[发明专利]一种CAD与铸造仿真结合的熔模精铸浇冒口设计方法

说明书

本发明涉及一种CAD与铸造仿真结合的熔模精铸浇冒口设计方法，包括如下步骤：利用铸造仿真软件模拟仿真模型的铸件凝固温度场，得到孤立液相区；根据孤立液相区，在计算机辅助设计软件中通过确定热节部位造型和热节位置，得到热节模数；利用铸件模数计算法，根据热节位置确定仿真模型的浇冒口位置，并根据模数法设计浇冒口，确定仿真模型的浇冒口大小及冒口形状；根据浇冒口位置、浇冒口大小及浇冒口形状，在仿真模型上增设铸件的浇冒口仿真模型，得到铸造仿真模型；验证铸造仿真模型中的浇冒口仿真模型的铸造补缩效果，得到验证结果；根据验证结果设计铸件的浇铸冒口；根据验证结果确认铸件的浇铸冒口可行性；本发明提高了精铸件的产品工艺稳定性。

技术领域

本发明涉及熔模铸造工艺技术领域以及计算机辅助制造技术领域，具体涉及一种CAD与铸造仿真结合的熔模精铸浇冒口设计方法。

背景技术

浇冒口设计是熔模精铸工艺设计的一项重要内容，浇冒口的形状、大小及开设位置既影响着金属填充壳型的流场，同时更决定着铸件的凝固、补缩、铸造收缩应力以及相关的铸造缺陷如缩孔缩松、热裂、变形等。

浇冒口设计常用的方法有模数法、比例法等，其实践应用中局限较大，且浇冒口开设位置多依赖工艺经验，工艺优化迭代周期长、工艺稳定性不高，难以满足当今熔模精铸行业新的发展要求。

发明内容

为解决现有熔模精铸工艺中，浇冒口开设位置多依赖工艺经验，工艺优化迭代周期长、工艺稳定性不高等技术问题，本发明提供一种CAD与铸造仿真结合的熔模精铸浇冒口设计方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种CAD与铸造仿真结合的熔模精铸浇冒口设计方法，包括如下步骤：

构建铸件的仿真模型；

利用铸造仿真软件模拟所述仿真模型的铸件凝固温度场，得到所述铸件在铸造凝固过程中的孤立液相区；

根据所述孤立液相区，在计算机辅助设计软件中通过确定所述仿真模型的热节部位造型确定热节位置，得到热节模数；

利用铸件模数计算法，根据所述热节位置确定所述仿真模型的浇冒口位置，并根据模数法设计浇冒口，确定所述仿真模型的浇冒口大小以及浇冒口形状；

根据所述浇冒口位置、所述浇冒口大小以及所述浇冒口形状，在所述仿真模型上增设所述铸件的浇冒口仿真模型，得到铸造仿真模型；

验证所述铸造仿真模型中的所述浇冒口仿真模型的铸造补缩效果，得到验证结果；

根据所述验证结果设计所述铸件的浇铸冒口方案。

本发明的有益效果是：相比于传统的经验法设计浇铸冒口，本发明通过以计算机辅助设计软件及铸造仿真模拟软件为工具，科学准确地设计确定浇冒口的位置、大小及形状，提高精铸件的产品工艺稳定性、科学性，缩短产品研制交付周期。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，利用铸造仿真软件模拟所述仿真模型的铸件凝固温度场，得到所述铸件在铸造凝固过程中的孤立液相区，具体包括如下步骤：

将所述仿真模型导入所述铸造仿真软件；

通过在所述铸造仿真软件中输入所述铸件对应的材料热物性参数模拟所述仿真模型的铸件凝固温度场，得到所述铸件在铸造凝固过程中的孤立液相区；

进一步，根据孤立液相区，在计算机辅助设计软件中通过确定所述仿真模型的热节部位造型确定热节位置，得到热节模数，具体包括如下步骤：

根据所述孤立液相区，在所述计算机辅助设计软件中利用布尔运算求解确定所述仿真模型的热节部位造型；