[发明专利]一种针对缺陷修复的砂型铸造工艺优化及优选方法

权利要求书

1.一种针对缺陷修复的砂型铸造工艺优化及优选方法，其特征在于：方法由以下步骤组成：

步骤一：参数分类；按照设计参数与缺陷的关联，将砂型铸造工艺设计参数分为铸件结构类参数SP、浇注系统类参数GP、加工过程类参数PP以及客观上难以调整的参数DaP四部分；

步骤二：优化策略与优化工艺建立；以优化SP、优化GP和优化PP为三个优化方向，分别构建针对各自参数的优化策略；并按照具体工件的实际需求，以初始工艺为蓝本从三个方向出发建立三套完整的优化工艺：OSP、OGP和OPP，优化方法参照加工经验调整对应参数；

步骤三：确定工艺评价标准；构建以工艺过程碳排放总量C_T、平均工艺流程碳排放工艺流程物料碳排放CM_T、工艺流程能源碳排放CE_T、工艺流程机加工碳排放CP_T、缺陷区域体积比η、不同方案对碳源的影响率可回收能耗比例R_T′、铸造工艺出品率py、新工艺的调整成本ΔE_T′等评价指标为依据的评价体系，根据需求确定参数的种类及对比方式；

步骤四：模拟检查缺陷修复情况；对三套优化工艺分别进行模拟仿真，检查仿真结果是否符合铸件质量要求；如符合则进行下一步，如不符合则重复步骤二重新建立该方向的优化工艺，直至工艺满足铸件质量要求；

步骤五：评价优化工艺；通过工艺评价指标，从四个角度(铸件质量、铸件消耗、环境影响和经济性)对优化方法进行评价，归纳总结各方案的优缺点，并最终根据工厂的生产条件和铸件生产需要，按照实际加工条件将各优化方案合并为最佳方案。

2.如权利要求1所述的一种针对缺陷修复的砂型铸造工艺优化及优选方法，其特征在于：所述铸件结构类参数SP表示由于铸件自身结构设计问题而可能形成缺陷的参数，包含零件设计尺寸、加工余量、起模斜度等；所述浇注系统类参数GP表示因浇注系统设计问题可能导致缺陷的参数，包含浇道尺寸、浇口面积、浇注方式等；所述加工过程类参数PP表示因加工过程中的不合理设计而可能导致缺陷的参数，包含冷却时间、金属液温度、浇铸速度等；所述客观上难以调整的参数DaP表示能引起缺陷却客观上难以调整(如原材料质量、客户要求、设备运行状况等)或无法轻松优化(如原材料配比、设备平均功率、操作规程等)的砂型铸造工艺设计参数。

3.如权利要求1所述的一种针对缺陷修复的砂型铸造工艺优化及优选方法，其特征在于：所述OSP指优化结构类参数SP的优化工艺；所述OGP指优化浇注系统类参数GP的优化工艺；所述OPP指优化加工过程类参数PP的优化工艺；所述初始工艺在计算过程中表示为Ori。

4.如权利要求1所述的一种针对缺陷修复的砂型铸造工艺优化及优选方法，其特征在于：步骤三中所述评价指标的部分计算方式如下：

(1)C_T＝CM_T+CE_T+CP_T，其中T表示不同的工艺过程；

(2)其中θ_T为铸件成品率；

(3)其中V_p为浇注总体积，V_a表示第a个缺陷区域的体积；

(4)其中K_T′表示在工艺过程T′中K类碳源的碳排放，K₀表示原始工艺中K类碳源的碳排放，碳源包括物料碳源CM，能源碳源CE和机加工碳源CP；

(5)其中E_c表示调整c要素的经济成本，E_t表示调整t要素的时间成本；

其余评价指标均可通过生产过程中的已知数据和检测数据计算得到；所述可回收能耗比例R_T′计算的是被回收部分资源占资源总量的百分比。