[發明專利]一種CAD與鑄造仿真結合的熔模精鑄澆冒口設計方法

在審

• 申請號: 202211564402.5
• 申請日: 2022-12-07
• 公開（公告）號: CN115795892A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 張海潮;孔小青;劉俊朋;付秋偉;李俊
• 申請（專利權）人: 貴陽航發精密鑄造有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 賴定珍

本發明涉及一種CAD與鑄造仿真結合的熔模精鑄澆冒口設計方法，包括如下步驟：利用鑄造仿真軟件模擬仿真模型的鑄件凝固溫度場，得到孤立液相區；根據孤立液相區，在計算機輔助設計軟件中通過確定熱節部位造型和熱節位置，得到熱節模數；利用鑄件模數計算法，根據熱節位置確定仿真模型的澆冒口位置，并根據模數法設計澆冒口，確定仿真模型的澆冒口大小及冒口形狀；根據澆冒口位置、澆冒口大小及澆冒口形狀，在仿真模型上增設鑄件的澆冒口仿真模型，得到鑄造仿真模型；驗證鑄造仿真模型中的澆冒口仿真模型的鑄造補縮效果，得到驗證結果；根據驗證結果設計鑄件的澆鑄冒口；根據驗證結果確認鑄件的澆鑄冒口可行性；本發明提高了精鑄件的產品工藝穩定性。

技術領域

本發明涉及熔模鑄造工藝技術領域以及計算機輔助制造技術領域，具體涉及一種CAD與鑄造仿真結合的熔模精鑄澆冒口設計方法。

背景技術

澆冒口設計是熔模精鑄工藝設計的一項重要內容，澆冒口的形狀、大小及開設位置既影響著金屬填充殼型的流場，同時更決定著鑄件的凝固、補縮、鑄造收縮應力以及相關的鑄造缺陷如縮孔縮松、熱裂、變形等。

澆冒口設計常用的方法有模數法、比例法等，其實踐應用中局限較大，且澆冒口開設位置多依賴工藝經驗，工藝優化迭代周期長、工藝穩定性不高，難以滿足當今熔模精鑄行業新的發展要求。

發明內容

為解決現有熔模精鑄工藝中，澆冒口開設位置多依賴工藝經驗，工藝優化迭代周期長、工藝穩定性不高等技術問題，本發明提供一種CAD與鑄造仿真結合的熔模精鑄澆冒口設計方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種CAD與鑄造仿真結合的熔模精鑄澆冒口設計方法，包括如下步驟：

構建鑄件的仿真模型；

利用鑄造仿真軟件模擬所述仿真模型的鑄件凝固溫度場，得到所述鑄件在鑄造凝固過程中的孤立液相區；

根據所述孤立液相區，在計算機輔助設計軟件中通過確定所述仿真模型的熱節部位造型確定熱節位置，得到熱節模數；

利用鑄件模數計算法，根據所述熱節位置確定所述仿真模型的澆冒口位置，并根據模數法設計澆冒口，確定所述仿真模型的澆冒口大小以及澆冒口形狀；

根據所述澆冒口位置、所述澆冒口大小以及所述澆冒口形狀，在所述仿真模型上增設所述鑄件的澆冒口仿真模型，得到鑄造仿真模型；

驗證所述鑄造仿真模型中的所述澆冒口仿真模型的鑄造補縮效果，得到驗證結果；

根據所述驗證結果設計所述鑄件的澆鑄冒口方案。

本發明的有益效果是：相比于傳統的經驗法設計澆鑄冒口，本發明通過以計算機輔助設計軟件及鑄造仿真模擬軟件為工具，科學準確地設計確定澆冒口的位置、大小及形狀，提高精鑄件的產品工藝穩定性、科學性，縮短產品研制交付周期。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，利用鑄造仿真軟件模擬所述仿真模型的鑄件凝固溫度場，得到所述鑄件在鑄造凝固過程中的孤立液相區，具體包括如下步驟：

將所述仿真模型導入所述鑄造仿真軟件；

通過在所述鑄造仿真軟件中輸入所述鑄件對應的材料熱物性參數模擬所述仿真模型的鑄件凝固溫度場，得到所述鑄件在鑄造凝固過程中的孤立液相區；

進一步，根據孤立液相區，在計算機輔助設計軟件中通過確定所述仿真模型的熱節部位造型確定熱節位置，得到熱節模數，具體包括如下步驟：

根據所述孤立液相區，在所述計算機輔助設計軟件中利用布爾運算求解確定所述仿真模型的熱節部位造型；