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毛坯铸件工艺的曲线及CAD/CAE技术的研究

2018-06-09 10:34:23
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        毛坯铸件在计算机中零件是用其表面的曲面来表示的。曲面离散是把曲面分解成满足精度要求的三角片或者四边片。零件曲面的离散是、稳定、正确生成刀具轨迹的基础。曲面离散有三种方式:全局离散、局域离散和分割离散。本文采用的是分割曲面离散方法,即当曲面的参数矩形域对应的四边片或者三角片不能满足离散的精度要求时,将该参数矩形域分割成几个小的参数矩形,然后判断这些小的参数矩形对应的四边片或者三角片是否满足离散精度的要求,然后递归直到满足离散精度的要求。
        毛坯铸件是将金属或合金熔化后注入铸模中冷却凝固而成的,液态金属注入铸模后,与模壁   先接触的液态金属因温度下降很快而且模壁有大量固态微粒形成晶核,因此很快凝固成为较细晶粒。随着与模壁距离的增加,模壁对晶体生长的影响逐渐减弱,晶体的主轴沿散热的平均方向生长,即形成沿着与模壁相垂直的方向生长且彼此平行的柱状晶体。在铸件的中心,散热己无显著的方向性,冷却凝固缓慢,晶体自由地向各个方向生长,形成等轴晶区,晶粒比较粗大而不均匀。
        液态金属的结晶是以树枝状生长方式进行的,树枝间的液态金属   后凝固,但树枝间很难被金属液体全部填满,这就造成了铸件普遍存在的不致密性。另外,液态金属在冷却凝固中体积会产生收缩,如果得不到及时、足够的补充,也可形成疏松或缩孔。
        毛坯铸件是一次浇注成形的,形状往往比较复杂且不规则。致使铸件后期加工中,部分表面无法做表面处理而表面粗糙。
        毛坯铸件中主要的缺陷类型有:孔洞类缺陷泡括缩孔、缩松、疏松、气孔等、裂纹冷隔类缺陷岭裂、热裂、白点、冷隔和热处理裂纹等、夹杂类缺陷以及成分类缺陷等。由于应力的原因,冷却速度过快,组织应力增大都可铸件沿铸孔边缘或死角处产生冷裂纹,是具有危险性的缺陷。
        CAE技术被应用在铸钢件,拥有大量准确的判据,可以判定铸造凝固过程阶段的缩孔和缩松等缺陷,但由于球墨铸铁其的糊状凝固,限制了球墨铸铁铸造过程CAE技术应用。针对球墨铸铁的性了模块解决球墨铸铁CAE技术的准确性问题,模拟球墨铸铁凝固过程中的收缩与石墨化膨胀的耦合作用结果上已经达到了应用程度。针对毛坯铸件在工艺设计过程中的困难,提出将CAD/CAE技术应用到工艺的设计过程中,并的球墨铸铁设计系统,以满足CAE模拟和CAD设计时的需要,提高设计成功率,减少设计周期。
        CAD/CAE一体化技术在铸造过程的应用已成为铸造技术发展的一个显著特点。铸造工艺CAD的基本上涉及所有的CAD软件,包括各种材料,各种铸造类型、数据库等,可以说是   立体式发展。目前国内基于三维CAD软件的铸造工艺CAD的研究还很不成熟,有待进一步的发展。
 


毛坯铸件工艺的曲线及CAD/CAE技术的研究由光明机械编辑整理。

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