铸造技术
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铸造技术范文第1篇
关键词：CA精密铸造计算机辅助工程
中图分类号：TG249.5 文献标识码：A
一、材料与实验方法
CA精铸可应用于不锈钢、耐热钢、高温合金、铝合金等多种合金，。三维模型可采用IDEAS、UGII、PROE等三维设计软件进行设计，工艺结构和模型转换采用MagicRp进行处理和修复，在AFSMZ320自动成型系统上进行原型制作，采用熔体浸润进行原型表面处理，凝固过程数值模拟采用PROCAST和有限差分软件进行计算。
二、CA精密铸造工艺的关键问题及相关技术讨论
近年来，与CA精铸技术相关的三维CAD设计、反求工程、快速成型、浇注系统CAD、铸造过程数值模拟(CPS)以及特种铸造等单体技术取得了长足的进步，这些成就的取得为集成化的CA精铸技术的形成奠定了基础，促进了CA精铸技术的迅猛发展和应用。为了使各单体技术成功地用于CA精铸，必须消除彼此之间的界面，将这些技术有机地结合起来。从而在产品开发中做到真正意义上的先进设计＋先进材料＋先进制造。
（一）三维模型的生成与电子文档交换
如何得到部件精确的电子数据模型，是CA精铸至关重要的第一步。随着三维CAD软件、逆向工程等技术的发展，这项工作变得简单而且迅捷。在此主要介绍利用IDEAS进行实体建模和数据转换的过程。IDEAS9集成了三维建模与逆向工程建模模块。通过MasterModeler模块可以得到复杂模型），既可以进行全几何约束的参数化设计，又可进行任意几何与工程约束的自由创新设计；曲面设计提供了包括变量扫掠、边界曲面等多种自由曲面的造型功能。逆向工程Freeform可将数字化仪采集的点云信息进行处理，创建出曲线和曲面，进行设计，曲面生成后可直接生成RPM用文件，也可传回主建模模块进行处理。实体文件生成后需转变成STL文件以作为RP设备的输入。转换过程应注意选择成型设备名称，通常选用SLA500，三角片输出精度在0.005~0.01之间。采用MagicRp处理时应注意乘上25.4，得到实际设计尺寸。
（二）凝固过程的数值模拟原理
铸造是一个液态金属充填型腔、并在其中凝固和冷却的过程，其中包含了许多对铸件质量产生影响的复杂现象。实际生产中往往靠经验评价一个工艺是否可行。对一个铸件而言，工艺定型需通过多次试验，反复摸索，最后根据多种试验方案的浇铸结果，选择出能够满足设计要求的铸造工艺方案。多次的试铸要花费很多的人力、物力和财力。
通过在计算机上进行铸造过程的模拟，可以得到各个阶段铸件温度场、流场、应力场的分布，预测缺陷的产生和位置。对多种工艺方案实施对比，选择最优工艺，能大幅提高产品质量，提高产品成品率。
（三）铸造过程数值模拟软件
经过多年的研究和开发，世界上已有一大批商品化的铸造过程数值模拟软件，表明这项技术已经趋于成熟。这些软件大都可以对砂型铸造、金属型铸造、精密铸造和压力铸造等工艺进行温度场、应力场和流场的数值模拟，可预测铸件的缩孔、疏松、裂纹、变形等缺陷和铸件各部位的纤维组织、并且与CAD实体模型有数据转换接口，可将实体文件用于有限元分析。
ProCAST是目前应用比较成功的铸造过程模拟软件。在研制和生产复杂、薄壁铸件和近净型铸件中尤能发挥其作用。是目前唯一能对铸造过程进行传热－流动－应力耦合分析的系统。该软件主要由模块组成：有限元网格剖分，传热分析及前后处理，流动分析，应力分析，热辐射分析，显微组织分析，电磁感应分析，反向求解等。
它能够模拟铸造过程中绝大多数问题和物理现象。在对技术充型过程的分析方面，能提供考虑气体、过滤、高压、旋转等对铸件充型的影响，能构模拟出消失模铸造、低压铸造、离心铸造等几乎所有铸造工艺的充型过程，并对注塑、压蜡模和压制粉末材料等的充型过程进行模拟。ProCAST能对热传导、对流和热辐射三类传热问题进行求解，尤其通过“灰体净辐射法”模型，使得它更擅长解决精铸尤其是单晶铸造问题。应力方面采用弹塑性和粘塑性模型，使其具有分析铸件应力、变形的能力。
对铸件进行分析时，简单的模型网格可以直接在ProCAST生成。复杂模型可以由IDEAS等软件生成，划分网格后输出*.unv通用交换文件，该文件应带有节点和单元信息。Meshcast模块读入网格文件后输出四面体单元用于前处理。PreCast对模型进行材料、界面传热、边界条件、浇注速度等参量进行定义，最后由ProCAST模块完成计算。
铸造技术范文第2篇
1 反重力铸造技术的应用现状
反重力铸造技术与传统重力铸造技术原理不同，它在铸造构件时所产生的驱动力刚好与构件重力方向相反，需要克服重力作用来获得铸件。这一铸造技术在实际应用时具有充型平稳、组织性能强、不破坏铸件质量等优点，能有效保证铸件的铸造质量。目前，反重力铸造技术主要有三种实施方法，一是低压铸造，二是差压铸造，三是调压铸造。三种铸造方法各具特点，应用于实际生产时都能保证铸件质量，提高铸件性能。
1.1 低压铸造技术
反重力铸造技术中，低压铸造的产生时间最早，20世纪10年代就已经被提出。低压铸造技术的基本原理是利用坩埚内部气压来控制并解决充型与补缩之间的矛盾，以确保重力铸造的充型平稳性，防止铸件表面产生气孔或者夹渣，影响铸件质量。传统重力铸造技术在具体实施时一般采用底注方法，而由于受到底注原理的影响，铸型内部温度会发生变化，温度场可能出现分布不均匀情况，进而导致冒口补缩受阻，难免会对铸件质量产生影响。因此研究人员改良了铸造技术，利用低压铸造方法来铸造装备，利用低压铸造技术所具备气压充型原理，将铸型内的补缩通道、浇道结合到一起，形成一条通道，同时保持铸型内部温度，保持温度场分布均匀，使温度梯度与铸型内部压力梯度保持一致，成功解决了浇注和补缩矛盾。下图1为低压铸造技术的工作原理图。
低压铸造技术具有极好的充型平稳性，能适当提高铸件的致密性，保证铸件质量，当前在厚大断面铸件铸造工艺中有着广泛的应用。
1.2 差压铸造
差压铸造方法的兴起时间在20世纪60年代，它是继低压铸造技术之后，创新、发展起来的新型铸造技术。由于低压铸造技术只能控制坩埚内部气压，无法控制铸型的外部大气，所所以难免存在技术缺陷。为了改进低压铸造存在的技术缺陷，研究人员在低压铸造原理上探讨研发出了差压铸造技术，使差压铸造既具备低压铸造技术特点，又具备压力釜铸造技术特。探析差压铸造技术原理，发现其在应用时能将铸型内的上、下压力同时控制起来，然后铸造装备，保证充型平稳、铸造安全有效。差压铸造时，如果采用减压法进行装备铸造，铸造过程中铸型会在压力变化下产生压差，铸型产生的压差越大，其排球能力就越强，气孔就越不容易形成。所以，压差铸造法的使用能有效提高铸件质量，减少气孔的产生率。下图2为差压铸造原理图。
差压铸造比低压铸造更加有效、可行，它不仅具备低压铸造特点，能实现低压铸造装备，还具有压力釜铸造特点，能改善铸件质量，减少气孔产生，降低铸件的热裂可能性。
1.3 调压铸造
调压铸造技术具有充型能力强、补缩性能高两大特点，并且能在铸造过程中实现真空冶金。与差压铸造技术相比，调压铸造技术的性能更加完善。现代工业常将调压铸造技术应用于薄壁铸件的铸造工艺中，它能提高薄壁铸件的精密性，能突破复杂结构铸件精密组芯技术，解决一些关键性难题。
调压铸造技术的最大应用优势是能大大提高金属液的利用率，能提高薄壁铸件的充型能力，减少铸件表面气孔的产生率，避免铸件质量缺陷。
2 反重力铸造技术的发展分析
2.1 反重力铸造电控技术的发展
纵观目前国内外反重力装备的控制系统，单板机控制系统已成为历史。随着计算机和PLC等工业控制技术的不断发展，给传统反重力铸造装备控制系统的更新提供了良好的环境。目前国内外常用的控制系统基本上有2种方式：
1）由工业化一体工作站结合各种数字量或模拟量输入输出板卡组成，该系统可发挥工控机的强大优势，采用高级语言编写更为复杂的执行或监控程序，用于数据采集PCI系列板卡具有很高的采集速度。国内研制开发的BH1型低压铸造计算机控制系统、T482型低压铸造控制系统都采用此种结构；
2）由PLC控制装置与触摸屏或工控机组成上下位机结构的控制系统，PLC大多采用德国SIEMENS或是日本MITSUBISHI公司产品，作为下位控制机，完成设备的顺序动作控制，工控机或触摸屏作为上位监控管理机，实现对设备的运行状况监控以及参数设置修改、数据保存与处理等功能。
2.2 反重力气控技术的发展
人们在反重力铸造装备的研制过程中不断探索，寻求更适合于反重力铸造装备使用的专用调节阀。例如，电气比例阀、直行程电动调节阀也在反重力铸造装备中得到了应用。数字化技术的发展给人们带来了更大的想象空间。德国GIMA公司率先在反重力低压铸造装备中使用了数字组合阀，开发出了专用BAC系统，取得了很好的控制效果。近些年来，国内的反重力铸造装备研制单位也开发了具有自主知识产权的反重力铸造专用数字式组合阀，并在不同种类的装备技术中得到了应用，取得了很好的使用效果。数字式组合阀技术的运用，计算机可直接采用数字信号进行控制，调节阀的不同流量状态可实现阶跃式调节，从而提高了控制系统的压力控制精度。
3 结束语
综上所述，反重力铸造装备技术在当前生产实践中已经得到了广泛的应用，且随着计算机技术水平的不断提升，反重力铸造装备技术已经能够实现自动化、远程化动态监控，能通过计算机软件技术来对铸造工艺进行控制，确保装备与铸件的铸造质量，使铸造工艺过程随时处于最佳状态，切实保证铸件质量。在本篇文章中，笔者对反重力铸造技术的种类作了分析，探讨了低压、差压与调压三种铸造技术的原理和特点，并展望了反重力铸造装备技术的未来发展趋势，得出一系列结论，希望对同行工作有所帮助。
铸造技术范文第3篇
Abstract: This paper introduced the developing situation of foundry company A of Qingdao and analyzed its advantages and disadvantages by using SWOT. Then the existing problems in its technological innovation and industry upgrade was expounded. Finally, the measures for the technological innovation and industry upgrade of company A had been proposed.
关键词： 铸造公司；技术创新；产业升级
Key words: foundry company；technological innovation；industry upgrade
中图分类号：F120.3文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）23-0182-02
1青岛A公司发展现状
1.1 青岛A铸造公司的基本状况青岛A铸造公司始建于1976年6月，是省机械进出口集团公司专业生产农机配件产品的主要出口企业。目前，公司占地面积15000平方米，拥有固定资产2600多万元，流动资产920多万元。公司主要生产农机配件、公路设施、建筑管件、水泵配件等，产品主要出口美国、西班牙、非洲等国家，深受国内外客户的好评。目前，公司有3吨冲天炉一只、清理室1台、300吨和250吨油压机各3台、125吨冲床6台、100吨冲床4台、160吨冲床2台、60吨和30吨冲床各3台、20车床和16车床各4台、刨床3台、喷塑设备1套，先后被评为“青岛市重合同、守信用企业”，“青岛市AA级资信企业”、“即墨市先进企业”。
1.2 青岛A铸造公司的SWOT分析
1.2.1 优势①A公司已形成较完整的配套生产设施，保证公司生产铸造件的完整性及质量。②目前A公司已形成由二十名专业人员组成的研发团队，负责解决日常生产中出现的技术问题，同时进行新产品的研发。③A公司员工比较少，管理制度可以灵活调整，同时实行扁平化管理，管理层次少，信息流通快，能对市场变化快速做出反应。④A公司位于即墨市，靠近青岛城区，经济发达，产业配套设施齐全，物流便利。⑤A公司的客户大多数是具有一定实力的国外企业，产品质量过关，并具备一定的售后服务体系，拥有稳定的客户群。
1.2.2 劣势①A公司属于中小企业，处于发展期，所需资金仅依赖公司资金利润的慢慢积累，明显限制了公司规模的扩张。②A公司规模较小，没有明确的长期发展战略，没有把技术创新战略和企业的整体发展战略结合起来，技术创新工作只是局部性的改进，很难进行系统的创新活动。③A公司缺乏知名度，前景不够明朗，管理层对未来的发展方向没有清晰的规划，导致大量核心人才的流失。
1.2.3 机会①近年来，国家制定了一系列的政策促进铸造业的发展，青岛市也出台了一系列的法规为铸造业的发展创造了良好的环境。②国际制造业中心的转移和产业结构的调整，为中国铸造企业提供了大量的机会。
1.2.4 威胁①在青岛地区，集中了大量铸造企业，其中有很多有实力的大企业，对A公司构成很大的威胁。②欧盟对中国铸件的反倾销诉讼频繁爆发，势必对A公司构成威胁。③铸造业属于典型的劳动密集型行业，劳动工资的增长定会增加铸造业的生产成本，A公司面临成本上升的巨大压力。④国家对高能耗、高污染和资源型行业调控力度的提高给铸造企业戴上了紧箍咒，也制约了A公司的发展。
2青岛A铸造公司技术创新与产业升级面临的问题
2.1 自主创新能力差A公司自主创新能力比较弱，难以走出一条适合自我发展的新路，只能走传统的根据产量确定销量的老路，生产的产品也只能是传统技术含量低的产品，难以提高企业的利润水平。
2.2 人才缺乏A公司抗风险的能力较低，稳定性较差；忽视了人力资源管理制度的建设；缺乏知名度，前景不够明朗；管理层对未来的发展方向没有清楚的认识，这些原因导致人员素质比较低，人才流失严重。
2.3 铸造原辅材料供给问题A公司原辅材料供给的质量不佳，产品在市场的认可程度不高，进而影响产品的销售，同时要耗费许多人力、物力、财力去解决众多不应该出现的问题，在一定程度上打压企业的利润空间。
2.4 资金困难A公司属于中小企业的范畴，资金的缺乏和融资难是阻碍其进一步发展的障碍。尽管近年来，在上级主管部门的关注下，资金问题的影响已经减小，但是资金问题还没有得到彻底的解决。
2.5 企业管理的水平较低A公司在管理上缺乏一定的规范性，尽管管理层已经慢慢意识到管理的重要性，多次邀请高校的专家帮助制定管理制度，然而，由于缺乏资金，规模较小，很难在短时期内建立自己良好的管理体系。
3青岛A公司技术创新与产业升级的保障措施
3.1 提高自主创新能力A公司要把增强自主创新能力摆在突出位置，关注行业发展动态，对生产流程加以升级改造，实现生产的高自动化、高数字化。要具有前瞻性，把握国内外市场脉搏，生产新型适销产品。要加大对高端人才的引进和对研发资金的投入。可与高校或研发机构联合搭建合作平台，学习先进技术，培养自己的自主创新能力。此外，要加强对知识产权的保护，积极申报专利。
3.2 加强人才引进A公司要对外引进有经验、有能力的机械工程师、铸造工程师等相关人才，聘请培训专家制定一套科学合理的培训体系，对员工进行有针对性的培训。要协助员工进行职业生涯规划，同时建立公平的晋升制度。在对员工进行考核评价时，要以绩效为基础，使员工个人的努力方向与公司的战略目标保持一致。同时，要重视对员工的激励，制定合理有效的激励机制。
3.3 多方协调，解决资金问题A公司要保证维系公司正常运营发展的资金链条的完整和安全，加强对财务的管理和监控，一旦出现不良状况立刻采取有效措施应对。要密切跟踪客户公司的运营状况，灵活安排产品的生产和交付。要积极参与政府组织的扶持计划，力争获得政府扶持基金或者诸如减免税收的优惠措施。对银行等金融机构要积极展开公关，以减少获取贷款的成本。要重视对库存的管理，避免原材料或产品的积压导致库存对资金造成压力。
3.4 切实提高企业的管理能力A公司要根据组织需要进行组织变革，使公司组织形式适应组织的发展。要建立完善的现代企业制度，对组织中的全体人员指定职位、明确职责及相互划分。各部门特别是研发、生产、销售、采购部门之间要加强沟通与协调，提高公司运作效率。
参考文献：
[1]李晓力.山东省大中型工业企业技术创新分析及评价研究[J].经济与管理科学辑，2011(S1).
铸造技术范文第4篇
摘要：目前，低压铸造被认为是一种铝合金车轮铸造工艺，国内外往往普遍的将这种工艺和重力铸造相结合使用。发达国家已经大部分利用这种低压铸造工艺对汽车铝合金车轮进行铸造。随着这几年汽车生产产业的突飞猛进，低压铸造工艺在国内也被大量投入使用。低压铸造它是在一定的压力作用下使液态的金属被压进模具造型中。与普通型的压力铸造相比，压力铸造的压力要低很多，填充的时间少长一些。
关键词：低压铸造；铝合金；车圈；技术
低压铸造技术得到很大的发展，形式各样。在制造国外的低压机在质量和性能上明显要比国内的低压机更加优越，但是，在某些技术性环节上，国产机的低压铸造技术基本上与国外的同种技术接轨。本文是借鉴在国内众多车圈制造厂以及试制部门的理论和实践经验，并且参照国外的制造设备及生产工艺，对低压铸造铝合金车圈的技术问题进行了深刻的探讨。
一、低压铸造所需基本设备
对于铝合金车圈不同的结构，低压铸造机应该具备能够水平开模的功能。为了使铸件保持持久不变形以及进行开模之后铸件停留在模型上，需要水平芯缸稳定在动型模板上，能够随时在低压机动模板的伴随下一起运动，在开模之后再对其进行抽芯。
（一） 液面可进行加压的装置
从近几年来看，国内的可以进行液面加压的装置有好多种，但主要的问题是在这些多种形式的液面加压装置中被设计者所忽略并且难以解决的，正是对各种加压的安排设计往往只是能够在控制台上体现，压缩的空气被引进到保温炉中就不单单是提前设计好的加压曲线了，铝合金的液体更不能随着原先的计划进行活动。造成这种情况的原因主要是稳压阀和大型流量加压阀的流量不够；管路所受的阻碍比较大；保温炉中的容量太大。
设计者曾经运用多家液面加压装置根据不同的保温炉进行现场的研究与测量，观察保温炉内的气压表和记录仪，大多数人对于保温炉内的实际增压的速度太慢这一问题容易忽略。低压铸造件存在太多的缺陷，更有很少的人会顾及到增压不及时这一条件。更加严重的是在车圈竹简上被动的加上冒口等这些问题都和增压有着重要的联系。
（二） 低压铸造机的保温套与升液管道
最近既便宜又好的升液管应该算球铁升液管，在球铁升液管的内外表面进行染料的喷涂，需要频繁的更换，它的寿命要比钢质的升液管好得多。近几年来先进的复合型陶瓷升液管，升液管的内表面不需要喷涂染料，但是外表面仍旧需要喷料，这已经是目前的一大进步，价格也相对合算。如今，大部分的工厂已经不再使用电阻丝作为保温套的加热部件，变为利用高温的电热管，这样使保温套加热的温度可以稳定在一定的标准上，并且使用时间可以加长。
（三） 低压机保温炉加强密封
近几年，国内有的制造厂利用电炉炉体密封，也有的利用坩埚进行密封。前者因为前一个利用石墨坩埚，能够保护铝合金不至于增铁，并且坩埚不需要对它经常地清理和进行染料喷刷，是这种生产因素达到优化的效果。但是炉内的容量比较大，应该配置相应的液面加压装置，不然在进行铸造时增压时间延长就会不利于铸件的完成。而利用坩埚密封就需要采用铸铁坩埚，较长时间的保温就会导致铝合金增铁。坩埚进行密封的体积较小，增加压力的速度飞快，有助于增加铸件的质量。
二车圈低压铸造的模具设计
（一） 模具的结构要求
在进行对低压铸造铝合金车圈的模具制造所需的零件要求和其技术性的全面分析，需要确定型腔应该采用瓣合结构左右滑块型芯因为抽芯力比较大，所以利用液压缸抽芯结构，同时运用行程控制开关对抽芯和合芯进行自动式控制，以达到增加生产效果的目的。大多数利用型芯成型，型芯要分别装设在定和动抹镶块内部并且要和定动模套板压紧配合。
（二） 模具的冷却系统设计
目前模具的生产量大，散热量也大，因此，模具应该利用水冷却设计，水管的内径取11mm，水道的直径取10mm，定模型芯利用点运水管进行冷却，这种设计的目的是对局部产生冷却的效果，必须要对局部进行冷却之后，它的冷却通道才能够使模具实现热平衡。
（三） 溢流系统设计
因为铸件呈现的是环形结构，并且左右滑块型芯利用它进行抽芯，因此，铸件要分为2个分型面，目的是有利于溢流排气，应该在动定模镶块上设计溢流槽，进行环形装置。顾虑到排气槽布置的数量太少，就将溢流槽用截面把溢流口样式的小的溢流槽连通开，共同用同一个排气槽。为了使溢流发挥更好的效果，排气槽应该布置为阶梯状。
三低压铸造铝合金车圈所需工艺
（一） 加压曲线的安排与设计
因为国内的液面加压装置确实不能够保持在1～2s内，如果在保温炉内将压力迅猛增加到保压压力。目前，在液面加压装置上作出调整，从气源处重新开辟出一条通往保温炉内的气道，它主要包括稳压阀管路电磁阀和压力继电器等部件，它们的结合能够迅速增压。
（二） 控制模具的温度和进行喷料
模具的表面温度应该控制在300～350℃，在对它进行铸造之前要实现喷砂清理和喷涂料，并且在一定温度下加热2到3个小时的时间。为了使首件成功完成，要在从烘炉中取出到安装在低压机上铸造第一件这段时间内不得超过30分钟。
（三） 铝合金的使用
近几年来，轮圈大多数都利用ZL101A。合金的规格必须要控制Fe小于0.2%，这样才能够使合金在各种状态下都能够进行延伸。另外要考虑使用多种变质剂对初生相和共晶体进行细化。
结束语：
铝合金铸造是我国拥有发展前途的一项铸造工艺，铝合金的车圈的铸造生产随着汽车行业的发展也会得到很大的发展空间。总之，低压铸造铝合金车圈技术是由多种技术结合而成的，存在很大的整体难度，需要细致入微的进行实践工作，这样才能能够实现铝合金车圈的设计和生产。在发展低压铸造设备的同时需要借鉴国内外先进的经验，并且进行创新，这样才能够是我国的铸造技术得到较好的提升。
参考文献：
铸造技术范文第5篇
CAD/CAE一体化技术在铸造过程的应用已成为铸造技术发展的一个显著特点。铸造工艺CAD的开发基本上涉及所有的CAD软件，包括各种材料，各种铸造类型、数据库等，可以说是全方位立体式发展。目前国内基于三维CAD软件的铸造工艺CAD的研究还很不成熟，有待进一步的发展。
一、CAD/CAE技术在球墨铸铁件工艺设计中的应用
CAE技术被应用在铸钢件，拥有大量准确的判据，可以判定铸造凝固过程阶段的缩孔和缩松等缺陷，但由于球墨铸铁其特殊的糊状凝固，限制了球墨铸铁铸造过程CAE技术应用。
针对球墨铸铁的特殊性开发了专用模块解决球墨铸铁CAE技术的准确性问题，模拟球墨铸铁凝固过程中的收缩与石墨化膨胀的祸合作用结果上己经达到了应用程度。针对球墨铸铁件在工艺设计过程中的困难，提出将CAD/CAE技术应用到工艺的设计过程中，并开发专用的球墨铸铁设计系统，以满足CAE模拟和CAD设计时的需要，提高设计成功率，减少设计周期。
二、铸造CAE数值模拟理论和CAD参数化造型技术
熔融的金属充型与凝固过程为高温流体于复杂几何型腔内作有阻碍和带有自由表明的流动及向铸型和空气，的传热过程。该物理过程遵循质量守恒、动量守恒和能量守恒定律。
铁合金铸件的性能易受冶金方法和工艺条件的影响。铸件的显微组织和机械性能不仅取决于热流动，还取决于以下参数：合金成分、基本金属处理、微量元素和杂质的数量、孕育处理方式、孕育材料的数量和种类、孕育方法、沉积相的生长动力和冷却条件决定实际的微观组织。因此必须研究凝固，疏松的形成和固态转变，这些共同影响铸铁零件机械性能的因素。
Pro/Engineer是目前世界上最流行的三维机械CAD软件之一，本文选择其做为CAD平台，完成铸件的三维实体建模，以及二次开发其族表功能，实现墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE系统中浇冒补缩系统的三维模型的自动建立。
三、球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE系统
CAE技术作为球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE系统和CAD工艺设计的参数依据。铸造工艺集成化工艺设计，是在整个工艺设计过程中，利用CAE技术确定铸造缺陷的位置、类型等，再进行有针对性的工艺设计，减少了传统方法中对铸造经验的依赖。利用球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE系统提供设计参数和进行浇冒补缩系统建模模型，同时应用CAD造型技术实现设计的三维造型。
利用CAD技术对铸件进行三维实体造型，并进行分型面设定、最小铸出孔、拔模斜度等必要的工艺处理。设定浇注温度，浇注时间等工艺参数。在整个系统中，CAE平台是为设计工艺提供判断依据，为球墨铸铁铸造工艺CAD/CAE系统提供部分参数。球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE系统就是CAD与CAE之间的纽带，为两者提供参数和模型。
球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE整个系统是由五个模块和一套依靠Pro/E二次开发的CAD造型系统构成的，包括浇注系统设计模块，补缩系统设计模块，球磨铸铁数据库，铸造材料数据库和铸造工艺数据库。
四、球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE系统应用
随着计算机技术在铸造行业得到迅速的发展，借助铸造CAE软件可对铸造的充型、凝固过程在计算机上进行模拟，铸造工业中采用计算机模拟技术可以缩短产品试制周期，降低生产成本及提高材料利用率。笔者利用铸造工艺CAE技术，应用球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE辅助系统，集成铸造CAD技术，设计并优化工艺。
借助铸造CAE技术对铸造工艺进行重新设计。对未添加任何浇冒系统的铸件进行简单的凝固模拟，以获得凝固缺陷的状态。球墨铸铁铸造工艺CAD/CAE系统的计算功能能满足不同材质，不同类型材料浇注和补缩系统的计算，参数准确。数据库的数据满足设计需要。Pro/E二次开发的族表大大提高了造型速度，并将参数标准化。系统与CAE和CAD结合紧密，能完全满足为CAE和CAD提供参数的要求。
五、结束语
笔者在本文中以球墨铸铁件的铸造工艺为研究对象进行开发研究。以Pro/E作为CAD造型和二次开发的平台，应用Pro/E的参数化设计功能和族表开发工具，开发出球墨铸铁件铸造工艺CAD/CAE系统。系统能为不同类型的CAE和CAD平台提供参数，可移植性强。系统针对球墨铸铁开发，将成套的CAD/CAE集成式的设计方法引入到球墨铸铁的工艺设计中。
铸造技术范文第6篇
随着近年来工业技术的发展电磁场在金属铸造业中得到了广泛的应用。电磁铸造技术因具有高密性、可控性、响应性、清洁性及能量利用率高等特点使得它在金属铸造中有着广泛的前景。本文主要对电磁场在金属铸造中的应用展开论述从而促使进一步发挥它在金属铸造业的的作用，最终达到能量的最大化利用。
关键词：
电磁场；电磁搅拌技术；金属铸造
电磁场在金属铸造的得到应用的主要原因是金属是电的良好导体并且它能在金属在磁场和电流的综合作用下金属内部产生了电磁力。在产生电磁力的情况下进行人为干预，利用电磁力对融化金属进行传输和非接触下搅拌及形状控制从而达到金属铸造的预期效果。电磁技术在金属铸造中的应用将会对金属铸造业产生积极的促进作用
1电磁搅拌技术及其应用
（1）电磁场的搅拌技术。电磁搅拌技术的原理是：当金属在熔化炉中呈液体状态时，液体中产生感应电流，人们利用不同形式的磁场发生装置通过对电流和磁场的作用产生的电磁力进行控制。通过电磁力对连铸过程中的钢水的流动性、传热和凝固过程的控制，使钢水的流动性、传热和凝固过程按照人们预想的状态进行，从而使钢的清洁度得到提高，铸造毛坯的等轴晶区偏析得到降低，中心疏松的症状得到较少，以及在铸造过程中容易造成的缺陷均得到了有效的解决，实现了铸造出的毛坯达到了优质、高等级的目地。（2）电磁搅拌技术的应用及使用现况。人们通过电磁对液态金属的水平、竖直向上、竖直向下的不同方向进行搅拌，对不同的电磁搅拌下的铸造毛坯的清洁程度检测试验。试验通过三维有限元磁流体数值模拟对不同方向电磁搅拌后的铸造毛坯进行检测的方法，发现竖直向上的电磁搅拌方式可以减少钢液的深度有利于钢液中杂物的上浮，改善了铸造毛坯的质量。通过试验发现，电磁搅拌对减少等轴晶区偏析，去除有害杂质，净化钢水等方面有着非常显著的优点。但如果电磁搅拌器的安装位置不正确导致搅拌强度过大时就会时这些优点大打折扣。经过多年的生产实践论证，弯月面波动是连铸毛坯缺陷的主要因素，而电磁搅拌器的安装位置不正确是造成弯月面的主要原因。钢液在电磁搅拌的离心力作用下，在液体表面形成漩涡使型壁附近的金属向上凸起、中心位置的金属面出现凹陷，从而弯月面的稳定性遭到破坏，阻碍了剂的流入，降低了效果。而因为中心位置金属面的凹陷使保护渣被卷入钢液中造成铸件毛坯夹杂缺陷。月弯面的不稳定性使结晶面的控制产生了不良的影响，在这方的研究还不透彻，还有待于进一步的研究和证实。
2电磁制动技术及应用
（1）电磁制动技术。电磁制动技术的原理：电磁制动技术的关键要素是洛仑磁力。当液态金属流速方向的垂直方向上产生恒稳磁场时，液态金属流经恒稳磁场与磁感应强度方向重合处，根据欧姆定律，在液态金属中产生感生电流，而感生电流与恒稳磁场的交互作用又在液态金属中产生与流速方向相反的洛仑磁力。人们经过对洛仑磁力的控制从而实现对液态金属的流速控制。（2）电磁搅拌技术的应用。电磁控制技术是稳定在结晶器内金属液体流动的有效手段，尤其在薄板坯连铸的行业受到用户重视。电磁制动技术使金属液体在注流时避免发生铸造毛坯初期因坯壳被钢水重熔等现象的发生，使结晶器窄边的冲刷强度减少，从而使铸造毛坯横裂的凝固缺陷得以减少。
3电磁屏蔽技术及其应用
（1）电磁屏蔽技术。电磁屏蔽技术的原理：钢液在搅拌器的离心力作用下，在液体表面形成漩涡使型壁附近的金属向上凸起、中心位置的金属面出现凹陷，从而弯月面的稳定性遭到破坏，而在搅拌器线圈的上部安装具有吸收搅拌器上部漩涡的强磁材料，可以消弱弯月面附近的磁场强度，保证了弯月面的稳定性。（2）电磁屏蔽技术的应用。电磁屏蔽技术是降低弯月面附近磁场强度的有效手段，它可以大幅度增加搅拌强度，使表面裂纹和皮下夹杂得到减少，提高铸造毛坯质量。
4电磁薄带连铸技术及应用
（1）电磁薄带连铸技术的原理。当铸造方向向外接通直流电源时，在辊子间设置耐火材料并外加恒定的磁场，直流电源磁场之间产生平行于辊子轴的电磁力，封住堰与辊间的钢水。（2）电磁薄带连铸技术的应用。侧封是薄带连铸的关键技术，薄带连铸密封不好的情况下，钢水会进入棍子和挡块之间形成尖锐的突出物。当薄带从间隙拉出时，大的突出物就有可能将带边撕裂；而利用电磁技术实现无接触侧封的方法不仅能封住钢水，而且随着铸造方向向外接通的电流的增加，熔潭的深度也相应的增加。电磁薄带连铸技术与原本单一的电磁侧封相比，电磁薄带连铸技术的效率得到了提高，同时辊子与堰的钢水自由面的稳定性也得到了提高。
5电磁在金属铸造中的作用
电磁在金属铸造中起到了如下的作用：（1）使铸件表面非常光滑，不需要铸造后的产品进行去皮加工同时没有了常规铸模生产所造成的缺陷保证了产品质量；（2）使铸件内部组织均匀，晶粒细小；（3）冷却时不需要使用油，保证了冷却水的重复利用，工人的工作条件得到了改善；（4）铸造成品的速度同比得到了增加，同时也提高生产率；（5）可铸造复杂形状的铸件。
6总结
在铸造过程中从表面开始凝固到完全凝固，液态金属的流动性在其中起着至关重要的作用。电磁技术的核心技术就是用电磁力控制液态金属的凝固过程中的流动性，用来改善铸造毛坯的机构、质量及性能的过程。在常规金属铸造时会存在组织不均匀、偏析、铸造应力和裂纹等缺陷，但在铸造时加入电磁场就会较好的消除铸坯的铸造应力及偏析等缺陷提高了铸坯的质量。电磁场的应用在整个金属铸造的工艺上具有重要的意义。
参考文献：
[1]高建华.电磁场在金属铸造中的应用[J].新疆有色金属,2011(34):118-119.
[2]郭景杰,张铁军,苏彦庆等.电磁技术在铸造中的研究与应用[J].特种铸造及有色合金,2012(03):37-39.
铸造技术范文第7篇
论文摘要:介绍了我国铸造装备方面的基本情况，通过对铸件的产量、近年来新建铸造项目的特点、引进造型线数量等方面的分析，找出了我国铸造装备与国外的差距，提出了我国铸造装备的发展方向
1概述
我国铸件产量已连续9年位居世界第一，但我国的铸造水平还比较落后，近年来虽有很大的长进，但总体来讲，还落后于发达国家.究其原因.主要是铸造装备的开发、制造技术、性能与发达国家还有不小的差距，从表1一表5的数据我们可以看出。
表1为2006年全球主要铸件生产国和地区铸件产量，从表1可看出中国占全球铸件产量30%以上。
表2是我院近5年来设计的铸造项目数量及规模，共计24个项目，其规模都远远大于3000t的准人纲领，这些项目是我国铸造的主流，一定程度上代表了我国铸造的水平。
由表1一表6的一些数据可以看出，我国铸件的产量和铸造装备的销售量不成比例，铸造装备的发展空间仍然很大。
居不完全统计，近年来我国每年铸造方面的投资都在50亿左右，其中设备投资约35亿以上，关键装备仍然依靠进口。
2.铸造装备现状
1.1技术落后
目前，世界发达国家铸件总产量65%-70%采用砂型铸造工艺，砂型铸造装备的水平，一定程度上代表了这个国家的铸造水平，下面就以砂型铸造装备技术为例，比较我国存在的差距。
1)缺少高品质铁液的熔炼技术
我国的焦碳、生铁等质量差别很大，同时没有大吨位长炉龄热风冲天炉熔炼设备制造企业，因此，很难获得高质量的铁液，个别铸造企业为了适应特殊铸件需要，花大价钱从国外引进长炉龄热风冲天炉;对于大功率的中频熔化电炉，基本被国外几家企业垄断，国内土生土长的电炉企业，无论从环保指标还是能耗指标及设备可靠性，都有较大差距。
表7是国内外中频电炉熔化能耗指标比较。
2)高精度铸型的获得和高精度型芯的制备缺乏技术和装备。
我国的造型技术并不落后，但由于制造精度、
元器件可靠性、制造成本等原因，获得高精度的铸型仍然困难。我国铸造装备生产企业“创新”能力很强，很多造型工艺装备在国外很好，但一到国内就结合“国情”给大大简化了，出现了设备不像设备，但又可以生产铸件的怪胎，现场环境一塌糊涂。但很多企业为了与国际接轨，不得不花大价钱进口设备。最具代表性的静压造型线的情况，从表4可以看出，仍以进口为主。对于制芯设备，我国与国外先进水平相比，差距较大，特别是自动化制芯中心方面，目前高质量的发动机铸件，其制芯中心无一例外的都是从国外引进。
3)缺乏高效可靠的砂处理设备
目前，多数厂家选用的是比较落后的混砂机，有的甚至没有混砂机，手工混制，对于高生产率的自动造型线，与其匹配的大生产率、高可靠性混砂机目前国内很难满足，仍然以进口为主。
对于大容量的斗式提升机，如果超出20m高，故障率就会大大地提高，因此，不得不改变传统的塔式布置。
4)铸件表面处理技术较差
我国铸件清理多数仍然采用人工清理，铸件的清理质量和表面的一致性很难保证，而国外多数已采用专用的清理线，采用粗、精抛工艺，铸件表面采用喷粉工艺。我国铸件表面处理设备制造厂家的装备水平较差，因此，难以生产出高水平的设备，同时，由于我国的原材料问题，耐磨件的寿命远远不如国外。
1.2竞争激烈
我国铸造设备的价格一般以设备重量计价，不管技术含量多少，一律多少钱一吨，且竞争激烈，一些小的铸造设备生产企业，为了生存一再压价，因此，造成铸造设备的粗制滥造，从而使铸造设备市场进人一个恶性循环的怪圈—价格越低，越做不好，越做不好，价格越低。目前，普遍现象是很多铸造企业宁愿掏几倍国产设备的价格去进口国外设备，值得我国铸造设备制造企业反思。
1.3可靠性差
由于价格和基础件原因，我国铸造装备的可靠性普遍不如国外。我国自制铸造设备的开动率一般比进口设备的开动率低10%-20%，其主要原因是设备材质不合格、加工精度不够和元器件不可靠。
由于设备可靠性差，综合下来，设备的生产率一般是标称生产率的一半左右。
1.4环保、节能产品少
我国除少数铸造企业配备完善的环保设备外，多数企业没有配备环保设备或环保设备相当简单。我国铸造环保设备的性能和覆盖面与国外也有一定的差距。针对铸造特点的专用除尘设备、砂再生设备、浇注烟气处理设备、炉料准备设备、余热再利用设备等等刚刚起步。
1.5缺乏系统性
多数企业领导认为铸造效益最差，因此，不愿意投资铸造，乐意把铸件外协给地方小厂，且不说这种作法是否正确，但确实成就了一些小的铸造厂，也制约了我国铸造的发展，这些小铸造企业作为配套厂，价格被一压再压，其发展多数随主机厂的产量要求土法上马，盲目发展扩大，没有经过系统设计，更没有循环经济的意识。由于有相当一部分这样的企业，因此，决定了我国铸造装备水平不高的事实，据2005年统计，发展较好的17家铸造装备企业(约占全行业约1/10)的销售收人约占全行业的13.6%;规模较大的企业不多，年销售收人超过1亿元的企业只有2家，多数企业在千万元以下，有的只有几百万元;为了降低成本，多数以手工或手工加机械的形式生产，导致产品质量较差，只有工艺设备，没有辅助和环保设备，这些设备制造商多是铁路警察，各管一段，没有一家能进行系统供货的。
1.6没有主管部门和缺乏管理
目前，铸造协会已于2008年6月成立了铸造装备委员会，铸造学会的铸造机械委员会也将更名为铸造装备委员会，这些委员会本身就是半民间组织，对行业没有总体规划、没有研发资金、没有行业规范制定权等等，因此，目前还很难对行业发展有实质性的影响
2发展展望
2.1国家政策
2006年6月28日国务院颁发了《关于加快振兴装备制造业的若十意见》，其中提出振兴目标为:到2010年，发展一批有较强竞争力的大型装备制造企业集团，增强具有自主知识产权重大技术装备的制造能力，基本满足能源、交通、原材料等领域及国防建设的需要。依靠区域优势，发挥产业集聚效应，形成若干具有特色和知名品牌的装备制造集中地。建设和完善一批具有国际先进水平的国家级重大技术装备工程中心，初步建立以企业为主体的技术创新体系。逐渐形成重大技术装备、高新技术产业装备、基础装备、一般机械装备等专业化合理分工、相互促进、协调发展的产业格局。
《意见》提出的个个振兴领域，都与铸造有关，特别是“发展大气治理、城市及工业污水处理、固体废弃物处理等大型环保装备，以及海水淡化、报废汽车处理等资源综合利用设备，提高环保设备研发制造水平。”既是对铸造业本身环保提出了更高的要求，又是对环保设备的铸件提出了更高的要求。
为鼓励中国铸造装备企业，在不违背国际贸易规则的前提下，将会限制部分国内已有的关键装备进口。同时鼓励我国铸造装备业尽快具有国际竞争力。
2.2研发能力将加强
目前，国外铸造装备发展的趋势是大容量、专业化、环保型、低躁音、高精度、节能型。因为国外的铸造厂以专业的铸造厂居多，其纲领远远大于我国多数铸造厂，因此，如熔化炉、混砂机等，必然会向大容量发展。同时，国外铸造装备生产厂家其产品比较单一，都是在某一方面具有特长，面面具到的很少或者没有。国外目前不仅在铸造环保设备上有较大投人，而且，不断改进工艺设备，使其更具环保性。设备的精度越来越高，以适应高精度铸件的需要。
我国应加大铸造装备的研发投人，确立攻关课题，设置专门的研发基金，彻底摆脱只顾经济不管社会环境的状况。
就目前的情况来看，我国应重点开发如下铸造设备。
大吨位热风冲天炉;等流量快速自动浇注机(自动测温、秤重)、带点火功能;新的造型设备;造型线开箱取铸件系统(发动机件，型芯砂分离、利于芯砂再生、零排放）:钻气眼机:V法自动生产线:消失模自动生产线;自动制芯系统(冷热芯盒，机器人大量使用、自动取芯、去毛刺、组芯、浸涂料、烘干、自动人库);型芯自动储运系统(立库、自动人库、记忆、计算机管理、自动输送到下芯机、可设立独立封闭空间及干燥系统，预防型芯存储过程的吸湿);大功率、高效混砂机;大容量砂冷却设备;大容量筛砂设备;密闭砂输送设备;自动清理生产线(大批量缸体、缸盖自动清理);振芯设备;铸件表面喷粉设备;高效除尘设备;旧砂再生设备等等。
2.3设备质量要求越来越高，价格逐渐合理，竞争逐渐公平
企业尝够了低价铸造设备的苦头后，逐渐明白设备的性价比，不是一味的追求价格最低，近年公开招标的铸造设备，最低价中标的很少，有的为了保证生产高质量的铸件，甚至花大价钱购进设备，因此，只有价格，没有质量的铸造设备将逐渐退出市场。
现在铸造项目投资多数是企业自筹或私人投资，根本没有行贿的空间，对于具体管理人员，没有人愿意为了一点小利而毁了整个项目和个人前途，加上我国的法制逐渐健全，因此，竞争会逐渐公平，靠行贿受贿拿单子是行不通的。
我国新的铸造装备，从表面上看已经与国外的相差无几，但用过一段时间后，我们的设备油漆就会一块一块的掉，但进口的设备用到最后油漆也不会掉;我国的铸造设备一旦坏掉，更换元件比较困难，原因是有的铸造设备是配做的，今后铸造装备企业应以生产低劣设备为耻，以生产环保措施不全的设备为犯罪行为。
在80年代，我国引进的自动造型线其开动率也多数在50%左右，而现在引进的自动造型线开动率多数在90%以上，且随时开机，随时运行，目前，我国的自动造型设备与其相比，还有一定的差距，需要更好的提高，只有这样，才能具备与国外设备同台竞争的实力。
2.4与国外合作越来越多
目前，国际先进的铸造设备供应商都看好中国的市场，在熔化、造型、砂处理、清理等方面，都有自己的独资或合资厂，但这些合作面还远远不够，许多方面仍然是空白，在这些合作领域，其产品规格的覆盖面和质量也远远不如国外本土产品，要振兴铸造装备业，必须走国际化合作道路。
2.5设备供应将出现专和全两个方面
随着对铸造装备的要求越来越高，多数铸造设备企业很难面面具到，只有少数国家级的大型企业才能生产铸造的系统设备，为用户提供全面的服务。
对于绝大多数企业来说，可能要走专和精的道路。现代制造技术的发展，要求铸件质量越来越高，为铸造装备提出了更高的要求，就我国多数铸造装备企业的实力而言，要在每个方面都有所发展是不现实的，因此，必须发展各方面的专业设备厂，使其在某一方面处于领先地位，将来个性化的铸造装备越来越多。
在大批量潮模砂铸造设备方面，是大型铸造装备企业发展的方向，而在特种铸造装备方面，如消失模铸造、V法铸造等，则是中小铸造装备企业发展的方向，手工作坊式生产的所谓铸造设备，将没有市场。
随着我国节能、降耗、减排政策的逐步落实，铸造环保设备的专业厂将逐渐增多。
2.6设备和工艺结合越来越紧密
在讲究精益生产和追求高质量、高精度铸件的今天，适合某种铸件的最佳工艺和装备逐渐被利用，比如为了适应车轮的冷却速度和硬度，选用石墨造型;为了提高磨球的生产率，同时还要利用铁模的急冷作用，开发了磨球生产线;为了提高球化效果和降低球化剂的加人，开发了喂丝球化装置;为了使轮毅和制动毅的冷却更加均匀，同时节省用砂量，将砂箱做成圆形的;为了不让铸件卡在落砂机上，将落砂机做成带导向装置的，不让铸件翻身等等。
2.7设备制造手段越来越先进
铸造装备的精度不比机加工设备的精度差，这种观点已逐步被人们认可，因此，很多先进的制造技术和装备应用到铸造机械的制造中，数控加工中心、数控镬铣床等已普遍应用。新的制造技术比如芯子加工设备也在研制;数控铣床已应用到消失模的模型加工上;数控加工中心加工砂箱已非常普遍。
铸造技术范文第8篇
关键词：CA精密铸造计算机辅助工程
1引言：
精密铸造是用可溶（熔）性一次模型使铸件成型的方法。精密铸造的最大优点是表面光洁，尺寸精确，而缺点是工艺过程复杂，生产周期长，影响铸件质量的因素多，生产中对材料和工艺要求很严[1]。在生产过程中，模具设计和制造占很长的周期。一个复杂薄壁件模具的设计和制造可能需一年或更长的时间。随着世界工业的进步和人们生活水平的提高，产品的研发周期越来越短，设计要求响应时间短。特别是结构设计需做些修改时，前期的模具制造费用和制造工期都白白地浪费了。因而模具设计和制造成为新产品开发的瓶颈。计算机辅助工程的发展，使得传统产业与新技术的融合成为可能。三维CAD可以把设计从画图板中解放出来，大大简化了设计者的设计过程，减少出错的几率。并且随着快速成型（RP）技术，特别是激光选区烧结工艺（SLS）的发展[2，3，4]，三维模型可以通过RP设备，快速转变成精密铸造所需的原型，打破了模具设计的瓶颈。另外在传统铸造中，开发一个新的铸件，工艺定型需通过多次试验，反复摸索，最后根据多种试验方案的浇铸结果，选择出能够满足设计要求的铸造工艺方案。多次的试铸要花费很多的人力、物力和财力。采用凝固过程数值模拟，可以指导浇注工艺参数优化，预测缺陷数量及位置，有效地提高铸件成品率。CA精密铸造技术就是将计算机辅助工程应用到精密铸造过程中，并结合其他先进的铸造技术，以高质量、低成本、短周期来完成复杂产品的研发和试制。目前，利用CA精铸技术，已完成多种航天、航空、兵器等关键部件的试制，取得满意的效果。
2材料与实验方法
CA精铸可应用于不锈钢、耐热钢、高温合金、铝合金等多种合金，CA精铸工艺流程见图1。三维模型可采用IDEAS、UGII、PROE等三维设计软件进行设计，工艺结构和模型转换采用MagicRp进行处理和修复，在AFSMZ320自动成型系统上进行原型制作，采用熔体浸润进行原型表面处理，凝固过程数值模拟采用PROCAST和有限差分软件进行计算。
3CA精密铸造工艺的关键问题及相关技术讨论
近年来，与CA精铸技术相关的三维CAD设计、反求工程、快速成型、浇注系统CAD、铸造过程数值模拟(CPS)以及特种铸造等单体技术取得了长足的进步，这些成就的取得为集成化的CA精铸技术的形成奠定了基础，促进了CA精铸技术的迅猛发展和应用。为了使各单体技术成功地用于CA精铸，必须消除彼此之间的界面，将这些技术有机地结合起来。从而在产品开发中做到真正意义上的先进设计＋先进材料＋先进制造。
3.1三维模型的生成与电子文档交换
如何得到部件精确的电子数据模型，是CA精铸至关重要的第一步。随着三维CAD软件、逆向工程等技术的发展，这项工作变得简单而且迅捷。在此主要介绍利用IDEAS进行实体建模和数据转换的过程。IDEAS9集成了三维建模与逆向工程建模模块。通过MasterModeler模块可以得到复杂模型（见图2），既可以进行全几何约束的参数化设计，又可进行任意几何与工程约束的自由创新设计；曲面设计提供了包括变量扫掠、边界曲面等多种自由曲面的造型功能。逆向工程Freeform可将数字化仪采集的点云信息进行处理，创建出曲线和曲面，进行设计，曲面生成后可直接生成RPM用文件，也可传回主建模模块进行处理（见图4）。实体文件生成后需转变成STL文件（见图3）以作为RP设备的输入。转换过程应注意选择成型设备名称，通常选用SLA500，三角片输出精度在0.005~0.01之间。采用MagicRp处理时应注意乘上25.4，得到实际设计尺寸。
3.2凝固过程的数值模拟
3.2.1凝固过程的数值模拟原理
铸造是一个液态金属充填型腔、并在其中凝固和冷却的过程，其中包含了许多对铸件质量产生影响的复杂现象。实际生产中往往靠经验评价一个工艺是否可行。对一个铸件而言，工艺定型需通过多次试验，反复摸索，最后根据多种试验方案的浇铸结果，选择出能够满足设计要求的铸造工艺方案。多次的试铸要花费很多的人力、物力和财力。
铸造过程虽然很复杂，偶然因素很多，但仍遵循基本科学理论，如流体力学、传热学、金属凝固、固体力学等。这样，铸造过程可以抽象成求解液态金属流动、凝固及温度变化的问题，就是要在给定的初始条件和边界条件下，求解付立叶热传导方程、弹塑性方程。计算机技术的发展，使得求解物理过程的数值解成为可能。应用计算机数值模拟，可对极其复杂的铸造过程进行定量的描述。
通过数学物理方法抽象，铸造过程可表征成几类方程的耦合：
1热能守恒方程： 2连续性方程： 3动量方程： 常用的数值模拟方法主要是有限差分法、有限元法。有限元差分法数学模型简单，推导简单易于理解，占用内存较少。但计算精度一般，当铸件具有复杂边界形状时，误差较大，应力分析时需将差分网格转换成有限元网格进行计算。有限元法技术根据变分原理对单元进行计算，然后进行单元总体合成，模拟精度高，可解决形状复杂的铸件问题。无论采用什么数值方法，铸造过程的数值模拟软件应包括三个部分：前处理、中间计算和后处理。前处理主要为中间计算提供铸件、型壳的几何信息；铸件和型壳的各种物理参数和铸造工艺信息。中间计算主要根据铸造过程设计的物理场，为数值计算提供计算模型，并根据铸件质量或缺陷与物理场的关系预测铸件质量。后处理是指把计算所得结果直观地以图形方式表达出来。图5是铸造过程的数值模拟系统组成。
转贴于 铸造过程流场、温度场计算的主要目的时就是对铸件中可能产生的缩孔缩松进行预测，优化工艺设计，控制铸件内部质量。
通过在计算机上进行铸造过程的模拟，可以得到各个阶段铸件温度场、流场、应力场的分布，预测缺陷的产生和位置。对多种工艺方案实施对比，选择最优工艺，能大幅提高产品质量，提高产品成品率。
3.2.2铸造过程数值模拟软件[5]
经过多年的研究和开发，世界上已有一大批商品化的铸造过程数值模拟软件，表明这项技术已经趋于成熟。这些软件大都可以对砂型铸造、金属型铸造、精密铸造和压力铸造等工艺进行温度场、应力场和流场的数值模拟，可预测铸件的缩孔、疏松、裂纹、变形等缺陷和铸件各部位的纤维组织、并且与CAD实体模型有数据转换接口，可将实体文件用于有限元分析。
ProCAST是目前应用比较成功的铸造过程模拟软件。在研制和生产复杂、薄壁铸件和近净型铸件中尤能发挥其作用。是目前唯一能对铸造过程进行传热－流动－应力耦合分析的系统。该软件主要由模块组成：有限元网格剖分，传热分析及前后处理，流动分析，应力分析，热辐射分析，显微组织分析，电磁感应分析，反向求解等。
它能够模拟铸造过程中绝大多数问题和物理现象。在对技术充型过程的分析方面，能提供考虑气体、过滤、高压、旋转等对铸件充型的影响，能构模拟出消失模铸造、低压铸造、离心铸造等几乎所有铸造工艺的充型过程，并对注塑、压蜡模和压制粉末材料等的充型过程进行模拟。ProCAST能对热传导、对流和热辐射三类传热问题进行求解，尤其通过“灰体净辐射法”模型，使得它更擅长解决精铸尤其是单晶铸造问题。应力方面采用弹塑性和粘塑性模型，使其具有分析铸件应力、变形的能力。
对铸件进行分析时，简单的模型网格可以直接在ProCAST生成。复杂模型可以由IDEAS等软件生成，划分网格后输出*.unv通用交换文件，该文件应带有节点和单元信息。Meshcast模块读入网格文件后输出四面体单元用于前处理。PreCast对模型进行材料、界面传热、边界条件、浇注速度等参量进行定义，最后由ProCAST模块完成计算。
应用IDEAS与ProCAST，我们对某发动机部件进行了凝固过程模拟。该部件由于有一个方向尺寸较薄，浇注过程中极易发生裂纹与变形，通过模拟，对浇注系统结构进行了优化，减少应力集中，防止变形和开裂，取得明显的效果。
结论：
1．计算机辅助工程与精密铸造结合而成的CA精密铸造技术具有很强的通用性，可以缩短研制周期，节约开发成本；