铸造工艺设计及模拟CASTsoftCAD/CAE技术在滚筒粉碎机法兰铸件生产中的应用（北京北方恒利科技发展有限公司，北京）宋彬（朝阳重型机器有限公司，辽宁）罗瑞娟张红丽摘要：利用北京北方恒利科技发展有限公司开发的铸造模拟软件CAStsoftCAD/CAE对煤机设备铸件的凝固过程和充型过程进行模拟。通过对凝固过程的温度场和铸造缺陷的分析，依据分析结果对工艺进行改进,最后设计出合理的铸造工艺。铸造过程计算机模拟可以减少或取消新产品的工艺实验，能够有效地避免可能出现的铸造缺陷，保证工艺的可靠性，缩短新产品的试制周期。关键词：铸造模拟；凝固过程；温度场；煤机设备铸件中图分类号：文献标识码：ACastingprocessdesignandSimulationofCASTsoftCAD/CAETechnologyInlargeminingequipmentcastingsproductionapplicationSONGBin（BeijingNorthFanghengLiTechnologyDevelopmentCo.,Ltd.,Beijing）Abstract:TheBeijingNorthHenglidatechnologydevelopmentlimiteddevelopmentofthecastingsimulationsoftwareCAStsoftCAD/CAEoncoalmachineequipmentcastingsolidificationprocessandfillingprocesssimulation.Basedonthesolidificationtemperaturefieldandanalysisofcastingdefects,Basedontheresultsofprocessimprovement,finallydesignsthereasonablecastingprocess.Computersimulationtothecastingprocesscanreduceorcancelthenewproducttechnologyexperiment,whichcaneffectivelyavoidthepossiblecastingdefects,ensureprocessreliability,shortennewproductdevelopmentcycle.Keyword:Castingsimulation;Solidificationprocess；Temperaturefield；Coalmachinecastings传统的铸造工艺设计方法往往依赖于直觉经验，在铸件结构较为简单和铸造类似铸件时，经验可能起到一定的作用；在浇铸大型、复杂铸件且无相关经验时，只能通过反复工艺实验来确定工艺；当工艺存在重大失误时，可能使得工艺方案被彻底推翻。通过工艺反复实验来确定工艺的方法，可能导致先前制作的模具报废，对于大型铸件来说模具费用会相当高，这会造成重大经济损失，同时严重影响新产品的试制，延长新产品的试制周期。近年来铸造过程计算机模拟技术得到飞速发展，使得通过铸造模拟来确定铸造工艺成为可能，铸造过程计算机模拟可以减少或取消新产品的工艺实验，能够有效地避免可能出现的铸造缺陷，保证工艺的可靠性，缩短新产品的试制周期。本次分析采用的软件是北京北方恒利科技发展有限公司的CASTsoftCAD/CAE软件。通过模拟分析发现工艺存在的问题，采取工艺改进措施后再次进行模拟，直到铸造工艺趋向合理。多年来,我厂铸钢件在铸造工艺上采用水平浇注,按其热节大小和轮廊尺寸设置冒口,为了获得无缩孔的铸件,往往要用与铸件同等重量的钢水作冒口。这样,铸造工时多,成品率低(50~65%左右),切除冒口要消耗大量氧气和乙炔,因而铸钢件的成本较高。1铸造工艺方案设计1.1铸造工艺方法的选择人们在寻求提高铸钢件工艺出品率的方法，以往采用内冷铁、外冷铁、减小冒口尺寸可视为一种有效办法，对大平面铸件采用平浇工艺常有气孔及夹砂等缺陷。为此从2007年起我厂对板类、环类、条类等碳钢件、低合金钢件、高锰钢件采用倾斜浇注,但作为倾斜浇注应用在铸钢件上来提高铸钢件工艺出品率还没有被大多数人所重视。自从该工艺在我公司铸钢件上应用后，已形成比较成熟的工艺技术，取得了良好的效果。１倾斜浇注凝固机理分析铸钢件不同于铸铁件,具有自补缩的特性，但铸钢件具有冷却速度快、凝固期短，易形成集中缩孔的特性，因此在同等条件下，铸钢件比铸铁件更容易形核长大，受金属液冲刷作用，凝固层不断被消熔。被消熔部分凝固层增加了金属形核数和过冷度。因此金属液充型前沿很快凝固，实现了铸钢件顺序凝固和边浇注边补缩的特性。2三维建模2.1铸件的三维建模采用Pro-E软件对铸件进行三维建模，先将铸件毛坯输出，进行铸造工艺设计确定分型面，铸件摆放位置，确定工艺布置，冒口大小，浇注系统大小；再通过铸造工艺模拟软件进行铸造过程模拟，最后确定可行浇注工艺方案。2.2铸件毛坯、浇注系统、冒口系统、冒口套的三维建模由于在...