鑄造業(yè)計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)
計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)在當(dāng)前國際鑄造業(yè)是非常重要的，高難度復(fù)雜設(shè)計離不開計算機(jī)。在鑄造工藝設(shè)計過程中，有許多繁瑣的數(shù)學(xué)計算和大量的查表選擇等工作，僅憑工藝設(shè)計人員的個人經(jīng)驗和手工操作，不但要花費很多時間，而且設(shè)計結(jié)果往往因人而異，很難保證鑄件質(zhì)量，進(jìn)入80年代后，隨著電子計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)在工業(yè)中得到愈來愈廣泛的應(yīng)用，也為鑄造工藝設(shè)計的科學(xué)化、精確化提供了良好的工具，成為鑄造技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)發(fā)展的重要內(nèi)容之一。(連云港萬城公司)
1、鑄造工藝CAD的特點
首先將零件圖通過數(shù)字化儀或其他圖形輸入設(shè)備輸入計算機(jī)內(nèi)，然后根據(jù)要求標(biāo)出澆注位置和分型面的位置，進(jìn)一步繪出加工余量及不鑄孔、槽的符號，以及撥模斜度，并標(biāo)出尺寸，形成鑄件圖；以此為依據(jù)進(jìn)行鑄件模數(shù)和重量計算、進(jìn)行補(bǔ)縮系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)設(shè)計；將設(shè)計計算的結(jié)果以圖形方式加到鑄件圖上，再繪出砂芯形狀，算出芯頭間隙、芯頭壓緊環(huán)、防壓環(huán)、積砂槽和芯頭分塊線及尺寸等，從而形成一個完整的工藝圖；最后繪制出鑄造工藝卡片。將圖形由繪圖儀輸出，完全取代了手工繪制工藝圖和描圖、曬圖等繁瑣工序，而且修改、存檔方便，大大提高了設(shè)計效率。
與傳統(tǒng)的鑄造工藝設(shè)計方法相比，用計算機(jī)設(shè)計鑄造工藝有如下特點：
1）計算準(zhǔn)確、迅速、消除了人為的計算誤差。
2）可同時對幾個不同的方案進(jìn)行工藝設(shè)計和比較，從而找出較好的方案。
3）能夠儲存并系統(tǒng)利用鑄造工作者的經(jīng)驗，使得使用者不論其經(jīng)驗豐富與否都能設(shè)計出較合理的鑄造工藝。
4）計算結(jié)果能自動打印記錄，并能繪制鑄造工藝圖等技術(shù)文件。
計算機(jī)輔助設(shè)計不僅使計算機(jī)代替了人工設(shè)計鑄造工藝和繪制工藝圖，而且還能優(yōu)化工藝設(shè)計，提高工藝出品率。
鑄造工藝計算機(jī)輔助設(shè)計程序的功能主要表現(xiàn)在以下幾方面：
1）鑄件的幾何、物理量計算，包括鑄件體積、表面積、重量及熱模數(shù)的計算。
2）補(bǔ)縮系統(tǒng)的設(shè)計計算，包括冒口的設(shè)計和計算、冷鐵設(shè)計計算和設(shè)計合理的補(bǔ)縮通道。
3）澆注系統(tǒng)的設(shè)計計算，包括選擇澆注系統(tǒng)的類型和各部分截面積計算。
4）繪圖，包括鑄件圖、鑄造工藝圖、鑄造工藝卡等圖形的繪制和輸出。
2、典型的鑄造工藝CAD系統(tǒng)工作過程是：
1）接收用戶送給的鑄件圖紙，在以工程圖方式接收時可自行進(jìn)行三維造型；
2）工藝分析和報價；按需要從任一角度或?qū)﹁T件任一部分結(jié)構(gòu)加以觀察，根據(jù)三維實體計算鑄件重量和不同部位的模數(shù)，計算澆冒口等工藝數(shù)據(jù)，進(jìn)行鑄件的初步設(shè)計，估算成本并提出報價。
3）進(jìn)行鑄件的詳細(xì)設(shè)計；從建立的鑄件三維實體抽取數(shù)據(jù)進(jìn)行三維凝固模擬并修改鑄件設(shè)計，然后自動生成相應(yīng)的鑄型、芯盒或模具圖。
4）鑄型、芯盒和模具經(jīng)數(shù)控加工成形，進(jìn)行澆鑄和檢驗，收集生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)供質(zhì)量跟蹤和知道以后的鑄件設(shè)計。
目前鑄造工藝CAD的軟件功能一般是單一的，分為鑄件設(shè)計、凝固模擬和模樣加工等相對獨立的系統(tǒng)�！ �
近年來，國內(nèi)外在鑄造工藝計算機(jī)輔助設(shè)計方面已作了較多的研究和開發(fā)，相繼出現(xiàn)了一批較實用的軟件，如美國鑄協(xié)（AFS）的AFS-oftware軟件，可用于鑄鋼鑄鐵的澆冒口設(shè)計；英國Foseco公司的FEEDERCALC軟件可計算鑄鋼件的澆冒口尺寸，補(bǔ)縮距離及選擇保溫冒口套等；丹麥DISA公司的DISAMATIC軟件專用垂直分型生產(chǎn)線的澆冒口設(shè)計；清華大學(xué)研制開發(fā)的FTCAD軟件適用于球鐵澆冒口系統(tǒng)設(shè)計；鑄造工藝輔助設(shè)計集成軟件——CASTCAD適用于鋁合金、鑄件和鑄鋼生產(chǎn)；華北工學(xué)院開發(fā)的鑄鋼件集成軟件提出了改進(jìn)RUDDLE三次方法設(shè)計冒口且實現(xiàn)了參數(shù)化設(shè)計。此外，還有許多這方面的軟件都已在鑄造生產(chǎn)中得到較好的應(yīng)用，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效果。
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