[发明专利]基于数值模拟的铸件随形尺寸修正方法、装置及设备

说明书

本发明公开了一种基于数值模拟的铸件随形尺寸修正方法、装置及设备，方法包括：获取待修正的铸件的铸件网格模型；根据所述铸件网格模型进行铸造热应力模拟，获得所述铸件网格模型每个铸件结点的变形量，进而获得变形网格模型；获取铸件网格模型上的目标结点，根据所述目标结点在所述铸件网格模型的第一坐标以及其变形后的模拟结点在所述变形网格模型的第二坐标，对所述目标结点的变形情况进行分类，获得所述目标结点的变形类别；根据所述目标结点的变形类别在所述铸件网格模型选取相应参考点，并根据各个参考点、目标结点以及模拟结点的当前设计尺寸，计算目标结点的实际设计参数，以对所述目标结点进行尺寸修正。

技术领域

本发明涉及数值模拟领域，尤其涉及一种基于数值模拟的铸件随形尺寸修正方法、装置及设备。

背景技术

铸造广泛应用于工业生产的各个领域，随着铸造生产技术的发展，对铸件质量也提出了更高的要求，其中由于铸件的凝固收缩，其设计尺寸与实际尺寸往往存在较大偏差，优化铸造工艺一个重要目标就是获得表面精度更高的铸件毛坯，可以大幅度降低后续机械加工成本，提高生产效率。

提高铸件尺寸精度的一个重要途径为合理设计铸件尺寸，对目标铸件尺寸进行合理的放大，使得设计铸件在充型、凝固流程后会得到尺寸精度更高的铸件，这一过程称之为铸件尺寸修正。

目前最常采用的铸件尺寸修正方法为经验补偿法，即根据经验值对铸件尺寸进行人工放大与缩小，该经验值一般根据实际生产员工的生产经验确定，并在后续试生产中持续进行铸件尺寸测量，根据实际试生产尺寸的偏大偏小情况调整铸件局部尺寸。在此基础上一些尺寸修正会考虑铸件材质，参考铸件材料的凝固收缩率与凝固冷却速率制定尺寸修正值。

上述方法存在如下三个主要缺点：

(1)、经验值的设计依赖设计员的技术水平，即使考虑铸件材料的凝固收缩率，也缺乏有针对性的补偿公式往往需要大量试生产与反复调试才能提高设计精准度，生产周期与生产成本较高；

(2)、对于铸件多个关键尺寸往往会出现不同的最优补偿值，当多个关键尺寸存在偏差时，难以获得准确的补偿值；

(3)、经验补偿在实际操作中以整体尺寸为目标，对于铸件局部尺寸关注较少，因此铸件局部尺寸精度不高并且波动较大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于数值模拟的铸件随形尺寸修正方法、装置及设备，以解决上述问题。

本发明实施例提供了一种基于数值模拟的铸件随形尺寸修正方法，其包括：

获取待修正的铸件的铸件网格模型；

根据所述铸件网格模型进行铸造热应力模拟，获得所述铸件网格模型每个铸件结点的变形量，进而获得变形网格模型；

获取铸件网格模型上的目标结点，根据所述目标结点在所述铸件网格模型的第一坐标以及其变形后的模拟结点在所述变形网格模型的第二坐标，对所述目标结点的变形情况进行分类，获得所述目标结点的变形类别；

根据所述目标结点的变形类别在所述铸件网格模型选取相应参考点，并根据各个参考点、目标结点以及模拟结点的坐标，计算目标结点的反变形量，以对所述目标结点进行坐标修正。

优选地，获取铸件网格模型上的目标结点，根据所述目标结点在所述铸件网格模型的第一坐标以及其变形后的模拟结点在所述变形网格模型的第二坐标，对所述目标结点的变形情况进行分类，获得所述目标结点的变形类别具体为：

获取位于铸件网格模型内的目标结点的第一坐标；

获取所述目标结点经铸造热应力模拟后在变形网格模型上的模拟点的第二坐标；

当目标结点在变形后的模拟结点的第二坐标处于所述铸件网格模型的范围内，则将该目标结点的变形类别标记为直接收缩；