[发明专利]一种基于局部包络密度的铸件收缩尺寸的精确设计方法

说明书

一种基于局部包络密度的铸件收缩尺寸的精确设计方法，涉及铸件尺寸精度设计技术领域。本发明的目的是要解决现有经验缩尺法存在铸件尺寸精度误差大，以及整体包络密度法提高铸件尺寸精度效果不明显的问题。方法：按收缩中心射线划分法将试验模型划分成若干个局部包络体，先计算任意一个局部包络体的局部包络密度，并依据局部包络密度与收缩率的二次关系曲线，得出该局部包络体的收缩率，然后采用同样方法得出试验模型所有的局部包络体的收缩率，再将试验模型所有的局部包络体的收缩率转换成铸件上同一部位的收缩率。本发明可获得一种基于局部包络密度的铸件收缩尺寸的精确设计方法。

技术领域

本发明涉及铸件尺寸精度设计技术领域，具体涉及一种基于局部包络密度的铸件收缩尺寸的精确设计方法。

背景技术

为了达到减少零件生成成本和机加工次数的目的，工厂和企业在不断寻求各种方法的时候，近净成形技术的出现无疑为此提供了有力手段，于是铸造方法也层出不穷，从而实现优质且低成本的零件成形，而其研究主要集中在控形和控性两方面，故而铸件收缩尺寸的精度控制成为近净成形精确控形领域的不可缺少的一环。由于在铸件收缩过程中受到铸型和型芯等结构的机械阻碍，因此不同结构的铸件所受的约束(受阻)程度不同，结构复杂的铸件则更可能存在着约束程度不同的局部结构。因而需要新的设计方法提高对铸件收缩尺寸的控制能力，从而达到铸件尺寸精度目的。

目前，由于经验缩尺的方法存在着较大的尺寸精度误差，而Thon Campbell所研究的包络密度与铸件收缩率的关系又仅停留在对铸件整体的研究，而并未涉及铸件局部包络密度的研究，并且由于结构复杂的铸件存在着约束程度不同的局部结构，因此对于结构复杂的铸件，采用该方法后铸件依旧存在与经验缩尺方法同等的尺寸精度误差，致使该方法对铸件的尺寸精度提高效果并不明显。

发明内容

本发明的目的是要解决现有经验缩尺法存在铸件尺寸精度误差大，以及整体包络密度法提高铸件尺寸精度效果不明显的问题，而提供一种基于局部包络密度的铸件收缩尺寸的精确设计方法。

一种基于局部包络密度的铸件收缩尺寸的精确设计方法，按以下步骤完成：

一、按收缩中心射线划分法将试验模型划分成若干个局部包络体，先计算任意一个局部包络体的局部包络密度，并依据局部包络密度与收缩率的二次关系曲线，得出该局部包络体的收缩率，然后采用同样方法得出试验模型所有的局部包络体的收缩率；

二、将试验模型所有的局部包络体的收缩率转换成铸件上同一部位的收缩率，转换公式如下：

ε_li＝α₁·ε₁+α₂·ε₂+…+α_n·ε_n+(1-α₁-α₂-…-α_n)·ε₀

式中，ε_n代表试验模型第n个局部包络体的收缩率，ε_li代表铸件上同一部位的收缩率；ε₀代表铸件自由收缩时的收缩率；α_n代表比例系数，所述比例系数为试验模型第n个局部包络体的尺寸与铸件上同一部位的尺寸的比值。

本发明的有益效果：

(1)本发明一种基于局部包络密度的铸件收缩尺寸的精确设计方法，在整体包络密度法的基础上，设计出一种局部包络密度法，将整体包络体采用收缩中心射线划分法分成若干个局部包络体，并依据局部包络密度与收缩率的二次关系曲线，得出铸件所有的局部包络体的收缩率，实现量化局部约束影响，提高铸件局部尺寸的精度，解决了现有经验缩尺法和整体包络密度法存在铸件尺寸精度误差大的缺陷。