(完整版)PROCAST铸造学习

PROCAST铸造学习

Procast 铸造模拟的基本流程为：造型——划分表面网格——MeshCAST 划分

体网格——PreCAST 设置边界条件和运行参数——DataCAST——ProCAST 解算——PostCAST，ViewCAST 处理、分析模拟结果。下面进行较为详细的说明。

一．Ideas 造型与划分表面网格

1．造型(simulation + master modeler): 建模顺序为铸件，浇注系统，砂箱。

*注意直浇口面，明冒口面，和砂箱上表面必须在一个平面上。对于一般的

砂芯，可看作砂箱的一部分。

2．Partition（先选铸件，再选砂箱。）

3．划分模型的表面网格（simulation+ meshing）

4．输出面网格模型: file, export, ideas simulation universal file, 键入文件名（文

件为*.unv），OK。

二．Meshcast（划分体网格）

1．在Dos窗口键入meshcast

2．File/open，文件类型选I-deas surface mesh(*.unv)

3．Check mesh, Check intersection，检查表面网格质量，提示信息显示在左下

角的Message Window 中，如表面网格通过，则进入下一步，否则修改

4．Tet mesher, full layer（对砂型采用no layer）, gen tet mesh

5．Display Ops 下(点击bad element, Negative Jac)检查是否有坏单元和负雅各

比单元。如果有坏单元，则Smoothing 优化单元(smooth 优化建议不要超

过两次)，save。有些坏单元无法消除，需对表面网格进行修改。

6．Exit（生成*.mesh 文件）

三．Precast (设定材料的热物性参数，边界条件，运行参数等)

1．在文件所在的目录下键入precast *（*为文件名前缀）

2．Geometry, units(mm), meshcast *.mesh，Apply。（读入体网格文件）

3．检查几何体网格，check geom 如有错，退出，修改网格。

4．Material：首先根据具体情况定义材料, database 材料热物性数据库管理，

根据所用材料选取库中已有的材料或add 添加新材料。assign 把定义的材

料分配到不同的件上，注意选的材料前面的T 或F 符号，如果只进行温度

场模拟，则可选带T 的材料，要有流场的模拟，必须选带F 的材料。

5．Interface（不同件（如砂型和铸件）之间的界面）：database(界面传热数据6．Boundary，设定边界条件：对砂型铸造，需要定义temperature（浇注温度）, heat, velocity 几个边界条件，temperature 和velocity 定义在浇口, heat 定义

冒口对环境的传热以及砂箱表面对环境的传热。此外对剖分的模型还要有symmetry(对称)定义，选择对称面时，一定要把铸件和砂型的对称面都选

上。database 边界条件数据库管理，针对实际情况添加add。velocity 的定

义注意u,v,w 方向的设定，即根据坐标系铁水浇注的方向。Temperature 的

定义添加film coff 和ambi temp 两个参数。assign surface，分别add （Temperature, Velocity, Heat，symmetry）,然后assign，

select(Temperature

和velocity 选浇口面，注意直浇道内必须有节点（建议浇道内的节点密一些）；两个Heat 分别选冒口上面和砂型表面（只显示砂型，用select all 可

以全选中）。每选定一个后都要store。最后查看对应的选项的显示。7．Process 下定义Gravity，(根据坐标系设置重力加速度为9.81m/s2，方向根据坐标系设置+或-。

8．Initial condition，初始条件设置：constant, 分别设置砂型和铸件的初始温度；

Free surface, 设定铸件对应的empty 为yes（这是模拟流场的需要，如果只模拟温度场，铸件empty 项应为No）。

9．Run parameters, 设置运行参数：units 设置结果输出的缺省单位; general (INLEV 为0, NSTEP 设置模拟的总步数，运算到此步后终止, TFINAL 设置

模拟工艺的总时间。)；thermal(TFREQ, QFREQ 设置结果输出频率，即几

步一存，决定了输出温度场结果文件的大小，可设为5 或10)；flow（VFREQ 同上，决定了输出流场结果文件的大小，可设为5 或10。FREESURFACE

为1 时为压力快速浇注，2 时为重力慢速浇注，砂型铸造一般设为2。LVSURF 为转换模拟模式前（考虑了浮力和收缩的影响）填充的分数，可

设为1）

10． Exit, 检查左右数字是否相等，如果前几项不等，则go back, 检查前面的设

置。最后continue。生成 *d.dat（含边界条件等）和 *p.dat 文件（含运行

参数）。

四．运行Datacast *

五．运行Procast *

六．重开一dos 窗口，运行Prostat *，随时检查模拟中的情况。

七．运行Viewcast *（模拟结果的图像显示）

八．灵活运用Viewcast 分析模拟结果

1．首先通过转动，显示模型到合适位置。

A 可以先点击Materials, 取消砂型，以便于观察铸件的位置。

B 然后根据坐标采用快捷键X，Y，Z（或＋Ctrl,+Shift）把铸件转动到合适

的位置。

C 另外可通过快捷键F2，F3 放大或缩小模型以适合观察。

D 采用VIEW ， HIDDEN 命令有助于观察。

2．查看温度场结果。

A Contour, thermal，temperature(温度场)。

B 设置动画显示的频率，Steps, start=0，end=最后一步,freq=1(实际根据前

面Precast 中运行参数的设置的步数输出)。

C 控制连续或单步输出，在PARAMETERS 下，循环单击 CONTINUOUS

和SINGLE-STEP。

D 最后VIEW, PICTURE。

注意，此时的温度场云图只是在铸件的表面。在后面将学会如何观察铸件内

部的温度场。

3．改变颜色条，改变显示单位，观察自由表面。

A Viewcast 可根据结果缺省给出颜色条。用户为了观察特定区域特定温度场结果，可以自己半自动和全手动设置颜色条。如下，PARAMETERS，

SEMI-AUTO(BASE=设置的最低值，DELTA=各颜色条之间的间隔值)或

MANUAL（手动设置各颜色条对应的温度值）。

B 可以改变显示的温度单位。如采用摄氏度或华氏温度。PARAMETERS，

UNITS(单击Temperature 在各温度单位间转换)。

C 观察自由表面前沿。PARAMETERS，FREE SURFACE。

D 最后VIEW, PICTURE。

4．使用单步显示。

A 如前所示PARAMETERS, 循环单击在CONTINUOUS 和SINGLE-STEP

间转换。单步显示可以按照自己设定的步骤显示结果并在感兴趣的画面详

细观察，或保存。（ST 表示存储一个重放文件，G 表示存储一个GIF 格式

图片，P 表示存储一个PostScrip 格式文件。单击向前、向后按钮可以显

示不同步骤的画面。

B 最后VIEW, PICTURE。

5．观察有色矢量结果。流场速度、温度梯度等结果可以采用矢量箭头来观察。

A Contour,NONE。

B VECTOR, FLUID VELOCITY。

C 矢量箭头的颜色缺省为白色，可以改变其颜色。PARAMETERS, COLOR

VECTORS, MAGNITUDE。

D 最后VIEW, PICTURE。

如果矢量箭头太大或太小，观察时可以通过敲击Ctrl+B 键使其变大，Ctrl+S

键使其变小。

6．观察固相分数结果。

A 固相分数结果显示了金属从液相向固相凝固的情况。颜色条0 表示全液

相，1 表示全固相。固相分数结果可以帮助分析哪些地方有可能出现收

缩，拉伸或其它结果。Contour，THERMAL, FRACTION SOLID。

B 使用Reverse Video,使背景成为白色，有利于结果的打印。Parameters，

REVERSE VIDEO。

C 最后VIEW, PICTURE。

7．使用Cut-off 功能。CUT-OFF 结合某些云图或矢量结果，可以提供铸件内

部的信息。下面是结合FRACTION SOLID,观察留在铸件内液体的情况。

A Contour，THERMAL, FRACTION SOLID。

B PARAMETERS, CUT-OFF(击成Blow,键入值0.75 并回车)。

C 最后VIEW, PICTURE。

你会看到在一定的步数下液相（即固相份数低于75％的部分）在铸件内部

的存在情况。

8．看铸件的内部截面。

A View, xyz planes 可分别选不同的 X, Y, Z截面，再点击前面的X, Y, Z按钮成红色，然后Picture。

B View, Any plane, New, 创建任一位置截面显示。

9．缩孔缩松观察。

要有缩孔缩松结果，Precast 设置中必须有两个条件：一是Run Parameters

的Thermal 中的POROS 参数设为1 或3，此值一般为缺省值。二是材料的

物性参数中的density 必须是温度的函数。

A CONTOUR, THERMAL, shrinkage POROSITY。

B 最后VIEW, PICTURE。

10．观察凝固时间。

铸件不同部位从浇注开始到凝固完成的时间也可以以云图的形式显示。为

了正确的显示凝固时间，必须把观察的开始步设成存储的最后一步，如模

拟的最后一步为1548 步，文件输出频率为5 步一输出，那么应该把开始步

设为1545。

A Contour，THERMAL,SOLODIFICATION TIME。

B STEPS, (Start=最后一步)

C 最后VIEW, PICTURE。

注：关于颜色条上的单位

可以通过 Parameters 中的Units 来控制。长度单位缺省为cm（如应力计算

结果中的变形量）。缩孔缩松单位为百分比，固相分数单位为百分比。

九．应力场的模拟

1．Precast 参数设置：一般与温度场模拟耦合进行。有几种情况：一是在建模时把砂型除去，只考虑铸件的应力计算。二是考虑砂箱的应力参数；三是

把砂型看成刚性的，即不分配应力参数给砂型。

2．第一种情况可以节省计算时间，但结果比较粗糙。把模型中的砂箱去掉，

只划分铸件网格。经过meshcast 后，读到Precast 中。定义并分配Material, 注意材料前面的F 应改为T,然后Stress 定义并assign。Boundary 中定义

heat，并分配到整个铸件表面，注意heat 定义中的AMBIENT TEMP 应为

砂箱温度，可设为200～300 摄氏度（粗略），symmetry(如果有剖分面的话)。

Initial Cond 中设温度，Empty 为No。在Run Parameters 中的STRESS 设

为1，SFREQ 设为5 或10（几步一存，决定结果文件大小。）Flow 中的FLOW 设为0。Exit, Continue, Datacast *, 运行procast *。

3．第二种情况模拟的结果比较与实际情况接近。参数设置从前，把砂型的应

力参数分配上。这样计算时能充分考虑到砂型对铸件阻碍产生的应力，铸

件收缩产生的气隙而导致的传热状况改变也被充分考虑到。砂型中的应力

状况也能被计算。

4．第三种情况，在Precast 的Material，Stress 中设砂箱为刚性，即在Assign

时只分配铸件的应力参数。其它同前。在此情况下，砂型中的应力状况不

能被模拟。

5．Viewcast 分析应力场。

1、Procast充型98停止的问题

如果Procast是以软件默认设置的参数（重力铸造）进行计算，则最后的充型结果就只能是充型98%。如果想完全充满，则可更改控制参数：Runparameters->Flow—>LVSURF的参数值为1。

2、关于缩孔缩松的判断

对于shingkage porosity的使用，一般认为空隙率大于１％的为缩孔，小于１％的为缩松。但还应该根据其他场的分布变化情况来综合分析，而不能单纯的依靠该判据。

3、如何在老版本中观察新版本的计算结果

使用新版本进行模拟计算，并且保存了最后的视图，当该结果在老版本中打开时看不到任何试图。

解决办法：删除工作目录中的*.lv文件（保存最好显示视图的文件）。

4、meshcast与其他CAD软件的接口

igs、step、stl是meshcast的标准cad软件接口文件。

解决办法：

1）输出文应为meshcast能够识别的相应类型。如*.stp---->>>>*.step;

2）meshcast一般只支持ASCII类型的parasolid格式文件，即*.x_t

3）有些CAD软件（SolidWorks）输出的文件后缀都为大写，在读入meshcast

前必须改为小写。

如*.STEP---->>>>*.step和*.IGS---->>>>*.igs

5、meshcast——intersections的处理

1）使用check intersections 按钮检查，可能存在的交叉网格。

2）在input window中输入结点序号，使用delete conn 按钮删除与该点相连的单元。

3）点击inactive nodes按钮，选择要缝合crack的结点序号，并输入到input window中，点击

connect crack按钮，完成自动缝合。

procast网格修改

一、面网格：

1、蓝边

方法一：合并边

方法二：加边到面

2、未划分网格（红星）

缺口：缝合

悬臂：缝合

小碎边：dele/merge缝合

3、坏网格

狭长边：剪切周围长边

多余面：先删除面号，再删除边

二、体网格

1、提供了自动修复功能，但必须先选择需自动修复的区域，整体是无法自动修复的。

2、自动修复无法完成的，进行人工修复，主要是注意交叉网格和坏网格，可增删网格单元。

Procast相关参数设置一览

PRECAST中参数的设置

（USER PRE-DEFINED RUN PARAMETER）

一. GENERRAL

1.） STANDARD

NSTEP 2000 定义模拟时间总步数，时间步数达到该步数时，模拟终止

TFINAL 1 0.00000e+000 定义ProCAST模拟时间（如同时定义TFINAL和NSTEP，哪个先达到，按哪个终止模拟）

TSTOP 2 0.00000e+000 定义模拟分析终止温度

INILEV 0 定义初始步数，第一次模拟INILEV＝0，如继续某一步数模拟，INILEV＝继续模拟步数，（该步长数必须为输出步长的整数倍）。

DT 1 1.00000e-002 定义时间初始时间步长

DTMAX 1 1.00000e+000 定义最大时间步长

TUNITS 2 （K C F）温度输出单位

VUNITS 1 速度输出单位

PUNITS 5 压力输出单位

QUNITS 1 热流输出单位（这几项是设置单位的，数字对应着可选项的顺序数）

2）ADVANCED

NRSTAR 5 定义允许重新计算次数

NPRFR 1 定义xxp.out文件输出频率

PRNLEV 0 定义输出节点某项结果，默认值＝0

＝0，不输出＝1，输出节点速度＝8，输出节点压力＝16，输出节点温度

＝64，输出节点涡流强度＝128，输出节点涡流分散率＝1024，输出节点位移

＝8192，输出面热流＝32768，输出节点磁热能

SDEBUG 1 定义调试信息，默认值＝1

＝0，不记录调试信息＝1，在xxp.out文件中记录求解情况、时间步长控制、自由面模型

AVEPROP 0 定义计算每个个单元属性方法

＝0，计算每个高斯点属性＝1，计算单元中心属性，以其作为整修单元平均值

CGSQ 0 定义CGSQ求解，默认值＝0 ＝0，使用默认TDMA 求解

＝1，使用CGSQ求解U方程＝2，使用CGSQ求解V 方程

＝4，使用CGSQ求解W方程＝16，使用CGSQ求解能量方程

＝64，使用CGSQ求解涡流强度方程＝128，使用CGSQ求解可压缩流动密度方程

LUFAC 1 定义CGSQ求解预处理参数

DIAG 16384 对于对称求解，定义DIAG求解项（diagonal preconditioning flag）

＝0，对所有采用Cholesky预处理＝8，对压力采用DIAG预处理

＝16，对能力采用DIAG预处理＝16384，对辐射采用DIAG预处理

NEWTONR 打开能量方程NEWTON Raphson开关

USER 0 定义用自定义参数

TMODS 2.00000e+000 定义一般步数，时间步长修正因子，如当前时间步长≤NCORL，后继时间时间步长＝当前时间步长*TMODS；如当前时间步长≥NCORL，后继时间步长＝当前时间步长/TMODS

TMODR 5.00000e-001 定义重新计算时间步长修正因子，TMODR值小于1，如果不收敛，重新计算步长＝当前步长*TMODR

CONVTOL 1.00000e-004 定义非对称TDMA求解收敛误差

二. THERMAL

1） STANDARD

THERMAL 1 ＝1，执行热分析模拟，并将温度选为基本变量

TFREQ 10 定义温度数据输出频率

POROS 1 定义是否执行缩松/缩孔模拟分析

＝0，不执行缩松/缩孔模拟分析

＝1，执行缩松/缩孔模拟分析

＝2，执行缩松/缩孔模拟分析，并与溶解气体有关

MACROFS 7.00000e-001

PIPEFS 3.00000e-001

GATEFEED 0

2） ADVANCED

QFREQ 10000 定义热量数据输出频率

USERHO 1

FEEDLEN 3 5.00000e+000

MOBILE 3.00000e-001 定义活动因子，该参数是液态自由面失去流动性的临界值，默认值为0.3

LINSRC 0 微结构分析时，定义source term线性化参数

CONVT 1 1.00000e+000 定义温度收敛判据，定义值不应超过液固相区

TRELAX 1.000e+000 定义温度驰预参数，该参数用于计算某一预测步长对温度场的初始假设，默认值为1

CRELAX 1.00000e+000 定义热容释放参数

CLUMP 1.00000e+000 定义电容矩阵团因子

CINIT 3.00000e-001

三.FLOW

1）STANDARD

FLOW 3 —定义是否执行流动分析，如果材料属性为非“F”默认值为0，如果材料属性为“F”，默认值为1

＝0，不执行流动分析＝1，执行流动分析

＝3，填充时执行流动分析，但当充满后，且NCYCLE＝1时，只执行热分析

＝5，利用边界单元法，计算势流

＝9，填充时执行流动分析，但当充满后，且NCYCLE>1时，只执行热分析

FREESF 1 定义自由面模型，默认值为0

＝1，自由面在动力作用下的快速填充模型＝2，自由面在重力作用下的慢速填充模型

＝3，1和2混合模型，根据作用条件，在1和2之间转换

GAS 0 —定义是否考虑气体影响，默认值为0

＝0，不考虑气体影响＝1，考虑气体影响

VFREQ 10 定义速度数据输出频率

PREF 7 1 定义参考压力，该压力是为将绝对压力转换为高斯压力而从边界条件压力中减去的部分，该参数应用于有气体、由压力界条件驱动的流动、有出气孔、有进气孔的情况。例如，由一个大气压的压力边界条件驱动的流动，边界条件应定义为2atm，PREF＝1atm

PINLET——定义压力驱动入口，输入整数值，默认值为0

LVSURF 9.80000e-001 定义模型由充型向由收缩和弹性引起的平流模型转换，一般假设自由面垂直于重力加速方向。LVSURFW值代表铸件模型充满的体积分

COURANT 1.00000e+002 定义时间步长的递增约束（courant limit），该参数只用于流动分析，如果COURANT＝1，调整时间步长，以便流体在该时间步长时，前进距离不超过一个单元长度。一般定义COURANT在10和50之间。对与压缩流，COURANT＝0.5

2）ADVANCED 1

WSHEAR 2 定义是否应用铸件壁剪切方程，铸件壁剪切方程将非滑动边界条件转换为铸件壁牵引条件

WALLF 8.000000e-001

PLIMIT 5 1.00000e+020 定义压力切断开关，当压力超过给定值时，切断速度入口，此参数对于发生冷隔时作用较大，否则，即使无空间填充，质量和压力也增加

FLOWDEL 1 1.00000e+020

TSOFF 1 0.00000e+000

PENETRATE 0

HEAD_ON 0

NNEWTON 0 定义是否为牛顿或非牛顿流动，默认值为0

＝0，牛顿流动＝1，非牛顿流动，此时粘度为剪切速率的函数

HIVISC 0 定义流动分析中粘度的不同解决方法，默认值为0

＝0，一般流动问题

＝1，高粘度流动问题，即雷诺氏数<1，且粘度小于104poise

＝2，较高粘度流动问题，即雷诺氏数<1

3）ADVANCED 2

COUPLED 0 定义在某一步长是否耦合温度场和流场，默认值为0。

＝0，在某一步长耦合温度场和流场，此时，重复计算能量方程，直到收敛

＝1，在某一步长耦合温度场和流场，此时，同时计算动量、压力和能量方程，本方法比较精确，但需较长的计算时间。

EFREQ 1

TPROF 1 定义在铸件壁能量方程中是否应用热边界层，默认值为1

＝0，在铸件壁能量方程中不应用热界层＝1，在铸件壁能量方程中应用热边界层

VPROF 0

CONVV 5.00000e-002

MLUMP 1.00000e+000

ADVECTW 0.00000e+000

PENALTY 1.00000e+000

COARSEC 8.80000e+000

COARSEP 3.33000e-001

四.NCYCLE

ONLY STANDARD

NCYCLE 0 压铸循环的次数

TCYCLE 1 0.00000e+000 循环的持续时间

TOPEN 1 0.00000e+000 模型打开时间

TEJECT 1 0.00000e+000 零件取出时间（？）

TBSPRAY 1 0.00000e+000 压铸开始时间

TESPRAY 1 0.00000e+000 压铸结束时间

五. STRESS

1）STANDARD

STRESS 0

SFREQ 10 存储频率

SCALC 10 计算频率

2）ADVANCED 1

CONVS 1.00000e-002 PENALTY

CRITFS 5.00000e-001

AVEPEN 3 1.00000e-001

GAPMOD 0

六. RADIATION

1） STANDARD

ENCLID 0

VFTIME 1 0.00000e+000

VFDISP 2 0.00000e+000

2） ADVANCED

RFREQ 1

RDEBUG 0

VFLIM 0.00000e+000

EPTOL 8.00000e-001

ANGTOL 4.50000e+001

TRI2QUAD 1

七.TURBLENCE

1） STANDARD

TURB 0

CMU 9.00000e-002

SIGMAK 1.00000e+000

SIGMAE 1.30000e+000

CONE 1.44000e+000

CTWO 1.92000e+000

KAPPA 4.00000e-001

TBRELAX 1.00000e+000

八其他项

MFREQ 10 定义微结构数据输出频率

FFREQ 1 定义流动更新频率，输入整数，默认值为1，使用于速度变化比温度变化较慢的耦合热交换问题，而不适用于自由问题

MICRO 0 定义是否执行微结构分析，默认值为0＝0，不执行微结构分析（no micromodeling）

＝1，共晶球铁＝2，等轴树枝晶＝4，稳态、亚稳态瞬间形核共晶体

＝8，稳态、亚稳态边疆形核共晶体＝16，共晶灰铁/白口铁＝32，共析体球铁

＝64，共析体灰铁＝128，转熔转变＝256，δ/γ，γ/α，γ渗碳体转变

＝512，基本凝固Scheil模型＝1024，凝固转变

EM 0

COMPRES 0定义是否为压缩流问题，默认起来0 ＝0，为非压缩流动＝1，为压缩流动EMITER 100

BEM 0

ISEED 0

TFILL 1 1.00000e+000

CFREQ 0.00000e+000

CELLSZ 1 1.00000e-003

PRELAX 1.00000e+000

MRELAX 1.00000e+000

BETA 5.00000e-001

消失模铸造基础知识

消失模铸造基础知识 什么是消失模铸造？ 消失模铸造技术是将与铸件尺寸形状相似的发泡塑料模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂层并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在一定条件下浇注液体金属，使模型气化并占据模型位置，凝固冷却后形成所需铸件的方法。对于消失模铸造，有多种不同的叫法。国内主要的叫法有“干砂实型铸造”、“负压实型铸造”，简称EPC铸造。国外的叫法主要有：Lost Foam Process (U.S.A)、P0licast Process(Italy)等。 与传统的铸造技术相比，消失模铸造技术具有与无伦比的优势，因此被国内外铸造界誉为“二十一世纪的铸造技术”和“铸造工业的绿色革命”。 ____________________________________________________________________________ 消失模生产的基本技术要求 消失模铸造技术作为一种铸件近静形成形方法，近年来得到了快速发展。在国外由于机械化、自动化消失模铸造生产线的陆续建成投产及所产生的显著的经济和社会效益，使消失模铸造技术显现出强大的生命力。前一段时间我国的消失模铸造技术应用虽然进展缓慢，但在近几年得到了快速发展。特别是由于消失模铸造设备投资少、工艺路线短，许多原有的中小铸造企业也越来越多地采用该项技术。但是，有些企业对一些操作问题未能加以重视，使得在生产过程中出现了一些问题，对铸件的质量产生了很大影响。 1．模型制作 在消失模铸造工艺中，模型制作是一个非常重要的环节。EPS原料的选择、模型的加工工艺、尺寸精度、模型密度、浇注时热解产物多少等因素的控制，是获得优质铸件的前提。现有的中小企业模型制作有以下几种方式： (1) 用包装EPS板材切割、粘接而成。 (2) 自制模具，委托外厂加工。 (3) 自制简易的预发成型设备。 采用上述方法制作模型，普遍存在不重视模样密度变化的现象，特别是模型在委托外厂加工时水分不易控制，经常性出现浇注时铁水从浇口中反喷或铸件出现冷隔、浇不足等现象。为此在生产过程中应加强对模型密度的检验，增加对模型的烘干时间等方法；EPS珠粒经工艺实验选定后，不能随意改变原料生产厂家；预发时用称量工具控制珠粒密度，改变凭人工经验控制珠粒密度的方法；采取上述方法后，使问题得到了解决。 2．振动存在的问题 振动紧实是消失模铸造的四大关键技术之一，振动的作用是使干砂在砂箱中产生动态流动，提高干砂的充填性及其密度，防止出现铸造缺陷。在干砂振动充填时，比较理想的状况是，干砂在振动过程中进行有序流动，在保证模型不变形的前提下，均匀地充填到模型的各个部位，使砂箱内型砂获得较高和较均匀的充填密度。中小企业的消失模铸造振动台多为自制设备，在振动时，最常见的现象是由于振动操作不当，造成模样变形、涂料层开裂等，从而造成相应的铸造缺陷。有些振动台本身由于激振力过大、同一组电机的偏振块不平衡也易造成模样变形。为此，主要应调整激振力、振幅和振动时间；对于尺寸较大而结构简单的铸件，可将六个电机的三维振动改为双电机的垂直或水平振动；特别是通过检测仪器对振动台的各参数加以检测和调整，使之达到设计的要求。 3．涂料使用存在问题 在消失模铸造工艺中，使用涂料可提高模样的刚度和强度，使EPS模样与铸型隔离，防止粘砂及铸型塌陷；在浇铸过程中允许模样高温分解产物及时顺利地通过涂层排出。涂料一般由

消失模铸造工艺

消失模近净成形铸造工艺技术及应用 李润生 （中天创展球铁有限公司佛山顺德528313） 一消失模铸造概述 在我国已有几千年历史的传统铸造，主要用来生产机械零件的毛坯件，尽管发展到现在，也出现了许多新的方法，但是目前生产上应用最普遍的仍然是发展较早的砂型铸造。 手工砂型铸造通常又被称之为翻砂。它必须借助于铸模（用木材或金属制成），才能将型砂制成的需形状的铸型，但是这类用木材或金属制成的模样，必须在浇注前从铸型中取出，否则就无法浇注。因此，这种工艺显得特别复杂，工序多、劳动强度大、生产周期长、成本高，而且铸件精度不够理想，表面较粗糙，加工余量大，甚至对于某些复杂的零件还无法实现活块整体铸造，这就成了砂型铸造的致命弱点。 为了改善砂型铸造的状况，人们作了不少努力，近代高速粘土湿砂射压造型和静压造型的应用，呋喃树脂自硬砂，有机酯硬化和微波加热水玻璃砂的应用，达到砂型铸造的先进水平。但是对于那些单件小批量、形状较为复杂的大中型铸件、大批量生产的复杂铸件如何来实现“高效、优质、清洁、低成本、高精度、”的生产要求，成了铸造工作者急待解决的重大课题。在消失模铸造法出现之后，这个问题得到了解决。消失模铸造是一种近无余量、精确成型的铸造方法，被铸造界的权威人士称为“21世纪的铸造工艺革命”和“最值得推广的绿色铸造工程”。 消失模铸造与传统的粘土砂铸造的主要工艺流程比较如下图：

消失模实型铸造法、干砂负压铸造法分别代表了消失模铸造发展的两个阶段，也是当前世界各地广泛使用的、已相互独立的两种铸造方法。 实型铸造法（FM法）：就是用泡沫聚苯乙烯模代替铸模进行造型，其方法主要是用化学自硬砂造型，模样不取出呈实体铸型，浇入金属液，模样气化，而得到理想铸件的一种铸造方法。该法的工艺过程是将泡沫塑料制成的模样，置入砂箱内填入造型材料后夯实，模样不取出构成一个没有型腔的实体铸型，当金属液浇入铸型时，泡沫塑料模在高温金属液的作用下迅速气化、燃烧而消失，金属液取代了原来泡沫塑料模样所占据的位置，冷却凝固成与模样形状相同的实型铸件。目前用化学自硬砂作为填充材料的实型法适用于生产单件中大型铸件。以下是呋喃树脂砂FM法主要工艺流程： 干砂负压铸造法（EPC法）：干砂负压铸造法是将真空密封造型法与实型铸造进行工艺嫁接而形成的一种新的铸造方法，因而它保留了真空密封造型法和实型铸造的主要优点，克服了它们各自的缺点和局限性。这不仅是实型铸造技术的新突破，更是实型铸造法的新发展。在干砂填充成型法基础上，采用负压浇注，不仅利用砂箱内外压差使干砂紧实，还保证了泡塑模在真空下气化，这样所产生的气体量大大减少，产生的气体也能及时和有效地排放。由于金属液被浇注进入真空状态下的型腔，因此铸件表面精度很高，同时简化了造型操作，无须混砂工序，铸件容易落砂清理，极少粉尘污染，减少了气孔以及根除了由粘结剂等添加物引起的铸造缺陷。该方法已成为消失模铸造的最重要方法。EPC法工艺流程如下：

procast在铸造中的应用

对于我们学铸造专业的学生来说，掌握几款铸造方面的软件是很有必要的，有了一定的软件基础在以后的铸造设计、模拟中都是很有用的。下面介绍下ProCAST软件在铸造中应用。 一、概述 ?ProCAST是为评价和优化铸造产品与铸造工艺而开发的专业CAE系统，借助于ProCAST系统，铸造工程师在完成铸造工艺编制之前，就能够对铸件在形成过程中的流场、温度场和应力场进行仿真分析并预测铸件的质量、优化铸造设备参数和工艺方案。 ?ProCAST可以模拟金属铸造过程中的流动过程，精确显示充填不足、冷隔、裹气和热节的位置以及残余应力与变形，准确地预测缩孔、缩松和铸造过程中微观组织的变化。 ?作为ESI集团热物理综合解决方案的旗舰产品，ProCAST是所有铸造模拟软件中现代CAD/CAE集成化程度最高的。它率先在商用化软件中使用了最先进的有限元技术并配备了功能强大的数据接口和自动网格划分工具。 ?全部模块化设计适合任何铸造过程的模拟； ?采用有限元技术，是目前唯一能对铸造凝固过程进行热－流动－应力完全耦合的铸造模拟软件； ?高度集成。 二、发展历程 ?Procast自1985年开始一直由位于美国马里兰州首府Annapolis的UES Software进行开发，并得到了美国政府和诸多研究机构的大力资助。为了保证模拟的精度，Procast一开始就采用有限元方法作为模拟的技术核心。 ?1990年后，位于瑞士洛桑的Calcom SA和瑞士联邦科技研究院也加入了Procast部分模块的开发工作，基于其强大的材料物理背景，Calcom在Procast 的晶粒计算模块和反求模块开发上贡献良多。 ?2002年，Procast和Calcom SA先后加入ESI集团，并重新组建为Procast Inc. (美国马里兰州)和Calcom ESI (瑞士洛桑)。ESI也重新整合了其原有的热物理模拟队伍如PAM-CAST和SYSWELD，这样Procast（有限元铸造仿真），PAM-CAST（有限差分元铸造仿真）, Calcosoft（连续铸造仿真）和SYSWELD （热处理与焊接模拟）一起组成ESI完整的热物理综合解决方案。 三、适用范围 ?砂型铸造、消失模铸造; ?高压、低压铸造; ?重力铸造、倾斜浇铸; ?熔模铸造、壳型铸造; ?挤压铸造; ?触变铸造、触变成型、流变铸造。 由于采用了标准化的、通用的用户界面，任何一种铸造过程都可以用同一软件包ProCASTTM进行分析和优化。它可以用来研究设计结果，例如浇注系统、通气孔和溢流孔的位置，冒口的位置和大小等。实践证明ProCASTTM可以准确地模拟型腔的浇注过程，精确地描述凝固过程。可以精确地计算冷却或加热通道的位置以及加热冒口的使用。 四、材料数据

铸造仿真软件项目建议书

铸造仿真软件项目建议 书 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）

目录 1背景 长期以来，对于铸造工艺的改进主要依靠经验和试验，一直缺乏一套专业的、有效的方法和手段。模拟是控制设计、制造过程并预测产品早期服役可能出现问题的最好解决方法。当前，有限元理论已十分成熟，相应的模拟商业软件也逐步趋于成熟，并在各行各业逐步发挥其巨大的作用。 现代制造工艺越来越复杂，性能、精度要求也越来越高，依赖试验的设计手段设计费用越来越高，周期越来越长，也越来越不容易保证可靠性。而从一些发达国家的经验来看，仿真技术的应用可以大大减少试验的比重，减少了设计的盲目性，节省巨额的设计费用，设计周期也大大缩短。从我院专业发展的角度看，急需在数值仿真这一方面提高一个层次，实现我院研发能力的跨越式发展。 铸造仿真软件的开发是一项技术含量很高、专业性很强的工作，作为一个设计单位，自行开发不切实际。国内一些专业单位开发的同类产品在实用性、规范性和易用性等方面都有不足。ESI集团的ProCAST是业界领先的铸造过程模拟软件，基于强大有限元求解器和高级选项，提供高效和准确的求解来满足铸造业的需求。与传统的尝试－出错－修改方法相比，ProCAST是减少制造成本，缩短开发时间，以及改善铸造过程质量的重要的、完美的解决方案。

2铸造模拟仿真对我院的作用 引进ProCAST软件，从短期来看会提高设计和工艺制造水平，在当前在研项目中立即产生效益；而从长远来看，制造工艺计算和仿真手段的大量应用必将彻底改变我院原有的制造工艺方式，最终提高我院铸造工艺的整体水平。 2.1铸造仿真对xx室的作用 xx室目前有很多钛合金铸件的铸造过程需要模拟来解决，其主要原因是：一、采用传统的试错法，费用昂贵、周期太长；二新产品大多没有经验可以借鉴，院以工艺摸索时间比较长，尤其是一些钛合金材料。 2.2铸造仿真对铸钢厂的作用 铸钢厂目前某些件的铸造出品率不是很高，引进铸造模拟仿真软件将大大节省提高铸钢厂的铸造工艺出品率和工艺水平，大大缩短生产周期，有效的提高劳动生产率。 另外铸造模拟仿真对于我院技术的传承也很有帮助，通过仿真我们可以将铸造技术和经验进行科学的直观的描述和记录，使得过去的一些抽象的经验变为简单明了的纸面文档进行记载和保存，有利于铸造技术的延续和资源共享。 3铸造仿真软件的调研与考核 经过上述分析，铸造仿真软件的引入是十分必要的，它对我院的虚拟制造技术和铸造技术的发展将起到极大的推动作用。因此我们对市面上的铸造仿真软件进行了调研和考核。

消失模铸造技术

消失模铸造技术 1简介编辑 消失模铸造工艺包括浇冒口系统设计、浇注温度控制、浇注操作控制、负压控制等。浇注系统在消失模铸造工艺中具有十分重要的地位，是铸件生产成败的一个关键。在浇注系统设计时，应考虑到这种工艺的特殊性，由于模型簇的存在， 使得金属液浇入后的行为与砂型铸造有很大的不同，因此浇注系统设计必定与砂型铸造有一定的区别。在设计浇注系统各 部分截面尺寸时，应考虑到消失模铸造金属液浇注时由于模型存在而产生的阻力，最小阻流面积应略大于砂型铸造。[1] 2铸件工艺编辑 由于铸件品种繁多、形状各异，每个铸件的具体生产工艺都有各自的特点，并且千差万别。这些因素都直接影响到浇注系统设计结果的准确性。为此，可将铸件以某种方式进行分类。针对中小铸件，可按铸件生产工艺特点进行分类，如表 1所示。模型簇组合方式可基本反映铸件的特点，以及铸件的补缩形式。浇注系统各部分截面尺寸与铸件大小、模型簇组 合方式以及每箱件数都有关系。为此，在设计新铸件的工艺时，应根据铸件特征，参照同类铸件浇注系统特点有针对性地进行计算。 因为模型的存在，在浇注过程中模型气化需要吸收热量，所以消失模铸造的浇注温度应略高于砂型铸造。对于不同的合金材料，与砂型铸造相比，消失模铸造浇注温度一般控制在高于砂型铸造30?50 C。这高出30?50 C的金属液的热量可满足模型气化需要的热量。浇注温度过低铸件容易产生浇不足、冷隔、皱皮等缺陷。浇注温度过高铸件容易产生粘砂等缺陷。 消失模铸造浇注操作最忌讳的是断续浇注，这样容易造成铸件产生冷隔缺陷，即先浇入的金属液温度降低，导致与后浇注的金属液之间产生冷隔。另外，消失模铸造浇注系统多采用封闭式浇注系统，以保持浇注的平稳性。对此，浇口杯的形式与浇注操作是否平稳关系密切。浇注时应保持浇口杯内液面保持稳定，使浇注动压头平稳。 负压是黑色合金消失模铸造的必要措施。负压的作用是增加砂型强度和刚度的重要保证措施，同时也是将模型气化产物排除的主要措施。负压的大小及保持时间与铸件材质和模型簇结构以及涂料有关。对于透气性较好、涂层厚度小于1mm 的涂料，对铸铁件负压大小一般在0.04?0.06MPa，对于铸钢件取其上限。对于铸铝件负压大小一般控制在0.02? 0.03MPa。负压保持时间依模型簇结构而定，每箱中模型簇数量较大的情况，可适当延长负压保持时间。一般是在铸件表层凝固结壳达到一定厚 度即可却去负压。对于涂层较厚及涂料透气性较差的情况，可适当增大负压及保持时间。 3三个步骤编辑 铸造工序

消失模铸造工艺的特点

消失模铸造工艺的特点 1.铸件精度高 消失模铸造是一种近无余量、精确成型的新工艺,该工艺无需取模、无分型面、无砂芯,因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度,并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差。铸件表面粗糙度可达Ra3.2至12.5μm；铸件尺寸精度可达CT7至9；加工余量最多为1.5至2mm，可大大减少机械加工的费用，和传统砂型铸造方法相比，可以减少40%至50%的机械加工间。 2.设计灵活 为铸件结构设计提供了充分的自由度。可以通过泡沫塑料模片组合铸造出高度复杂的铸件。 3.无传统铸造中的砂芯 因此不会出现传统砂型铸造中因砂芯尺寸不准或下芯位置不准确造成铸件壁厚不均。 4.清洁生产 型砂中无化学粘结剂,低温下泡沫塑料对环境无害,旧砂回收率95%以上。 5.降低投资和生产成本 减轻铸件毛坯的重量,机械加工余量小。 消失模铸造工艺与其他铸造工艺一样，有它的缺点和局限性，并非所有的铸件都适合采用消失模工艺来生产，要进行具体分析。主要根据以下一些因素来考虑是否采用这种工艺。1.铸件的批量批量越大,经济效益越可观。2.铸件材质其适用性好与差的顺序大致是:灰铸铁--非铁合金--普通碳素钢--球墨铸铁--低碳钢和合金钢;通过必要的准备以不致使工艺实验、调试周期过长。3.铸件大小主要考虑相应设备的使用范围（如振实台，砂箱）。4.铸件结构铸件结构越复杂就越能体现消失模铸造工艺的优越性和经济效益,对于结构上有狭窄的内腔通道和夹层的情况,采用消失模工艺前需要预先进行实验,才能投入生产。 6.国内外消失模铸造技术发展现状 1990年，美国通用汽车公司在Saturu建立了一个年产5.5万吨的新铸造厂,有三条全自动的消失模铸造生产线。 1991年，意大利菲亚特公司在都灵建成欧洲最大规模的消失模生产车间，年产量1.5万吨。 1993年，德国宝马公司建成年产20万只各种规格铝合金气缸盖

铸造模拟软件MAGMA操作教程

CAD Model Preprocessor Meshing Parameters Postprocessor Analysis Decision 一、基本操作流程 图（1_1） 建构正确的实体模型是进行分析工作的关键。把实体分为不同的组，转换为.stl 档，为MAGMA 分析做好准备。如图（1_1）所示：黑色字体是使用MAGMA 的操作步骤；红色字体是分析的前期工作和后期对策。 二、ＭＡＧＭＡ的操作 １、创建专案 建构实体模型 模流前处理 实体切网格 参数设定 模流后处理 结 果 分 析 相 应 对 策

图（2_1） 图（2_2） 图（2_3） 图（2_4） 图（2_5） 说明： 图（2_1）打开桌面图标 project 菜单 create project 出现新对话框 图（2_2）选择Iron casting 铸铁模组 选择结果存放路径（MAGMAsoft 下） 取解析方案名称 回车键 OK 出现新对话框 图（2_3）默认系统选择直接按红框所标的键，直到图（2_4）,按OK 键结束创建 专案操作。如图（2_5）的路径，把建立好的.stl 档存在CMD 文件夹下。 ２、前处理 2－1 、材质群组介绍 专案名称 .stl 档

图（2_6） 在载入时一定要确保重力方向向上，如图（2_6）所示。一般在实体建模时便给出正确的重力方向。如果方向错误也可在MAGMA 内修改。（见后面说明） 砂模可以在建构实体时绘出，也可以在MAGMA 内绘制出。后面有进一步说明。 2－2、OVERLAY 原理 图（2_7） 图（2_8） 在建构实体时有一些区域重合。如图（2_7），ingate 连接cast 和gating ，其和两者都有交接的部分。我们希望各部分独立不干涉，保证分析的精确。利用overlay 原理切割重合区域。如图（2_8）排在前面的ingate 被排在后面的gating 和cast 切割。在载入．stl 档后需利用此原理进行排序。 2－3、载入．stl 档 接上动把.stl 档存在CMD 文件夹下后，在创建专案的界面（图（2_1））按下preprocess 键， CA VITY INSERT CAST INGATE GATING 1. CAST 2. INGATE 3. GATING １、 砂模（sandm ） ２、 灌口（inlet ） ３、 浇道（gating ） ４、 浇道（gating ） ５、 冒口（feeder ） ６、 冒口（feeder ） ７、 入水口（ingate ） ８、 入水口（ingate ） ９、 砂芯（core ） １０、 冷铁（chill ） １１、 铸件（cast ） Inlet Gating Gating Feeder Core chill Ingate Z 轴正向 CA VITY INSERT CAST INGATE GATING 1. INGATE 2. GATING 3. CAST 排序

ProCAST软件的特点及其在铸件成形过程中的应用_胡红军

ProCAST软件的特点及其在铸件成形过程中的应用Function of FEM Software ProCAST and Application in Casting 胡红军 (重庆工学院材料科学与工程学院,重庆400050) 摘　要:介绍了商品化有限元软件P ro CA ST的组成模块、功能以及在铸件成形、缺陷预测方面的应用。 关键词:有限元模拟;Pr oCA ST;凝固模拟;缺陷预测 中图分类号:T G244 文献标识码:B 文章编号:1001-3814(2005)01-0070-02 　Pr oCAST软件从1985年开始将最先进的有限元技术用在铸造模拟中,有效地提高了铸造工艺的正确性。借助于ProCAST系统,铸造工程师在完成铸造工艺编制之前,就能够对铸件在形成过程中的流场、温度场和应力场进行仿真分析并预测铸件的质量、优化铸造设备参数和工艺方案,通过对金属流动过程的模拟,可以精确显示浇不足、冷隔、裹气和热节的位置及残余应力和变形的大小,准确地预测缩孔缩松和微观组织。 1　ProCAST软件的组成模块 Pro CA ST是针对铸造过程进行流动-传热-应力耦合作出分析的系统,共有8个模块,用户可以比较灵活地租用或购买这些模块。对于普通用户,一般应有传热分析及前后处理、流动分析、应力分析和网格划分等基本模块。对于铸造模拟有更高要求的用户则需要有更多功能的其它模块,例如热辐射分析,显微组织分析,电磁感应分析,反向求解,应力分析等模块。这些模块既可以一起使用,也可以根据用户需要有选择地使用。 2　ProCAST软件的特点 2.1　可重复性 即使一个工艺过程已经平稳运行几个月,意外情况也有可能发生。由于铸造工艺参数繁多而又相互影响,因而在实际操作中长时间连续监控所有的参数是不可能的。任何看起来微不足道的某个参数的变化都有可能影响到整个系统,但又不可能在车间进行全部针对各种参数变化的试验。ProCAST可以让铸造工程师快速检查每个参数的影响,从而得到可重复的、连续平稳生产的参数范围。 2.2　可虚拟试验 在新产品市场定位之后,就应开始进行生产线的开发和优化。ProCAST可以虚拟试验各种革新设计而取之最优。因此大大减少工艺开发时间,同时又把成本降到最低。 2.3　灵活性大 ProCAST采用基于有限元法(FEM)的数值计算方法,与有限差分法相比,具有较大的灵活性,特别适用于模拟复杂铸件成型过程中的各种物理现象。 2.4　模拟功能强大 ProCAST作为针对铸造过程进行流动、传热、应力求解的软件包,能够模拟铸造过程中绝大多数问题和许多物理现象。在铸造过程分析方面,ProCAST提供了能够考虑气体、过滤、高压、旋转等对铸件充型的影响,能够模拟出气化模铸造、低压铸造、压力铸造、离心铸造等几乎所有铸造工艺的充型过程,并且对注塑、压制腊模、压制粉末等的充型过程进行模拟;在传热分析方面,ProCAST能够对热传导、对流和辐射等三种传热方式进行求解,尤其是引入最新“灰体净辐射法”模型,使ProCAST擅长于解决精铸及单晶铸造问题;在应力分析方面,通过采用弹塑性和粘塑性及独有的处理铸件/铸型热和机械接触界面的方法,使其具有分析铸件应力、变形的能力;在电磁分析方面,Pro CA ST 可以分析铸造过程所涉及的感应加热和电磁搅拌等。以上的分析可以获得铸造过程的各种现象、铸造缺陷形成及分布、铸件最终质量的模拟和预测。 2.5　界面人性化 ProCAST的前后处理完全基于Window s的用户界面,通过提供交互菜单、数据库和多种对话框完成用户信息的输入。ProCAST具有全面的在线帮助,具有良好的用户界面;通过提供和通用机械CAD系统的接口,可直接获取铸件实体模型的IGES文件或通用CAE系统的有限元网格文件;可以将模拟结果直接输出到CAD系统接口,尤其可以通过I-DEAS直接读取 70 APPLICATION Hot W orking Technology　2005No.1 收稿日期:2004-10-27 作者简介:胡红军(1976-),男,湖北人,讲师,硕士,现从事材料成型 CAD/CAE软件研究和开发。

Magma铸造CAE模拟

Magma操作 STL导入 点击“preprocessor”进入“MAGMApre”界面，依次导入相应的构件，保存。

Mesh划分网格 如上图所示，Magma共提供以上四种划分网格方法：自动划分、标准划分、高级、高级2。其中，自动划分是指用户自己制定划分的总的网格数，Magma自动进行适当的调整划分实体，标准划分是指铸型等不需要很高精度的部分进行的一种比较粗略的划分，如果需要对某一部分进行更细的划分，那么用户可以在“高级”中进行制定网格大小，甚至可以在“高级2”中对更进一步的某些部分进行更细的网格划分。 自动划分是用户可以制定计算部分的大约网格数、是否生成壳、是否核心划分、是否针对解法5进行划分。 Solver5是一种针对复杂结构铸件的网格划分方法。 1.2.4 网格划分 1.根据网格总量划分 1）打开选择功能表enmeshment,则mesh generation的视窗就出现； 2）选择automatic ,输入网格总数量； 3）选择generate 划分。

按照网格总数划分 2.根据单元网格三维尺寸划分 标准高级更高级 1）操作步骤： （1）选择功能表enmeshment,则mesh generation的视窗即出现；

（2）选择standard模式定义标准的网格化参数(如图 1.2.4-2)； （3）若standard模式不符划分需求,选择advanced和advanced2模式 ,来局部区域细分； 依据个人需求,改变预设的参数,参数说明后面3）中叙述。 （4）选择calculate,测试产生网格数； （5）假如接受测试结果,选择generate正式产生网格。 网格数量 2）划分准则 1、Wall thichness— 网格划分最小结构厚度。 2、Accuracy— 精度 3、Element size— 网格大小 4、Option。 其中Wall thichness和Element size一般设成一样大小。 3）参数说明 （1）wall thickness(壁厚) ─粗分网格； 几何中只要有壁厚小于设定值的地方就不会有网格产生,单位是mm 。

铸造工艺基础要点

铸造工艺基础知识 一、铸造方法 常见的铸造方法有以下几种： 1、砂型铸造：砂型铸造是将原砂和粘结剂、辅助材料按一定比例混 制好以后，用模型造出砂型，浇入液体金属而形成铸 件的一种方法。砂型铸造是应用最普遍的一种铸造方 法。 2、熔模铸造：熔模铸造又称“失蜡铸造”，通常是在蜡模表面涂上数 层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔去而 制成型壳，再经过焙烧，然后进行浇注，而获得铸件 的一种方法。由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和 表面粗糙度，所以又称“熔模精密铸造”。 3、金属型铸造：金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属用重力 浇注法浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。 所以又称“重力铸造”。 4、低压铸造：低压铸造是液体金属在压力作用下由下而上的充填型 腔，以形成铸件的一种方法。由于所用的压力较低， 所以叫低压铸造。 5、压力铸造：压力铸造简称压铸，是在高压作用下，使液态或半液 态金属以较高的速度充填压铸型型腔，并在压力作用 下凝固而获得铸件的一种方法。

6、离心铸造：离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中，使液体金 属在离心力的作用下充填铸型和凝固成形的一种铸造 方法。 7、连续铸造：连续铸造是将熔融的金属不断浇入一种叫做结晶器的 特殊金属型中，凝固了的铸件连续不断的从结晶器的 另一端拉出，从而获得任意长度或特定长度铸件的一 种方法。 8、消失模铸造：消失模铸造是采用泡沫气化模造型，浇注前不用取 出模型，直接往模型上浇注金属液，模型在高温下 气化，腾出空间由金属液充填成型的一种铸造方法。 也叫“实型铸造”。 二、零件结构的铸造工艺性分析 零件结构的铸造工艺性通常指的是零件的本身结构应符合铸造生产的要求，既便于整个铸造工艺过程的进行，又利于保证产品质量。 对产品零件图进行分析有两方面的作用：第一，审查零件结构是否符合铸造生产的工艺要求。因为零件的设计者往往不完全了解铸造工艺。如发现结构设计有不合理的地方，就要与有关方面进行研究，在不影响使用要求的前提下，予以改进。这对简化工艺过程、保证质量及降低成本均有极大作用。第二，在既定的零件结构条件下，考虑在铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取相应工艺措施予以避免。 （一）从避免缺陷方面审查铸件结构的合理性

消失模铸造技术现状及发展

消失模铸造技术现状及发展 【摘要】消失模铸造事业的发展令人鼓舞。在消失模铸造事业发展较好的形势下，回顾过去，展望未来，冷静思考，实事求是的分析和研究发展中存在的不足，对于促进消失模铸造事业发展是必要的。本文首先分析了我国消失模铸造技术的现状及存在的问题，然后探讨了消失模铸造的特点及常用技术，最后详细阐述了消失模铸造技术发展的策略。 【关键词】消失模；铸造技术；真空低压消失模；设备；降耗 一、我国消失模铸造技术的现状及存在的问题 （一）现状 消失模铸造技术作为一种先进的铸件成型方法，近年来在世界上得到了迅速的发展。在西方发达国家由于机械化，自动化消失模铸造生产线的陆续建成投产，以及所生产的显著经济和社会效益，使这项技术呈现出强大的生命力。前几年我国消失模铸造技术应用虽然进展缓慢，但是在近五年来得到了快速发展。特别是由于消失模铸造设备投资少、工艺路线短、工序简化、占地面积小、铸件尺寸精度和外观精度高，许多原有的中校铸造企业也越来越多地采用该项技术。但是，有些企业对该技术的认识不足，对出现的问题未加仔细研究分析，在操作中也未能加以重视，导致铸件质量波动，就认为消失模铸造技术不适应自己的情况而放弃。 （二）存在的问题 第一，我国的铸件市场主要是以过国内的市场为主，主要生产的铸件水平为中低档，虽然能够基本满足生产的需求，但是，对于消失模铸造技术与工艺的掌握也有一定的局限，因此，在引进消失模铸造工艺时，应对供应商进行综合性的评价。 第二，与世界的发达国家相比，我国的消失模铸造工艺、技术还是有一定的不足，而且我国的铸造业的整体经济利益与与国际先进水平相比，也存在着很大的差距。 第三，铸造工厂与厂家太多。根据有关资料显示，我国有铸造厂家2万多家，从事这个行业的人员就有120万，占据世界的首位，但是，每一个工厂所生产的铸件都是参差不齐的，整体水平低下。

机械知识题库集(DOC)

机械知识题库集 1、 因多种因素影响，致使铸造成不稳定的制造工艺过程。它易于产生哪些缺陷？。 （错箱、冷隔、夹渣、气孔、疏松、偏析、白口）。 2、铸件冷却时，在表面和内部、薄壁部位存在冷却速度差，这种速度差导致铸件产生很大的内应力，是铸件开裂的主要原因 3、机械加工的棱角往往我们都要对其倒角，目的主要有几点：（多选） A 易装配 B 倒锐棱 C 去毛刺 4、请说明基孔制与基轴制的定义区别 基孔制：基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种不同配合的制度 基轴制：基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带形成各种不同配合的制度 5、16012 .0006.0++的公差为0.006，16006.0012.0-+的公差为0.018.(填上公差值) 6、经热处理的轴、杆类零件，磨加工前必须留有足够的余量、并且要先对轴、杆校直，否则轴、杆磨加工后会出现表面硬度不足或表面硬度不均匀，直接影响其使用寿命） 7、刀具材料应具备较高的硬度、足够的强度和韧性、高耐磨性、高耐热性。我们制图中常用的刀柄材料一般用 40Cr 刀片材料一般用钨钴类 8、分别说明以下图示表形位公差特征符号的意思 直线度 平面度 圆度 平行度 垂直度 同轴度 倾斜度 圆柱度 对称度 位置度 面轮廓度 全跳动 9、在图形下面写出分别表示什么类材料的部面符号 10、以下哪几种图幅比例为国标图幅比例（多选） 1：2 1：3 1：5 2：1 3：1 5：1 11、中国视图与日本视图有什么区别 中国视图采用第一角投影法，日本视图采用第三角投影法 12、请标出下图中的形位公差附加符号的意思 最小实体要求 可逆要求 延伸公差带 包容要求 最大实体要求 13请说出以下位置公差的含义： （金属材料） （非金属材料） （型砂、粉末冶金、硬质合金等）

消失模铸造详情

消失模铸造详情 消失模铸造（又称实型铸造）是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。 1958年,美国的H.F.shroyer发明了用可发性泡沫塑料模样制造金属铸件的专利技术并取得了专利(专利号USP2830343)。最初所用的模样是采用聚苯乙烯(EPS)板材加工制成的.采用粘土砂造型,用来生产艺术品铸件。采用这种方法,造型后泡沫塑料模样不必起出,而是在浇入液态金属后聚苯乙烯在高温下分子裂解而让出空间充满金属液,凝固后形成铸件。1961年德国的Grunzweig和Harrtmann公司购买了这一专利技术加以开发,并在1962年在工业上得到应用。采用无粘结剂干砂生产铸件的技术由德国的H.Nellen和美国的T.R.Smith于1964年申请了专利。由于无粘结剂的干砂在浇注过程中经常发生坍塌的现象,所以1967年德国的A.Wittemoser采用了可以被磁化的铁丸来代替硅砂作为造型材料,用磁力场作为"粘结剂"。这就是所谓＂磁型铸造＂。1971年,日本的Nagano发明了V法(真空铸造法),受此启发,今天的消失模铸造在很多地方也采用抽真空的办法来固定型砂。在1980年以前使用无粘结剂的干砂工艺必须得到美国"实型铸造工艺公司"(Full Mold Process,Inc)"的批准。在此以后,该专

利就无效了。因此,近20年来消失模铸造技术在全世界范围内得到了迅速的发展。 消失模铸造工艺的特点 消失模工艺的砂... 1.铸件精度高:消失模铸造是一种近无余量、精确成型的新工艺,该工艺无需取模、无分型面、无砂芯,因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度,并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差。铸件表面粗糙度可达Ra3.2至1 2.5μm；铸件尺寸精度可达CT7至9；加工余量最多为1.5至2mm，可大大减少机械加工的费用，和传统砂型铸造方法相比，可以减少40%至50%的机械加工间。 2.设计灵活:为铸件结构设计提供了充分的自由度。可以通过泡沫塑料模片组合铸造出高度复杂的铸件。 3.无传统铸造中的砂芯因此不会出现传统砂型铸造中因砂芯尺寸不准或下芯位置不准确造成铸件壁厚不均。 4.清洁生产型砂中无化学粘结剂,低温下泡沫塑料对环境无害,旧砂回收率95%以上。 5.降低投资和生产成本减轻铸件毛坯的重量,机械加工余量小。 消失模铸造工艺与其他铸造工艺一样，有它的缺点和局限性，并非所有的铸件都适合采用消失模工艺来生产，要进行具体分析。主要根据以下一些因素来考虑是否采用这种工艺。1.铸件的批量

铸造模拟软件讲解

PROCAST ProCAST由法国ESI公司开发的综合的铸造过程软件解决方案，有20多年的历史，提供了很多模块和工程工具来满足铸造工业最富挑战的需求。基于强大的有限元分析，它能够预测严重畸变和残余应力，并能用于半固态成形，吹芯工艺，离心铸造，消失模铸造、连续铸造等特殊工艺。 procast 百科名片 ProCast软件界面 ProCAST由法国ESI公司开发的综合的铸造过程软件解决方案，有20多年的历史，提供了很多模块和工程工具来满足铸造工业最富挑战的需求。基于强大的有限元分析，它能够预测严重畸变和残余应力，并能用于半固态成形，吹芯工艺，离心铸造，消失模铸造、连续铸造等特殊工艺。 目录 适用范围材料数据库 模拟分析能力 分析模块 ProCAST特点 模拟过程 展开 适用范围 材料数据库 模拟分析能力 分析模块 ProCAST特点 模拟过程 展开 ProCast应用(10张) 编辑本段适用范围 ProCAST适用于砂型铸造、消失模铸造、高压铸造、低压铸造、重力铸造、

软件操作界面 倾斜浇铸、熔模铸造、壳型铸造、挤压铸造、触变铸造、触变成形、流变铸造。由于采用了标准化、通用的用户界面，任何一种铸造过程都可以用同一软件包ProCAST进行分析和优化。它可以用来研究设计结果，例如浇注系统、通气孔和溢流孔的位置，冒口的位置和大小等。实践证明，ProCAST可以准确地模拟型腔的浇注过程，精确地描述凝固过程。可以精确地计算冷却或加热通道的位置以及加热冒口的使用。 编辑本段材料数据库 ProCAST可以用来模拟任何合金，从钢和铁到铝基、钴基、铜基、镁基、镍基、钛基和锌基合金，以及非传统合金和聚合体。ESI旗下的热物理仿真研究开发队伍汇集了全球顶尖的五十多位冶金、铸造、物理、数学、计算力学、流体力学和计算机等多学科的专家，专业从事ProCAST和相关热物理模拟产品的开发。得益于长期的联合研究和工业验证，使得通过工业验证的材料数据库不断地扩充和更新，同时，用户本身也可以自行更新和扩展材料数据。除了基本的材料数据库外，ProCAST还拥有基本合金系统的热力学数据库。这个独特的数据库使得用户可以直接输入化学成分，从而自动产生诸如液相线温度、固相线温度、潜热、比热和固相率的变化等热力学参数。 编辑本段模拟分析能力 ProCAST可以分析缩孔、裂纹、裹气、冲砂、冷隔、浇不足、应力、变形、模具寿命、工艺开发及可重复性。ProCAST几乎可以模拟分析任何铸造生产过程中可能出现的问题，为铸造工程师提供新的途径来研究铸造过程，使他们有机会看到型腔内所发生的一切，从而产生新的设计方案。其结果也可以在网络浏览器中显示，这样对比较复杂的铸造过程能够通过网际网络进行讨论和研究。 编辑本段分析模块 ProCAST是针对铸造过程进行流动一传热一应力耦合作出分析的系统。它主要由8个模块组成：有限元网格划分MeshCAST基本模块、传热分析及前后处理(Base License)、流动分析(Fluid flow)、应力分析(Stress)、热辐射分析(Radiation)、显微组织分析(Micromodel)、电磁感应分析(Electromagnetics)、反向求解(Inverse)，这些模块既可以一起使用，也可以根据用户需要有选择地使用。对于普通用户，ProCAST应有基本模块、流动分析模块、应力分析模块和网格划分模块。 1)传热分析模块 本模块进行传热计算，并包括ProCAST的所有前后处理功能。传热包括

(仅供参考)ProCAST-熔模铸造过程数值模拟

熔模铸造过程数值模拟 —国外精铸技术进展述评 北京航空航天大学陈冰 20世纪90年代以来，国外一大批商业化铸造过程数值模拟软件的出现，标志着此项技术已完全成熟并进入实用化阶段，有相当一部分已成功地用于熔模铸造。其中，A FSolid (3D)（美国）, PASSAGF/POWERCAST（美国）、MAGMA（德国）、PAM-CAST（法国）、ProCAST（美国）等最具代表性。尤其值得一提的是由美国UES公司开发的ProCAST，和美国铸造师协会(American Foundrymen's Society)开发的 AFSolid(3D)，它们代表了二种不同类型的软件系统。 一. 熔模精密铸造过程数值模拟的佼佼者——ProCAST 早在1985年，美国UES Software Co.便以工程工作站/Unix为开发平台，着手开发ProCAST[1]。为了保证模拟结果的准确性，ProCAST一开始就采用有限元方法(FEM)作为模拟的核心技术。自1987年起，开发用于熔模铸造（精铸）的专业模块。1990年后，位于瑞士洛桑的Calcom SA和瑞士联邦科技研究院也参加ProCAST部分模块的开发工作。2002年，UES Software和Calcom SA先后加盟ESI 集团（法国）。通过联合，ESI集团在虚拟制造领域的领先地位进一步增强。 现在，ProCAST也有微机/Windows或Windows NT版本。三维几何造型模块支持IGES、STEP、STL 或Parasolids等标准的CAD文件格式。Meshcast模块能自动生成有限元网格。它的凝固分析模块可以准确计算和显示合金液在凝固过程的温度场、凝固时间，以及固相率变化，同时，从孤立液相区、缩孔／缩松体积分数、缩孔／缩松Nyiama （新山英辅）判据等三方面，帮助铸造工程师分析判断缩孔／缩松产生的可能性和具体位置(见图1) [2]。针对熔模铸造热壳浇注的特点，ProCAST传热分析模块考虑到热辐射对温度场和铸件凝固过程的影响, 这对于经常需要处理热辐射问题的熔模铸造而言特别重要。例如，对不锈钢人体植入物的凝固过程进行模拟时，发现位于模组中部的铸件由于接收到的辐射热比周边铸件多，因而温度偏高，不利于铸件顺序凝固，容易产生缩孔、缩松[1]。特别值得一提的是，ProCAST特有的辐射分析模块，计及辐射线入射角和遮挡物的影响，模拟对象一旦因相互运动导致辐射线入射角改变或产生遮挡, 该软件将重新自动进行计算，特别适用于定向凝固和单晶铸造。 a) 孤立液相区 b) 缩孔／缩松体积分数 c) Nyiama （新山英辅）判据图1 ProCAST缩孔／缩松判据

铸造基础知识(二)

铸造基础知识 铸造的定义——铸造是将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程，是制造业常用的制造方法之一。 铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到6000年前。随着工业技术的发展，铸大型铸件的质量直接影响着产品的质量，因此，铸造在机械制造业中占有重要的地位。 铸造工艺种类： 铸造工艺可分为重力铸造、压力铸造、砂型铸造、压铸、熔模铸造和消失模铸造。铸造方法常用的是砂型铸造，其次是特种铸造方法，如：金属型铸造、熔模铸造、石膏型铸造等。各种特种铸造方法均有其突出的特点和一定的局限性，对铸件结构也各有各自的特殊要求。 重力铸造重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。 压力铸造压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）的作用下注入铸型的工艺。广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等；窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造，简称压铸。这几种铸造工艺是目前有色金属铸造中最常用的、也是相对价格最低的。 砂型铸造砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺。砂型一般采用重力铸造，有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。砂型铸造的适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。砂型铸造用的模具，以前多用木材制作，通称木模。木模缺点是易变形、易损坏；除单件生产的砂型铸件外，可以使用尺寸精度较高，并且使用寿命较长的铝合金模具或树脂模具。虽然价格有所提高，但仍比金属型铸造用的模具便宜得多，在小批量及大件生产中，价格优势尤为突出。此外，砂型比金属型耐火度更高，因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。但是，砂型铸造也有一些不足之处：因为每个砂质铸型只能浇注一次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，所以砂型铸造的生产效率较低；又因为砂的整体性质软而多孔，所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低，表面也较粗糙。 压铸压铸是在压铸机上进行的金属型压力铸造，是目前生产效率最高的铸造工艺。压铸机分为热室压铸机和冷室压铸机两类。热室压铸机自动化程度高，材料损耗少，生产效率比冷室压铸机更高，但受机件耐热能力的制约，目前还只能用于锌合金、镁合金等低熔点材料的铸件生产。当今广泛使用的铝合金压铸件，由于熔点较高，只能在冷室压铸机上生产。

精品消失模铸造技术简介及工艺流程

消失模铸造工艺简述 消失模铸造是把涂有耐火材料涂层的泡沫塑料模样放入砂箱，模样四周用干砂充填，采用微震加负压紧实，在没有芯子的情况下浇注液态金属，在浇铸和凝固过程中继续保持一定的负压，使泡沫塑料气化继而被金属取代形成铸件的一种新型铸造工艺方法。 一．消失模铸造的工艺流程如下： 1）预发泡 模型生产是消失模铸造工艺的第一道工序，复杂铸件如汽缸盖，需要数块泡沫模型分别制作，然后再胶合成一个整体模型。每个分块模型都需要一套模具进行生产，另外在胶合操作中还可能需要一套胎具，用于保持各分块的准确定位，模型的成型工艺分为两步，第一步是将聚苯乙烯珠粒（EPS）预发到适当密度，一般通过蒸汽快速加热来进行，此阶段称为预发泡。 2）模型成型 经过预发泡的珠粒要先进行稳定化处理，然后再送到成型机的料斗中，通过加料孔进行加料，模具型腔充满预发的珠粒后，开始通入蒸汽，使珠粒软化、膨胀，挤满所有空隙并且粘合成一体，这样就完成了泡沫模型的制造过程，此阶段称为蒸压成型。 成型后，在模具的水冷腔内通过大流量水流对模型进行冷却，然后打开模具取出模型，此时模型温度较高而强度较低，所以在脱模和储存期间必须谨慎操作，防止变形及损坏。 3）模型簇组合 模型在使用之前，必须存放适当时间使其熟化稳定，典型的模型存放周期多达30天，而对于用设计独特的模具所成型的模型仅需存放2个小时，模型熟化稳定后，可对分块模型进行胶粘结合。大批量生产的铸件其分块模型胶合必须使用热熔胶在自动胶合机上进行，才能保证粘合精度。中小批量生产的铸件可采用冷粘胶手工粘合，胶合面接缝处应密封牢固，以减少产生铸造缺陷的可能性 4）模型簇浸涂、干燥 为了每箱浇注可生产更多的铸件，有时将许多模型胶接成簇，把模型簇浸入耐火涂料中，然后在大约30～60C（86-140F）的空气循环烘炉中干燥2～3个小时，干燥之后，将模型簇放入砂箱，填入干砂振动紧实，必须使所有模型簇内部孔腔和外围的干砂都得到紧实和支撑。 5）浇注 模型簇在砂箱内通过干砂振动充填坚实后，抽真空形成负压加强紧实度，铸型就可浇注，熔融金属浇入铸型后，模型气化被金属所取代形成铸件。在消失模铸造工艺中，浇注速度比传统空型铸造更为关键。如果浇注过程中断，砂型就可能塌陷造成废品。因此为减少每次浇注的差别，最好使用自动浇注机。 6）落砂清理