鑄造工藝優(yōu)化的案例
《JSCAST鑄造成形工藝分析》現(xiàn)已開放領(lǐng)取
1 產(chǎn)品簡介
1.1 主要功能
1.2 附加擴(kuò)展模塊
2 功能特色
2.1 友好的專業(yè)化圖形界面
2.2 獨(dú)特的混合網(wǎng)格技術(shù)
2.3 突出的功能特性
2.4 快速精確的計(jì)算方法
3 應(yīng)用價(jià)值
3.1 在金屬成形行業(yè)價(jià)值
3.2 應(yīng)用領(lǐng)域和價(jià)值
4 用戶案例
4.1 應(yīng)用案例1：大型鑄件鑄造工藝優(yōu)化
4.2 應(yīng)用案例2：發(fā)動(dòng)機(jī)箱體縮孔缺陷預(yù)測
4.3 應(yīng)用案例3：壓鑄工藝優(yōu)化
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展開 鋁合金薄壁殼體低壓鑄造工藝方案設(shè)計(jì)
摘要
針對(duì)鋁合金薄壁殼體生產(chǎn)中，縮松、縮孔缺陷多，力學(xué)性能差的問題，本研究設(shè)計(jì)了底注式和縫隙式相結(jié)合的澆注系統(tǒng)，綜合運(yùn)用鑄造數(shù)值模擬仿真、響應(yīng)面分析等手段，優(yōu)化了鑄造工藝方案。結(jié)果表明：優(yōu)化后的鋁合金薄壁殼體無縮松、縮孔缺陷，二次枝晶間距減小了10.87%，顯著提升了鑄件的力學(xué)性能。通過金相分析，驗(yàn)證了本低壓鑄造工藝方案的正確性。
隨著碳中和概念的提出，節(jié)能環(huán)保再一次成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)問題。這也促使機(jī)械制造業(yè)朝著輕量化發(fā)展，鋁合金鑄造作為制造業(yè)重要的一環(huán)，為了達(dá)到輕量化的要求，鑄件的壁厚越來越薄也是必然的趨勢(shì)。但鋁合金薄壁件具有難以成形、缺陷多的特點(diǎn)，造成這類零件良品率低的問題。
本文以鋁合金薄壁殼體為研究對(duì)象，在建模軟件CATIA中建立帶有澆注系統(tǒng)的三維模型，應(yīng)用Procast對(duì)鑄件鑄造成形過程進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，優(yōu)化設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，再利用Design-expert軟件設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，優(yōu)化鑄造工藝方案，最后進(jìn)行冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。最終獲得了成形質(zhì)量高且力學(xué)性能良好的鋁合金薄壁殼體鑄件。
1 原工藝分析
1.1 鑄件結(jié)構(gòu)與原始澆注系統(tǒng)
本文研究對(duì)象為鋁合金薄壁殼體，鋁合金牌號(hào)為A356。其外觀如圖1所示，鑄件特征為形狀細(xì)而長，縱向高度差異大，壁厚較薄的異型鋁合金殼體。鑄件尺寸為：733.5 mm×230.6 mm×495 mm；鑄件壁厚大多在6 mm，且存在大量加強(qiáng)筋和肋板，鑄件左側(cè)高度明顯高于右側(cè)，使得鑄件左側(cè)相比右側(cè)難以補(bǔ)縮。根據(jù)鑄件幾何特征，初步設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)如圖2所示。
展開 華鑄CAE鑄造工藝分析軟件系統(tǒng)
“華鑄CAE”鑄造工藝分析軟件是分析和優(yōu)化鑄造工藝的重要工具，是華中科技大學(xué)（原華中理工大學(xué)）經(jīng)20多年研究開發(fā)，并在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中不斷改進(jìn)，完善起來的集成軟件系統(tǒng)，目前發(fā)行的版本是V8.0。它以鑄件充型、凝固過程數(shù)值模擬技術(shù)為核心對(duì)鑄件的成型過程進(jìn)行工藝分析和質(zhì)量預(yù)測，從而協(xié)助工藝人員完成鑄件的工藝優(yōu)化工作。多年來在提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品，減少消耗，縮短試制周期，贏得外商訂單等方面為眾多的廠家創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，在行業(yè)內(nèi)享有廣泛的聲譽(yù)和信譽(yù)?！? 據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到2000年底，本軟件在廣大客戶的生產(chǎn)應(yīng)用中取得的效益累計(jì)超過億元，到2005年12月，本軟件國外內(nèi)的用戶近150家。
展開 優(yōu)化鑄造方案，提前發(fā)現(xiàn)鑄造缺陷-將CFD（FLOW3D）分析集成到壓鑄工藝設(shè)計(jì)中
「FLOW3D鑄造仿真」「壓鑄模具」「鑄造模具」「鑄造模具設(shè)計(jì)優(yōu)化」
「FLOW3D鑄造仿真」鑄造方案
優(yōu)化鑄造方案，提前發(fā)現(xiàn)鑄造缺陷，優(yōu)化澆道設(shè)計(jì)（進(jìn)澆截面積、型腔內(nèi)部速度）、排氣設(shè)計(jì)、渣包設(shè)計(jì)、冷卻設(shè)計(jì)（防止產(chǎn)品變型）、滑塊方案?！?em>鑄造方案」「排氣」「渣包」「冷卻」
如何從鑄造原理出發(fā)，通過仿真分析優(yōu)化鑄造方案？工藝因素帕斯卡原理、伯努利定理、壓鑄機(jī)結(jié)構(gòu)、壓鑄機(jī)、壓鑄的射出過程、高速低速、充填時(shí)間、鑄造壓力、射出波形。「鑄造原理」「壓鑄機(jī)」「充填時(shí)間」「射出波形」
展開 
華鑄CAE鑄造工藝分析軟件系統(tǒng)
“華鑄CAE”鑄造工藝分析軟件是分析和優(yōu)化鑄造工藝的重要工具，是華中科技大學(xué)經(jīng)二十余年研究開發(fā)，并在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中不斷改進(jìn)，完善起來的集成軟件系統(tǒng)，目前發(fā)行的版本是V10.0。它以鑄件充型、凝固過程數(shù)值模擬技術(shù)為核心對(duì)鑄件的成型過程進(jìn)行工藝分析和質(zhì)量預(yù)測，從而協(xié)助工藝人員完成鑄件的工藝優(yōu)化工作。該軟件對(duì)鑄件充型、凝固過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，預(yù)測鑄造過程中可能產(chǎn)生的卷氣、夾渣、沖砂、澆不足、冷隔、縮孔、縮松等缺陷。多年來在提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品，減少消耗，縮短試制周期，贏得外商訂單等方面為眾多的廠家創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，在行業(yè)內(nèi)享有廣泛的聲譽(yù)和信譽(yù)。
截止2008年9月，目前國內(nèi)外用戶累計(jì)已超過300家，企業(yè)裝機(jī)數(shù)已超過700套；30多所高校使用本軟件進(jìn)行教學(xué)科研，高校裝機(jī)數(shù)已超過1000個(gè)節(jié)點(diǎn)；已推出英文版并銷往多個(gè)國家與地區(qū)。據(jù)所收集的用戶反饋信息，截止到2007 年底，本軟件在部分用戶生產(chǎn)應(yīng)用中取得的效益累計(jì)已超過15億元。
功效意義
增進(jìn)科學(xué)決策，減少經(jīng)驗(yàn)依賴
預(yù)測鑄件缺陷，優(yōu)化鑄造工藝
降低毛料消耗，提高工藝出品
縮短試制周期，節(jié)省試制費(fèi)用
敏捷市場反應(yīng)，增強(qiáng)競爭優(yōu)勢(shì)
改善企業(yè)形象，促成產(chǎn)品外銷
使用范圍
鑄造材質(zhì)：鋼、鐵、鋁、銅等各種各類鑄造合金
鑄造方式：砂型、金屬型、殼型、鐵模覆砂、熔模、低壓、壓力等鑄造方式
分析內(nèi)容
流動(dòng)充型過程、冷卻凝固過程、充型換熱耦合過程
預(yù)測缺陷
夾渣、卷氣、冷隔、澆不足、縮孔、縮松
展開 HPDC工藝優(yōu)化與成本降低
客戶案例研究：Project Engineering GmbH 實(shí)現(xiàn)鑄造工藝優(yōu)化并降低成本
Andreas Harborth, Project Engineering GmbH
Project Engineering GmbH 成功應(yīng)用 FLOW-3D CAST 在壓鑄工藝中生產(chǎn)最佳的油底殼蓋。
初始狀態(tài)：
? 年產(chǎn)量：60,000 件/年
? 沖頭直徑 100 mm
? 機(jī)臺(tái)噸位：1600噸
? 合金：EN AC-AlSi9Cu3(Fe)
? 毛坯重量：2885克
? 充型和凝固時(shí)間：26.5秒
最終客戶目標(biāo)是在維持或提升產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，優(yōu)化工藝流程，實(shí)現(xiàn)成本下降 3%。
初始設(shè)計(jì)方案的鑄件
優(yōu)化目標(biāo)：
? 提高鑄造效率
? 減少回收材料的重量（如流道和排氣系統(tǒng)）
? 縮短成型節(jié)拍時(shí)間
? 最大限度地降低廢品率，提高制程穩(wěn)定性
初步設(shè)計(jì)中確定的關(guān)鍵問題
? 通過評(píng)估初始方案發(fā)現(xiàn)以下特定領(lǐng)域需要改進(jìn)：低填充率（23%）—低填充率和沖頭速度（0.15 m/s）導(dǎo)致第一階段循環(huán)時(shí)間較長。
? 鑄件與產(chǎn)品重量比高（2.2:1）－表示流道和多余材料占比較大，不僅增加材料回收成本，也對(duì)鎖模力和凝固時(shí)間提出更高要求。
? 廢品率高－由于空氣滯留，導(dǎo)致鑄件中孔隙率過高，暴露出當(dāng)前排氣策略存在不足，急需優(yōu)化。
原始方案（氣體粒子）
原始方案（凝固順序）
使用 FLOW-3D CAST 進(jìn)行優(yōu)化
通過重新設(shè)計(jì)澆鑄系統(tǒng)和填充策略，實(shí)現(xiàn)了性能與經(jīng)濟(jì)層面的顯著提升：
最終優(yōu)化后鑄件
? 收入增加 165% – 提高工藝效率使總收益從每年約€38,000 增加至 €100,000。
展開 鋁合金水冷電機(jī)殼鑄造工藝分析和優(yōu)化
而鑄造這個(gè)鑄件存在的兩大難點(diǎn)：1.縮松，造成漏氣；2.氣孔，造成鑄件直接報(bào)廢。今天我們只探討縮松問題，如何用我們的軟件ProCAST來分析和優(yōu)化這個(gè)鑄件。
鑄件外徑240mm,高度200mm，中間存在中空的水道。采用覆膜砂成型。鋁合金材質(zhì)：A356;因底部有個(gè)法蘭整體成型，所以通過橫澆道的方式對(duì)圓柱體部分進(jìn)行補(bǔ)縮。工藝圖如下：
第一次工藝分析結(jié)果與實(shí)際對(duì)比：
從模擬上看，鑄件在澆口上端出現(xiàn)較大的孤立溶液，存在縮孔缺陷。而實(shí)際生產(chǎn)的結(jié)果就是該區(qū)域存在嚴(yán)重的縮孔缺陷。最終導(dǎo)致產(chǎn)品漏氣報(bào)廢。第一次試模宣告失敗。
修模方案：圈內(nèi)增加補(bǔ)縮筋。
上端的孤立溶液明顯得到補(bǔ)縮。而后續(xù)的產(chǎn)品，也是跟實(shí)際吻合，實(shí)現(xiàn)了合格送樣，實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)。
來源： ProCAST鑄造模擬
展開 高牌號(hào)球墨鑄鐵前蓋鑄造缺陷分析及工藝優(yōu)化
摘要
采用濕型鑄造生產(chǎn)的球鐵前蓋鑄件常是通過在砂芯內(nèi)放置冷鐵消除鑄件縮松缺陷，其工藝復(fù)雜，在批量生產(chǎn)中鑄件的氣孔及縮孔廢品比例較高。本研究簡化了前蓋鑄造工藝，其內(nèi)腔由吊砂工藝帶出，減少了主體砂芯。該工藝在利用鐵液自重補(bǔ)縮的同時(shí)，輔以側(cè)冒口補(bǔ)縮以及在局部增加冷鐵。優(yōu)化后的工藝降低了鑄件的廢品率，同時(shí)也簡化了生產(chǎn)工藝，降低了鑄造成本。
球墨鑄鐵前蓋材質(zhì)為QT700-2，采用濕型砂工藝生產(chǎn)。由于濕型砂砂型硬度不及鐵型覆砂工藝，因此鑄件在凝固過程中不能完全實(shí)現(xiàn)球墨鑄鐵的自補(bǔ)縮，需要采取相應(yīng)的防縮措施。在前期的生產(chǎn)中，我廠采用冷鐵工藝來解決鑄件內(nèi)部的縮松問題。但在批量生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，冷鐵工藝不僅成本高，而且質(zhì)量不穩(wěn)定，氣孔和縮孔廢品比例較高。對(duì)原始工藝進(jìn)行了改進(jìn)，徹底解決了前蓋內(nèi)部縮松問題，保證產(chǎn)品穩(wěn)定生產(chǎn)。
1 初始鑄造工藝設(shè)計(jì)
前蓋材質(zhì)為QT700-2，基本壁厚9 mm，底部法蘭盤壁厚40 mm，頂部壁厚23 mm，有四個(gè)獨(dú)立的搭子，壁厚不均勻（圖1）。分型面按常規(guī)設(shè)計(jì)選在接近中部的法蘭面位置，鑄件小端置于上箱，大法蘭及砂芯芯頭置于下箱（圖2），內(nèi)澆道從大法蘭面進(jìn)入型腔，內(nèi)腔采用手工自硬砂整體砂芯。
圖1 前蓋結(jié)構(gòu)
圖2 前蓋初始工藝
根據(jù)前蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，外圓法蘭盤直徑約450 mm，平均壁厚40 mm，存在厚大的環(huán)形熱節(jié)，因此工藝設(shè)計(jì)采用冒口加外冷鐵相結(jié)合的方式消除該位置熱節(jié)。兩個(gè)側(cè)冒口設(shè)計(jì)為60 mm×80 mm×70 mm的壓邊冒口，同時(shí)在砂芯內(nèi)設(shè)置六塊外冷鐵進(jìn)行激冷，消除法蘭環(huán)位置熱節(jié)，使整個(gè)法蘭環(huán)實(shí)現(xiàn)順序凝固。頂部法蘭熱節(jié)集中在四個(gè)獨(dú)立的搭子處，設(shè)計(jì)采用放置內(nèi)冷鐵解決縮松問題，前蓋模具如圖3所示。
展開 基于Inspire的公交站臺(tái)頂棚支架結(jié)構(gòu)及鑄造工藝澆注系統(tǒng)優(yōu)化
應(yīng)用表 明 Inspire 能快速獲取優(yōu)化結(jié)構(gòu)，通過 Inspire Cast 能快速判斷鑄造缺陷，指導(dǎo)修改澆注系 統(tǒng)，并對(duì)改進(jìn)后的工藝方法進(jìn)行驗(yàn)證。
1 概述
仿生設(shè)計(jì)以自然界萬事萬物的“形”、“色”、“音”、“功能”、“結(jié)構(gòu)”等為研究對(duì)象，有選擇 地在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用這些特征原理進(jìn)行的設(shè)計(jì)，同時(shí)結(jié)合仿生學(xué)的研究成果，為設(shè)計(jì)提供 新的思想、新的原理、新的方法和新的途徑。在某種意義上，仿生設(shè)計(jì)學(xué)可以說是仿生學(xué) 的延續(xù)和發(fā)展，是仿生學(xué)研究成果在人類生存方式中的反映。
仿生設(shè)計(jì)學(xué)作為人類社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)與自然界的鍥合點(diǎn)，使人類社會(huì)與自然達(dá)到了高度 的統(tǒng)一，正逐漸成為設(shè)計(jì)發(fā)展過程中新的亮點(diǎn)。自古以來，自然界就是人類各種科學(xué)技術(shù) 原理及重大發(fā)明的源泉。人類生活在自然界中，與周圍的生物作“鄰居”，這些生物各種各 樣的奇異本領(lǐng)，吸引著人們?nèi)ハ胂蠛湍７?。人類運(yùn)用其觀察、思維和設(shè)計(jì)能力，開始了對(duì) 生物的模仿，并通過創(chuàng)造性的勞動(dòng)，制造出簡單的工具，增強(qiáng)了自己與自然界斗爭的本領(lǐng) 和能力。
本文通過利用 Inspire 的優(yōu)化獲取接近自然的仿生結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過 3D 打印與鑄造工藝-熔 模鑄造的方法獲得結(jié)構(gòu)鑄件，其中，Inspire Cast 在模具設(shè)計(jì)中能輔助工程師快速發(fā)現(xiàn)模具 缺陷，指導(dǎo)修改澆注系統(tǒng)，減少模具開發(fā)周期，最后通過 Evolve 渲染獲得該結(jié)構(gòu)在公交車 站頂棚的表現(xiàn)。
2 有限元模型的建立
由于頂棚支撐結(jié)構(gòu)常年暴露室外，所受環(huán)境因素多變，現(xiàn)對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的常見載荷情況 進(jìn)行有限元分析及獲取仿生結(jié)構(gòu)。
2.1建立初始模型
Inspire 無需手動(dòng)劃分網(wǎng)格，同時(shí)為了保證獲得優(yōu)化空間最大化，建立的模型更偏向無 孔盒子狀。
展開 鑄件適合工藝、鑄造工藝特點(diǎn)有哪些？10大鑄造工藝詳解請(qǐng)收好
液態(tài)金屬澆注到與零件形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產(chǎn)方法，通常稱為金屬液態(tài)成形或鑄造。
工藝流程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄件
工藝特點(diǎn)：
1、可生產(chǎn)形狀任意復(fù)雜的制件，特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的制件。
2、適應(yīng)性強(qiáng)，合金種類不受限制，鑄件大小幾乎不受限制。
3、材料來源廣，廢品可重熔，設(shè)備投資低。
4、廢品率高、表面質(zhì)量較低、勞動(dòng)條件差。
鑄造分類 ：
(1)砂型鑄造（sand casting）
砂型鑄造：在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。
工藝流程：
砂型鑄造工藝流程
技術(shù)特點(diǎn)：
1、適合于制成形狀復(fù)雜，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯；
2、適應(yīng)性廣，成本低；
3、對(duì)于某些塑性很差的材料，如鑄鐵等，砂型鑄造是制造其零件或，毛坯的唯一的成形工藝。
應(yīng)用：汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件
(2)熔模鑄造(investmentcasting)
熔模鑄造：通常是指在易熔材料制成模樣，在模樣表面包覆若干層耐火材料制成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無分型面的鑄型，經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案。常稱為“失蠟鑄造”。
工藝流程：
熔模鑄造工藝流程
工藝特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：
1、尺寸精度和幾何精度高；
2、表面粗糙度高；
3、能夠鑄造外型復(fù)雜的鑄件，且鑄造的合金不受限制。
缺點(diǎn)：工序繁雜，費(fèi)用較高
應(yīng)用：適用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜、精度要求高、或很難進(jìn)行其它加工的小型零件，如渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片等。
展開 鑄造工藝優(yōu)化-FLOW3D如何實(shí)現(xiàn)壓射缸行程參數(shù)設(shè)定的最佳化
由 FLOW-3D 提供的詳細(xì)結(jié)果讓高壓鑄造制程中的壓射行程設(shè)定最佳化不再事件困難的事。工程師能夠減少試模的次數(shù)，大幅降低時(shí)間成本以及材料成本。
「FLOW3D鑄造仿真」壓力、速度
如何設(shè)定壓力、控制速度（射速）、控制溫度等參數(shù)？！壓鑄金屬按填充型腔過程，需要考慮壓力、速度、溫度以及時(shí)間等工藝因素，使用軟件仿真分析壓鑄過程「高壓鑄造」「壓力鑄造」「壓鑄工藝」
如何設(shè)定壓射力最佳壓力值？壓力的大小影響射速，由壓射缸的截面積和工作液的壓力所決定「高壓鑄造」「壓力鑄造」「壓鑄工藝」
如何確定鑄造工藝？高壓鑄造適用范圍？鑄件分為有強(qiáng)度要求的和一般要求的兩類,對(duì)于有強(qiáng)度要求的,應(yīng)該具有良好的致密度.這是應(yīng)該采用高的增壓比壓「FLOW3D鑄造仿真分析」「高壓鑄造」「壓力鑄造」「壓鑄工藝」
如何設(shè)定壓力鑄造壓力、射速？考慮工藝因素和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，導(dǎo)熱和比熱性，凝固溫度范圍，模具溫度，結(jié)構(gòu)。「射速」「壓射速度」
「FLOW3D鑄造仿真」材料
壓鑄鋁合金中各元素的作用和影響「高壓鑄造」「壓力鑄造」「壓鑄工藝」
「FLOW3D鑄造仿真」壓鑄模具
如何優(yōu)化設(shè)計(jì)壓鑄模具設(shè)計(jì)（鑄造模具）？模具結(jié)構(gòu)考慮因素湯餅，湯道，澆道，澆口，產(chǎn)品，真空澆道頭，鑄孔，渣包，優(yōu)化模具設(shè)計(jì)?！窮LOW3D鑄造仿真」「壓鑄模具」「鑄造模具」「鑄造模具設(shè)計(jì)優(yōu)化」
「FLOW3D鑄造仿真」鑄造方案
優(yōu)化鑄造方案，提前發(fā)現(xiàn)鑄造缺陷，優(yōu)化澆道設(shè)計(jì)（進(jìn)澆截面積、型腔內(nèi)部速度）、排氣設(shè)計(jì)、渣包設(shè)計(jì)、冷卻設(shè)計(jì)（防止產(chǎn)品變型）、滑塊方案?！?em>鑄造方案」「排氣」「渣包」「冷卻」
如何從鑄造原理出發(fā)，通過仿真分析優(yōu)化鑄造方案？工藝因素帕斯卡原理、伯努利定理、壓鑄機(jī)結(jié)構(gòu)、壓鑄機(jī)、壓鑄的射出過程、高速低速、充填時(shí)間、鑄造壓力、射出波形。
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華鑄CAE/ InteCAST—鑄造工藝分析軟件集成系統(tǒng)
華鑄CAE?/ InteCAST?—中國鑄造領(lǐng)域最著名的模擬分析系統(tǒng)。是華中科技大學(xué)（原華中理工大學(xué)）經(jīng)20年的研究與開發(fā)，并在長期的生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)中不斷改進(jìn)、完善起來的一項(xiàng)軟件系列產(chǎn)品。華鑄CAE?/ InteCAST?鑄造工藝分析軟件集成系統(tǒng)是分析和優(yōu)化鑄件鑄造工藝的重要工具，它以鑄件充型過程、凝固過程數(shù)值模擬技術(shù)為核心對(duì)鑄件進(jìn)行鑄造工藝分析?？梢酝瓿啥喾N合金材質(zhì)（包括鑄鋼、球鐵、灰鐵、鑄造鋁合金、鑄造鋁合金等）、多種鑄造方法（砂型鑄造，金屬型鑄造，壓鑄，低壓鑄造，鐵模覆砂鑄造等）下鑄件的凝固分析、流動(dòng)分析以及流動(dòng)和傳熱耦合計(jì)算分析。實(shí)踐應(yīng)用證明，本系統(tǒng)在預(yù)測鑄件縮孔縮松缺陷的傾向、改進(jìn)和優(yōu)化工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品率、減少澆冒口消耗，提高工藝出品率、縮短產(chǎn)品試制周期，降低生產(chǎn)成本、減少工藝設(shè)計(jì)對(duì)經(jīng)驗(yàn)對(duì)人員的依賴，保持工藝設(shè)計(jì)水平穩(wěn)定等諸多方面都有明顯的效果。
華鑄CAE?/ InteCAST?的研制與開發(fā)過程中，先后完成了多項(xiàng)國家及省部級(jí)科研攻關(guān)項(xiàng)目，并獲得多項(xiàng)省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)。其中包括中國船舶工業(yè)總公司的“鑄造工藝參數(shù)的優(yōu)化”、湖北省科委的重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“球墨鑄鐵凝固模擬及鑄造工藝CAD”、 “多材質(zhì)鑄件凝固模擬及鑄造工藝CAD” 及國家教委博士點(diǎn)專項(xiàng)基金項(xiàng)目“氣化模鑄造充型過程數(shù)值模擬及其質(zhì)量控制”等。上述項(xiàng)目均已通過省部級(jí)組織的專家鑒定，鑒定認(rèn)為諸多成果處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
正在承擔(dān)的重要項(xiàng)目有國家經(jīng)貿(mào)委的“國家技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目”一項(xiàng)，國家自然科學(xué)基金一項(xiàng)，國家航天支撐基金一項(xiàng)，解放軍總裝備技術(shù)攻關(guān)子項(xiàng)目二項(xiàng)以及其它眾多橫向項(xiàng)目。
目前“華鑄CAE”集成化軟件系統(tǒng)在國內(nèi)市場占有率達(dá)80%左右，首鋼、鞍鋼、東風(fēng)汽車公司、浙江大學(xué)、航天三院等一百家工礦企業(yè)、科研院校使用該系統(tǒng)，幾年來為企業(yè)帶來直接經(jīng)濟(jì)效益兩億多元。
展開 關(guān)于NOVACAST高級(jí)鑄造工藝仿真，你了解多少？
CVM的離散方法能夠采用粗網(wǎng)格處理復(fù)雜及薄壁模型并能保證很高的計(jì)算精度，使得其計(jì)算速度為普通算法的5-10倍，大大提高了鑄造分析的效能。
傳統(tǒng)FDM網(wǎng)格處理 先進(jìn)的CVM網(wǎng)格處理
依據(jù)合金相圖的材料數(shù)據(jù)庫
NOVACAST的材料庫具備熱流動(dòng)物理特性、機(jī)械物理特性等內(nèi)容，并依據(jù)合金相圖構(gòu)架完備的鑄造材料性能，使得材料數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確完善，其材料數(shù)據(jù)庫囊括數(shù)百種材料種類及數(shù)據(jù)，包括合金成分、密度變化、比熱、熱導(dǎo)熱容、粘度、傳熱系數(shù)、奧氏體及鐵素體等，所含材料類別。
功能全面的仿真體系
NOVACAST可模擬從金屬液澆注開始到產(chǎn)品最終成形的整個(gè)階段，從澆注、充型、凝固再到冷卻完畢，各個(gè)階段的成形現(xiàn)象及缺陷均可獲得直觀的結(jié)果。在鑄造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，同樣具有專業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算功能。
工藝參數(shù)及方案優(yōu)化分析
NOVACAST全面的仿真模擬系統(tǒng)，可進(jìn)行鑄造工藝及模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，包括：
①澆鑄系統(tǒng)、排氣孔和溢流槽的位置及個(gè)數(shù)優(yōu)化；
②冒口的位置及大小優(yōu)化；
③冷鐵的布局優(yōu)化；
④模具冷卻及加熱管道布局方案優(yōu)化；
⑤鑄造工藝參數(shù)的優(yōu)化，包括澆注溫度、壓力、活塞、速度等
澆冒系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化
相關(guān)模塊
模塊1 Novasolid CV凝固分析模塊
鑄造凝固過程模擬模塊，主要用于分析求解各種鑄造工藝的凝固過程，預(yù)測凝固過程的多種缺陷，包括縮孔、疏松等。
模塊2 NovaFlow CV充型流動(dòng)分析模塊
本模塊進(jìn)行所有鑄造工藝的金屬液充型流動(dòng)過程分析，計(jì)算澆鑄溫度場、夾雜、粘砂、冷隔、澆不足、卷氣、偏析等缺陷，并可將縮孔結(jié)果輸出。
展開 鑄造成形工藝基礎(chǔ)：4種主要鑄造方式的工藝分析與比較
鑄造相關(guān)概念：
將金屬材料加熱到液態(tài)，澆注到具有與零件形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔內(nèi)，待其冷卻凝固后，得到所需零件或毛坯的方法。
鑄造工藝是最常用的毛坯生產(chǎn)手段之一，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)中，在一些機(jī)器中可占總重量的80%以上。鑄造出的產(chǎn)品大多是毛坯，必須經(jīng)切削加工后制成零件，但在現(xiàn)代鑄造生產(chǎn)中，也有一些特種鑄造、精密鑄造的方法直接生產(chǎn)出零件。
鑄造的特點(diǎn)：
（1）可制成形狀復(fù)雜，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯，如箱體、氣缸體等；
（2）適應(yīng)性強(qiáng)：在所用材料方面，零件尺寸方面及生產(chǎn)批量方面；
（3）價(jià)廉：設(shè)備簡單，原材料便宜，節(jié)省金屬、毛坯與零件相近，減少切削加工量。
來源：一位工程師
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展開 NOVACAST：一款強(qiáng)大的鑄造工藝仿真軟件
澆冒補(bǔ)縮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)：優(yōu)化設(shè)計(jì)澆流道、冒口、套筒、過濾網(wǎng)、鑄件幾何建模、補(bǔ)縮距離等；
充型計(jì)算系統(tǒng)：預(yù)測流動(dòng)缺陷（填充不良、冷鎘、夾雜、卷氣、粘砂路徑等）；
凝固計(jì)算系統(tǒng)：預(yù)測凝固缺陷（縮孔、疏松、偏析、氣孔等）；
熱應(yīng)力計(jì)算系統(tǒng)：預(yù)測熱應(yīng)變?nèi)毕荩ㄗ冃?、冷熱裂紋、收縮、殘余應(yīng)力、機(jī)械強(qiáng)度等）。
鑄件熱裂位置預(yù)測
l 工藝參數(shù)及方案優(yōu)化分析
NOVACAST 全面的仿真模擬系統(tǒng)，可進(jìn)行鑄造工藝及模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，包括：
澆鑄系統(tǒng)、排氣孔和溢流槽的位置及個(gè)數(shù)優(yōu)化；
冒口的位置及大小優(yōu)化；
冷鐵的布局優(yōu)化；
模具冷卻及加熱管道布局方案優(yōu)化；
鑄造工藝參數(shù)的優(yōu)化，包括澆注溫度、壓力、活塞、速度等
澆冒系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化
2、NOVACAST 的實(shí)用價(jià)值
可進(jìn)行幾乎所有的鑄造工藝過程模擬，包括：砂鑄、壓鑄、低壓鑄造、重力鑄造、傾轉(zhuǎn)鑄造、金屬型鑄造、半固態(tài)鑄造、精密熔模鑄造、真空壓鑄、差壓鑄造、連續(xù)（循環(huán)）鑄造、消失模鑄造、離心鑄造等。
具有STL、STEP 等的幾何接口，可導(dǎo)入多種主流CAD 軟件如UG、PRO/E、CATIA、soliderworks 的鑄造幾何模型。
具有方便快捷的澆鑄系統(tǒng)CAD 建模工具，可實(shí)現(xiàn)專業(yè)的幾何模型建立。
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