基于CAD/CAE/CAM技术的砂型铸造工艺研发

摘要

随着现代工业的发展，对铸件产品的质量和生产效率要求越来越高，把CAD/CAE/CAM技术应用到铸造工艺设计中，实现了设计、分析、制造过程的一体化，大大提高了铸造工艺研发的效率、降低了企业研发成本、提高了铸件质量。因此CAD/CAE/CAM技术在铸造行业中有着越来越重的地位。
　　本文是基于实例，对CAD/CAE/CAM技术在铸造工艺研发过程中的应用作了研究。在计算机上完成铸造工艺设计、充型凝固过程分析、模具设计和数控加工仿真。在新产品试制前，尽可能多的发现铸件实际生产环节中可能发生的各种问题。首先，在铸造工艺设计前对零件进行力学分析，依据分析结果并结合铸造设计理论和经验对铸造工艺进行初步拟定;其次，利用UGNX软件对铸件、浇注系统、补缩系统和模具进行实体造型;再次，利用铸造CAE软件AnyCasting对金属熔体充型凝固过程进行仿真，分析仿真结果、预测浇注过程中可能出现的缺陷，并通过改变浇注系统、补缩系统的结构和浇注参数等措施对浇注工艺进行优化;最后利用UGNX软件对模板进行造型设计、模板的数控加工编程和加工过程仿真，参考仿真效果确定模板的数控加工程序。
　　本文在铸件工艺研发过程中全程运用CAD/CAE/CAM技术，完整的阐述了一套新的铸造工艺设计思路，以期利用CAD/CAE/CAM技术更好的服务我国铸造行业。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文的选题背景及意义

1．2 铸造CAD／CAE／CAM技术概述及国内外应用

1．2．1 铸造CAD／CAE／CAM技术概述

1．2．2 铸造CAD／CAE／CAM技术国内外应用现状

1．3 研究目标及内容

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．4 研究方案及技术路线

第2章 零件力学分析

2．1 铸造工艺对铸件局部质量影响

2．2 联轴器有限元分析

2．2．1 零件结构简述

2．2．2 零件工况介绍

2．2．3 零件有限元分析

2．3 本章小结

第3章 浇冒口系统设计

3．1 球墨铸铁及其铸造特点

3．2 铸件的浇注工艺设计

3．2．1 铸件毛坯结构

3．2．2 冒口设计

3．2．3 浇注系统设计

3．2．4 实体工装设计

3．3 工装设计思路阐述

3．4 本章小结

第4章 充型凝固过程CAE仿真

4．1 金属液充型凝固过程数学模型

4．1．1 金属液充型凝固过程的基本控制方程

4．1．2 k-ε湍流模型

4．1．3 求解方法

4．2 AnyCasting软件简介

4．3 充型凝固过程数值模拟

4．3．1 前处理设置

4．3．2 后处理概述

4．3．3 后处理及分析

4．4 本章小结

第5章 铸造工艺的确定

5．1 缺陷原因分析及优化措施

5．1．1 原因分析

5．1．2 优化措施

5．2 工艺优化

5．3 工艺结果分析

5．3．1 缩松缺陷结果

5．3．2 充型过程速度场

5．3．3 充型凝固过程温度场

5．3．4 局部凝固时间

5．3．5 铸件型腔压力分布

5．4 CAE仿真结果综述

5．5 本章小结

第6章 模板设计及加工设计

6．1 砂型铸造工艺装备

6．2 模板的三维造型

6．3 模板的数控加工

6．3．1 数控加工概述

6．3．2 加工项目基础设置

6．3．3 粗加工阶段

6．3．4 半粗加工阶段

6．3．5 精加工及NC程序生成

6．4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果