[發明專利]一種鑄件局部區域模數的計算方法

無效

• 申請號: 200910256569.3
• 申請日: 2009-12-30
• 公開（公告）號: CN101727528A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 田學雷;張凱;徐巖;鄭洪亮;孫玉成
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及一種鑄件局部區域模數的計算方法。

技術背景

合理的鑄造工藝設計對于生產合格質量的鑄件至關重要。冒口是在鑄型內人為設置的貯存金屬液的結構體，用以補償鑄件形成過程中可能產生的收縮，起到防止鑄件產生縮松、縮孔等鑄造缺陷的作用，是鑄造工藝設計的重要內容。鑄件整體或者局部區域的模數是冒口設計、計算過程中的關鍵參數。

鑄件的模數(M)被定義為鑄件體積(V)與散熱面面積(A)的比值，即M＝V/A。對于鑄件整體模數的計算，鑄件所有表面都是散熱面，即散熱面面積等于鑄件表面積；而對于鑄件局部區域，其表面有一部分位于鑄件中，不能向鑄件外傳熱，屬于非散熱面，所以其散熱面面積等于局部區域表面積減去非散熱面面積。

對于鑄件局部區域模數的計算，以往研究多使用手工指示或者估計的方法來指定非散熱面，使用不夠方便且精度不高，沒有形成簡潔、有效的非散熱面面積自動計算方法，因此目前還沒有成熟的局部區域模數自動計算方法或公式。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提供了一種鑄件局部區域模數計算的方法，該方法可自動對鑄件局部區域的模數進行精確計算，從而提高鑄造工藝設計精度，提高最終鑄件的生產質量。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種鑄件局部區域模數的計算方法，它的步驟為：

1)在三維CAD軟件中，完成鑄件的三維建模；

2)利用CAD軟件表面積計算功能計算鑄件模型表面積A_鑄件；

3)在三維CAD軟件中，利用建模功能做一包容體模型，利用包容體模型與鑄件模型相交的部分確定需要計算模數的局部區域；

4)對鑄件模型和包容體模型作布爾交運算得到交運算結果模型，該交運算結果模型等同于需要求算模數的鑄件局部區域，利用CAD軟件表面積計算功能計算交運算結果模型的表面積A_交，利用CAD軟件體積計算功能計算交運算結果模型的體積V_交；

5)利用布爾差運算功能，將鑄件模型減去包容體模型得到差運算結果模型，利用CAD軟件表面積計算功能計算差運算結果模型的表面積A_差；

6)根據以上數據，利用式子(A_交+A_差-A_鑄件)/2求得鑄件局部區域非散熱面面積，進而利用式子A_交-(A_交+A_差-A_鑄件)/2求得鑄件局部區域的散熱面積；

7)判斷A_交-(A_交+A_差-A_鑄件)/2的值是否為0，如果為0，那么所計算的局部區域完全位于鑄件內部，沒有散熱面不能求得模數，結束；如果不為0，那么利用公式M_局部＝V_交/[A_交-(A_交+A_差-A_鑄件)/2]求得局部區域的模數；

8)根據計算出的局部區域模數M_局部，完成冒口設計；

9)對鑄造模具進行機械加工。

所述包容體為三維幾何形狀，它與鑄件模型有相交部分，且相交部分為要計算模數的鑄件局部區域。

本發明方法的鑄件局部區域模數計算公式為：M_局部＝V_交/[A_交-(A_交+A_差-A_鑄件)/2]，可以精確計算鑄件局部區域的模數。其中上述公式中的項(A_交+A_差-A_鑄件)/2用來計算鑄件非散熱面的面積，即局部區域在鑄件內部的面的面積；實現了鑄件局部區域非散熱面面積的自動計算，是本發明的核心內容。