[發明專利]一種針對缺陷修復的砂型鑄造工藝優化及優選方法

在審

• 申請號: 201910588704.8
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110328332A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 鄭軍;周行健;陳安凱;張云;馬紅萍;凌瑋
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: B22C9/02
• 分類號: B22C9/02;B22C9/18;G06F17/50
• 代理公司: 杭州中利知識產權代理事務所(普通合伙) 33301
• 代理人: 盧海龍

1.一種針對缺陷修復的砂型鑄造工藝優化及優選方法，其特征在于：方法由以下步驟組成：

步驟一：參數分類；按照設計參數與缺陷的關聯，將砂型鑄造工藝設計參數分為鑄件結構類參數SP、澆注系統類參數GP、加工過程類參數PP以及客觀上難以調整的參數DaP四部分；

步驟二：優化策略與優化工藝建立；以優化SP、優化GP和優化PP為三個優化方向，分別構建針對各自參數的優化策略；并按照具體工件的實際需求，以初始工藝為藍本從三個方向出發建立三套完整的優化工藝：OSP、OGP和OPP，優化方法參照加工經驗調整對應參數；

步驟三：確定工藝評價標準；構建以工藝過程碳排放總量C_T、平均工藝流程碳排放工藝流程物料碳排放CM_T、工藝流程能源碳排放CE_T、工藝流程機加工碳排放CP_T、缺陷區域體積比η、不同方案對碳源的影響率可回收能耗比例R_T′、鑄造工藝出品率py、新工藝的調整成本ΔE_T′等評價指標為依據的評價體系，根據需求確定參數的種類及對比方式；

步驟四：模擬檢查缺陷修復情況；對三套優化工藝分別進行模擬仿真，檢查仿真結果是否符合鑄件質量要求；如符合則進行下一步，如不符合則重復步驟二重新建立該方向的優化工藝，直至工藝滿足鑄件質量要求；

步驟五：評價優化工藝；通過工藝評價指標，從四個角度(鑄件質量、鑄件消耗、環境影響和經濟性)對優化方法進行評價，歸納總結各方案的優缺點，并最終根據工廠的生產條件和鑄件生產需要，按照實際加工條件將各優化方案合并為最佳方案。

2.如權利要求1所述的一種針對缺陷修復的砂型鑄造工藝優化及優選方法，其特征在于：所述鑄件結構類參數SP表示由于鑄件自身結構設計問題而可能形成缺陷的參數，包含零件設計尺寸、加工余量、起模斜度等；所述澆注系統類參數GP表示因澆注系統設計問題可能導致缺陷的參數，包含澆道尺寸、澆口面積、澆注方式等；所述加工過程類參數PP表示因加工過程中的不合理設計而可能導致缺陷的參數，包含冷卻時間、金屬液溫度、澆鑄速度等；所述客觀上難以調整的參數DaP表示能引起缺陷卻客觀上難以調整(如原材料質量、客戶要求、設備運行狀況等)或無法輕松優化(如原材料配比、設備平均功率、操作規程等)的砂型鑄造工藝設計參數。

3.如權利要求1所述的一種針對缺陷修復的砂型鑄造工藝優化及優選方法，其特征在于：所述OSP指優化結構類參數SP的優化工藝；所述OGP指優化澆注系統類參數GP的優化工藝；所述OPP指優化加工過程類參數PP的優化工藝；所述初始工藝在計算過程中表示為Ori。

4.如權利要求1所述的一種針對缺陷修復的砂型鑄造工藝優化及優選方法，其特征在于：步驟三中所述評價指標的部分計算方式如下：

(1)C_T＝CM_T+CE_T+CP_T，其中T表示不同的工藝過程；

(2)其中θ_T為鑄件成品率；

(3)其中V_p為澆注總體積，V_a表示第a個缺陷區域的體積；

(4)其中K_T′表示在工藝過程T′中K類碳源的碳排放，K₀表示原始工藝中K類碳源的碳排放，碳源包括物料碳源CM，能源碳源CE和機加工碳源CP；

(5)其中E_c表示調整c要素的經濟成本，E_t表示調整t要素的時間成本；

其余評價指標均可通過生產過程中的已知數據和檢測數據計算得到；所述可回收能耗比例R_T′計算的是被回收部分資源占資源總量的百分比。