主要有流态场及相关物理参数和其他参数等内容［２］。１．１．１流场及相关物理参数流场的后处理内容主要有充型速度、温度分布、压力分布等。（１）充型速 度 动态展示铸型各部位金属液的流动速度，通过颜色判断速度值（对比标准色标比例尺来判断时间的长短）。速度变化的激烈程度反映了充型是否平稳；速度的方向可通过“矢量”功能键进行观察。如尺寸为８０ｍｍ×１００ｍｍ×３０ｍｍ的低合金钢ＺＧ３５ＣｒＭｏ（相当于德国标准 ＧＳ３４ＣｒＭｏ４）带有中心孔的板状件 （见 图１），进行充型过程的模拟并进行相关后图 １充型结束时的温度分布收稿日期：２０１４－０４－２０；修改稿收到日期：２０１４－０６－１５第一作者简介：杨光耀，男，１９９０年出生，硕士研究生，安徽工程大学机械与汽车工程学院，安徽芜湖（２４１０００），电话：１５６５５３５３０８７，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｇｕａｎｇｙａｏ２０２＠１６３．ｃｏｍ１１４３特种铸造及有色合金 ２０１４年第３４卷第１１期处理操作。（２）温度分布充型温度的结果显示可以选择只显示铸件，不选则显示包括浇注系统等在内的所有结构 的充型温度。若需要观察内部铸件的温度分布，可使用“剖切”（观察铸