重庆大学铸造过程模拟报告曹寒学.docx

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重庆大学铸造过程模拟报告曹寒学

本科生课程考核试卷

科目：

教师：

姓名：

学号：

专业：

上课时间：

20年月至20年月

考生成绩：

卷面成绩

平时成绩

课程综合成绩

阅卷教师（签名）

一、前言

计算机辅助设计（ComputerAidedDesign,简称CAD）：

是指工程技术人员以计算机为辅助工具，完成产品设计构思和论证、产品总体设计、技术设计、零部件设计和产品图绘制等。

狭义铸造工艺CAD：

即工艺设计，指用计算机软件在计算机上设计浇注系统、冒口、溢流槽、排气槽、冷铁、型芯等。

并进行工艺图绘制。

铸造工艺CAD可将计算机的快速、准确和设计人员的经验、智慧结合起来。

改变上千年的手工设计方式，缩短工艺设计周期，提高设计水平，提高产品的质量和竞争力。

二、产品分析及初步方案

图1图2

如图1和图2所示，该产品为笔记本电脑后盖，为简单的中小型薄板件，考虑到该零件的结构特性和生产条件，以及改件的生产任务为大批量生产，拟采用压铸方案。

初步拟定工艺设计过程如下：

1.初步方案设计

2.压铸工艺有关参数的选取

3.根据产品体积，确定内浇口面积及形状。

4.横浇道和直浇道方案设计

5.根据确定的参数，作出浇注系统三维模型。

6.利用Anycasting模拟充型过程

三、具体设计过程

1.初步方案设计

图3

金输液流动方向如图3所示，充型过程从后板侧面较窄端开始，在冲头压力下金属快速充满铸型，分析溢流槽位置大概在金属流入方向相反方向,即后板的另一窄端。

2.压铸工艺有关参数的选取

图4

铸件材料为AZ91D镁合金，铸件体积经UG计算为V铸=31157mm3，铸件壁厚取H=0.8mm，充型时间根据经验公式取t=0.015s，据手册取内浇口速度V内=60m/s

3.根据产品体积，确定内浇口面积及形状。

内浇口截面积

V=31157*1.2=37388mm3（V为铸件和溢流槽体积之和，此处溢流槽体积按铸件体积的20%计算）

V内=60m/S

t=0.015s

计算得Ag=37388/60000/0.015=42mm2

据手册及经验公式取得：

内浇口厚度=0.8*（0.6~1.2）=0.8mm

内浇口长度3mm（后续的三维图中改为8mm）

内浇口宽度Ag/2a=26.25mm

直浇道设计采取简化方案，压室直径约取40mm，直浇道高度约取40mm，斜度取6度。

4.横浇道和直浇道方案设计

图5

采用等宽横浇道

H=2mm

Wt=26mm

r=2mm

横浇道宽度=内浇口宽度=26mm

5.根据确定的参数，作出浇注系统三维模型。

图6内浇道和横浇道

图7浇注系统俯视图

图8浇注系统侧视图

6.利用Anycasting模拟充型过程

图9导入STL

图10设置实体格式

图11设置铸型

图11设置求解域

图12均匀划分网格

图13划分可变网格（难点）

图14任务设定

图15材料设置

图16浇口设置

图17可选模块（流动模型）

图18流动模型（标准K-e模型）

图19求解条件设定（默认）

图20流动模拟过程

图22速度模拟过程

图22压力模拟过程

四、总结

几周的学习和探讨，我们小组初步掌握了铸造零件分析、浇注工艺设计、计算机三维制图以及Anycasting的简单操作，很好的检验了我们的知识理解和掌握程度，在课程进行的过程中，我们遇到了很多在别人看来很滑稽的问题，但是我们小组成员硬着头皮从基础做起，在翻阅大量资料和查阅设计手册的基础上，终于跟上学霸们的步伐，我们也从中收益匪浅，在锻炼了我们动手解决问题能力的同时，也加深了我们对理论知识的理解，比如：

1.参数选择时应该理论联系实际，如该件的內浇道长度查资料得3mm,但是在做三维图时发现，取3mm过小，在不影响整个浇筑系统的浇注能力下改为8mm。

2.最后模拟的结果不太理想可能有以下几个原因:

1）源文件破损或者方案设计还存在需要优化的地方

2）划分可变网格不太成功，个别轴上可能存在重复划分

3）在模拟过程中的具体操作中，我们小组仅仅针对能操作的选项进行了设定，对于反复尝试后仍然没有响应的选项没有进行操作