一种复杂薄壁铸件浇注系统的设计方法与流程

本发明涉及精密铸造，特别涉及一种复杂薄壁铸件浇注系统的设计方法。

背景技术：

1、随着经济的发展，铸造企业对铸件的生产成本、生产效率和废品率的控制要求越来越高，客户对产品的质量要求也越来越严格。复杂薄壁类的铸件热节较多，在浇注生产过程中易形成缩松、变形、掉砂、裂纹等铸造缺陷，生产的铸件质量差，合格率低，严重影响生产效益。该类铸件在浇注生产之前，需要对铸件的浇注系统进行设计，找到铸件的热节和缺陷位置，因此浇注系统的设计极其重要，目前缺乏有效的设计方法，试错调整频次多，从而增加了设计成本，为此本申请提出了一种复杂薄壁铸件浇注系统的设计方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种复杂薄壁铸件浇注系统的设计方法，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种复杂薄壁铸件浇注系统的设计方法，包括如下步骤：

3、s1、铸造工艺设计：制作铸件的三维实体模型，按照确定的浇注位置装配到magma数值模拟软件中，对铸件凝固过程进行数值模拟，根据铸件的缩孔缩松位置和大小进行分析并选择最佳浇注工艺方案；

4、s2、冒口设计：根据铸件凝固数值模拟结果，确定需要补缩位置的铸件模数，并根据铸件模数确定各类冒口的模数，并根据铸件凝固数值模拟的分析结果及设计计算，确定冒口布置位置及数量；

5、s3、砂芯设计：根据铸件内腔的尺寸精度及壁厚，确定砂芯数目；

6、s4、浇注系统设计：根据大流量低流速平稳快速的充型原则采用开放式浇注系统，各浇道的截面积分配比例为：f直：f横：f内＝1:2:3，其中，f直为直浇道的截面积，f横为横浇道的截面积，f内为内浇道的截面积；

7、s5、工艺模拟验证：采用magma数值模拟软件对铸件浇注模拟，验证缩孔缩松模拟的缺陷、金属液充型速度以及充型粒子的流动轨迹，达到预期结果后投入生产。

8、优选的，所述步骤s1中铸件的浇注位置至少选择两种，并分别通过magma数值模拟软件进行凝固过程的数值模拟。

9、优选的，所述步骤s1中浇注工艺方案包括确定浇注位置、选择分型面和确定冒口的尺寸、位置和数量。

10、优选的，所述步骤s2中各类冒口的模数按照下式(1)、(2)确定：

11、侧冒口：mc:mn:mr＝1:1.1:1.2       (1)

12、顶冒口：mr＝(1-1.2)mc              (2)

13、其中，mc、mn、mr分别是铸件模数、冒口颈模数、冒口模数。

14、优选的，所述步骤s2中对于冒口补缩距离不足的位置设置冷铁或补贴。

15、与传统技术相比，本发明产生的有益效果是：本发明借助数值模拟软件先对铸件进行凝固数值模拟后，运用软件的功能方便准确的得到各个热节处的模数，然后依据数值模拟结果并综合考虑其它因素最终确定浇注位置、补缩系统、浇注系统等工艺参数，再通过数值模拟软件对已初步设计的铸造工艺进行凝固充型数值模拟验证，弥补了已有技术的缺陷，能够有效、快速的找到铸件的热节、缺陷位置并且解决了铸件的缺陷，可以减少铸造工艺设计阶段工艺方案试错调整的频次，降低了设计成本，加快铸造工艺的设计速度和合理性，从而得到高要求的铸件。

技术特征：

1.一种复杂薄壁铸件浇注系统的设计方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种复杂薄壁铸件浇注系统的设计方法，其特征在于：所述步骤s1中铸件的浇注位置至少选择两种，并分别通过magma数值模拟软件进行凝固过程的数值模拟。

3.根据权利要求1所述的一种复杂薄壁铸件浇注系统的设计方法，其特征在于：所述步骤s1中浇注工艺方案包括确定浇注位置、选择分型面和确定冒口的尺寸、位置和数量。

4.根据权利要求1所述的一种复杂薄壁铸件浇注系统的设计方法，其特征在于：所述步骤s2中各类冒口的模数按照下式(1)、(2)确定：

5.根据权利要求1所述的一种复杂薄壁铸件浇注系统的设计方法，其特征在于：所述步骤s2中对于冒口补缩距离不足的位置设置冷铁或补贴。

技术总结
本发明公开了一种复杂薄壁铸件浇注系统的设计方法，包括如下步骤：借助数值模拟软件先对铸件进行凝固数值模拟，根据铸件的缩孔缩松位置和大小分析并选择最佳浇注工艺方案，确定浇注位置、选择分型面和设计冒口，根据模拟结果确定铸件模数，从而确定冒口的尺寸、位置和数量，然后进行砂芯和浇注系统设计，再通过数值模拟软件对已初步设计的铸造工艺进行凝固充型数值模拟验证；本发明弥补了已有技术的缺陷，能够有效、快速的找到铸件的热节、缺陷位置并且解决了铸件的缺陷，可以减少铸造工艺设计阶段工艺方案试错调整的频次，降低了设计成本，加快铸造工艺的设计速度和合理性，从而得到高要求的铸件。

技术研发人员：刘燕,杜应流,张明智,胡坤松,李娟
受保护的技术使用者：安徽应流铸业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1