[發明專利]一種基于注射成型數值模擬的蠟模注射工藝參數確定方法

在審

• 申請號: 202110487095.4
• 申請日: 2021-05-04
• 公開（公告）號: CN113158483A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 姜淼;汪東紅;余童;凌李石保;李佳丁
• 申請（專利權）人: 嘉善鑫海精密鑄件有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種基于注射成型數值模擬的蠟模注射工藝參數確定方法，包括：確定實際注蠟相關條件；建立有限元模型，并采用四面體網格劃分；通過數值模擬軟件Moldflow分析澆口匹配性，確定最優澆口；根據實際情況，選擇多個注蠟工藝參數作為試驗因子，并確定其參數范圍，將翹曲變形、體積收縮率、縮痕作為評判結果；在Design Expert中采用Box?Behnken方法進行實驗方案設計，在Moldflow中按照實驗設計方案進行數值模擬；利用Design Expert進行數據分析，得到最優的注蠟工藝參數。節省了大量的資源，提高生產效率，并有效降低蠟模的翹曲變形與體積收縮的現象，從而提高蠟模生產質量。

技術領域

本發明涉及精密鑄造中蠟模注射成型數值模擬技術領域，具體為一種基于注射成型數值模擬的蠟模注射工藝參數確定方法。

背景技術

熔模鑄造是精密鑄造的一種，采用該方法生產出來的鑄件具有尺寸精度高、表面光潔度高、少機加工等優點，是一種凈成型方法，被廣泛應用于航空航天精密零部件制造中。其中，蠟模注射成型是熔模鑄造的關鍵環節，蠟模品質的直接影響了最終鑄件的品質，大多數的工廠在實際生產中采用試錯與經驗結合的方法進行注蠟工藝參數設置，導致大量的時間與蠟料的浪費，做出來的蠟模產品尺寸精度也達不到預期效果。因此，需要設計一種高效全面、貼近實際的一種基于注射成型數值模擬的蠟模注射工藝參數確定方法。

發明內容

本發明提供了一種基于注射成型數值模擬的蠟模注射工藝參數確定方法，采用數值模擬與正交實驗分析相結合的方法，用以解決傳統注蠟成型經驗與試錯結合摸索注蠟工藝參數，并有效的減少蠟模生產中的翹曲變形大、縮痕分布多等問題。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種基于注射成型數值模擬的蠟模注射工藝參數確定方法，包括以下步驟：

(1)確定注蠟相關條件，包括注蠟機參數、模具溫度、模具材料、環境溫度、模具-熔體熱傳導系數、注射蠟料，注蠟機參數包括注射速率、注射壓力、鎖模力，并在Moldflow軟件中進行上述相關參數設置；

(2)根據實際蠟模模型的尺寸結構在Moldflow數值模擬軟件中建立有限元模型，采用四面體網格劃分三維有限元模型網格；

(3)在Moldflow數值模擬軟件中對蠟模模型進行澆口分析，得出澆口匹配性分布情況，根據澆口位置進行澆口設置，完成模具設計；

(4)根據實際生產情況，選擇注蠟工藝參數中的保壓壓力、保壓時間、蠟料流量、注蠟溫度，確定它們的變化范圍并作為正交實驗的實驗因子，將翹曲變形、體積收縮率、縮痕作為評估蠟模質量的標準；

(5)在Design Expert中的響應面曲線中選擇Box-Behnken的撒點方法進行試驗設計，確定試驗方案表，并進行相對應數值模擬試驗并記錄，利用Design Expert對得到的數據進行數據分析，計算翹曲變形、體積收縮率、縮痕擬合后的三個二次多項式回歸模型；

(6)根據擬合后翹曲變形、體積收縮率、縮痕的三個二次多項式回歸模型，在Design Expert中的optimization中選擇minimize進行注蠟工藝參數優化分析，得到求解優化后合適的一組注蠟工藝參數；

進一步的，還包括步驟六將優化后的工藝參數應用于實際生產，并驗證蠟模結果的可靠性。

與現有發明比，本發明取得的有益效果如下：

本發明提出的注蠟工藝參數優化的方法采用注蠟數值模擬與數據分析相結合的方法，篩選出較優的工藝參數，擺脫了長期以來大量資源耗費的人工試錯法，降低了生產成本，節約了大量的時間，且通過此方法選出的注蠟工藝參數可靠性較高，適用于實際生產。

附圖說明

附圖1為實施例1建立的有限元模型；