铸造充型过程
前言
2000年11月ICME（铸铁工程学会）的技术委员会筹备一项关于“液体流动及铸造充型过程”的工作方案。本书的开篇草稿在2001年6月刊出，该部分现已重编为第一章。
铸造充型过程：
这项工作方案对任何从事铸造工艺的人都会有帮助，并可作为对未来工程师的培训教材（手册）。该委员会认为：这项工作不仅有助于提高产品的质量及铸件的可靠性，还可作为研究与发展计划项目的鉴定方法。由于工作程序量很大的原因，特将其分成如下部分：
A1：与充型过程相关的设计程序及对铸件质量的影响。
A2：流体力学基本原理
A3：金属（液态）的供给系统
A4：浇注系统的原理和设计
附篇B1：浇注过程的计算机模拟
为了使该手册（终稿）汇集的学科更加广泛，特邀请了许多名委员来注释、审定、校对。
下列篇幅仅仅是A2（流体动力学基本原理）其中的一部分，涉及到：金属液的流动速度、由于重力所产生的速率，反重力，流量系数。本篇的第二部分于2001年10月出版，它涉及到：层流和紊流、雷诺理论、魏伯理论、布鲁克原理、表面紊流、贝努利原理、压力损失和分流。
该工作组织非常愿意接纳其他的委员，如果你感兴趣的话，请与ICME总部的Pam Murrell先生联系。
A2章节，流体力学基本原理的一部分。本章节将使你更深入地理解（铁水的）传送速度和浇注系统设计的流体力学基本原理。
液流的概念涉及到（流体）基本原理、数学公式；如果对流体力学基本原理不能够很好地理解，就不可能设计出有效的浇注系统。一般情况下，如果没有对流体基本规律的理解，就不会获得设计计算的支持。许多铸造工人仍然沿袭老经验的传统设计规律（涉及浇口杯、横浇口、内浇口尺寸），这样，在浇注系统内部就不能够达到安全而有效的流动速度。若想获得高水平、优质的铸件，就必须正确地计算和设计浇注系统。
有了设计正确的浇注系统，则模型的修改及铸件的试验可以减少到最少次数，铁水的填充也会比以前的工艺更加科学，顾客才会更加信任。
许多铸造界的同仁拥有计算机的铸造过程模拟软件，同时，大多数模拟软件可以完美地预测温度条件、凝固过程、充型需求。其实，精确地预测金属液的流动条件常常有一定的局限性。
在B章节中充型过程的计算机模拟程序是经过详细检查过的。即使你具有一个计算机充型过程模拟软件包，那么对流体力学的充分理解，将有助于发现软件的局限性和不足。
金属液流的速度
为了使铸件按照设计方式状态进行填充，我们要考虑在需要的时间里，铸造填充能力的局限性，以及金属液倒入或吸出的实际输送条件，我们的设计工作大部分是围绕反映kg/s即填充速度，而不是某些书本中说的速率。
我们所试验浇注的铸件，具有重量但没有速率，流量是指每秒钟流过的金属重量，即使金属液获得相当大的速率、流过相当长的距离，但它仍然以相同的流量而输送。（见图2）
当金属液流在两个“单元”里具有相同的速率时，通过图2小截面（图1的1/4倍）的流量，仅仅是通过图1截面流量的1/4。
在图2中，金属液流所能达到的速率是它离开浇口杯时的2倍，但他的金属流量是速率相同时的1/4。从浇口杯中流出金属液流将在A3章节（金属供给系统）中详细论述。
在浇注系统中，相同的流速并不意味着相同的流量（如图3、图4）。当充满金属液的两个浇道具有相同的速率时，图4中的流量仅仅是图3中流量的1/4。如果金属的流量与设计的浇注系统很不匹配的时候，这种情况就会发生。当填充一个确定的铸件结构时，图4的情况可能发生；我们将会检验后面的章节(A4:浇注系统的设计和原理)的有效性。以kg/s这样的流速（状态）来检验浇注系统的设计。
流速＝kg/s=ρ(c.s.a)v/1000 其中ρ：密度g/cm3
c.s.a : 横截面cm2
v : 速率cm/s
铁水的流速(kg/s)在检验铁水冲击砂型和砂芯的效果时也发挥着一定作用。最简单的一个液流理论就是：连续流动理论——在一个充满金属的系统里，如果横截面发生变化，则速率也成比例地发生变化。这一点在图5中示意证明。
要记住：只有在浇注系统全充满时才有效，因为在充型过程中不总是充满的。金属流速的实际数值取决于浇道的几何尺寸和浇注条件，而不取决于严密的计算。这一点对获取正确的浇道设计数据是十分重要的。这将表明：金属的实际流量可以检测出来。金属液面下降速度是由于地心引力和压头高度值
我们知道由于地心引力的作用而产生的加速度是9.81m/s2,这就意味着物体下落1秒以后将获得9.81m/s的速度，再经过1秒以后，速度将又增加了9.81m/s,第三秒结束时，又增加了9.81m/s,速度达到了29.43m/s。因此，速度V＝g×t——（2） (g---加速度、t---时间) t=V/g——（3）。
在t这个时间里，金属液面下降的高度等于平均速度×t，即h=vt/2——（4）
用t=v/g来代替t，得：h=v2/2g——（5）
如果我们想要知道金属液面下降了h时（出口）的极限速度时，可以将（5）式转换为：v=√2gh——（6）。
就一个浇包而言，当开始倾倒时，随着倾斜角度的增加，压头高度在减少，则出口速度也在减小，可是金属液的输送速度取决于浇包倾倒角度的增加速度。我们现在联想一下图7——一个简易的铸造过程。图8和图9是在两种条件下的试验。
如果假定铸件才充满了一半，现在就会有一个与压头h作用相反的反压头h2,其压头的有效结果为：h3=h-h2,这意味着：倾倒操作的程度（影响着）底部出口处的速度即：
v2=√2gh3。当这个铸件浇注到最高点时，其底部出口处的速度为√2gh4。
图10所示的浇注速度就是重力铸造条件下浇注铸铁换热器的实例。
当浇注开始时，由于压头h的作用，浇注系统里能流过7kg/s的铁水，但随着浇注时间的延续，会产生一个反压头h2，这就意味着有效压头只有h3，这时的浇注速度会减小，系统里只有2.5kg/s的流量。这里牵涉到的金属供给和浇注系统的设计将在A3、A4章节里讨论。
与重力作用相反的流速
在前面的段落里，我们已经得知：浇注的液流速度可以根据公式（5）来求得，即：v=√2gh，可是所发生的情况有时与其相反。在图11中我们可以发现：由于液体压头的作用，会产生一个泉流。在B处势能wh可以转化为动能wv2/2g。因此wh=wv2/2g
h=v2/2g——（7）。
在这个泉的顶部（如果忽略管道的流程损失）全部的动能都转化为势能，意味着顶部的速度为零。如果我们想知道出口处金属液的流速，可以使用公式（7）h=v2/2g,当金属从孔口里流出时，就可以知道任何泉流能够达到的高度。金属液离开出口的实际速度小于√2gh，这是由于存在着某些损失——这一点在后面论述。
如果考虑到这些损失，就可以得到涌出的速度精确值，因此我们就可以自信地确定出这个流速使泉流液柱达到多么高的最终高度值。从出口流出并与重力方向相反的液
流柱叫做“涌流高”，当设计（液流）从内浇口进入铸件时，必须要考虑到。
在图12里我们可以看到这样的结果：当金属液在内浇道以0.7m/s的速度通过高度为10mm的铸件型腔时，其涌流的高度为：h=v2/2g=0.7×0.7/2×9.81＝0.0249m＝25mm 金属液流试图升到25mm，可是铸件的极限壁厚却只有10mm，所以金属流冲着型壁产生紊流状态。假定液流速度减小到0.45m/s（如果流量不变，增加了内浇口尺寸）则“涌流高”达到10.3mm才进入理想状态。如图13所示：h=v2/2g=0.45×0.45/2×9.81＝10.23mm。
流量系数：
所谓的流量系数就是：当液流流过一个出口或多个出口时，其实际流量与理论流量之间的比值。如果不考虑这个因素，我们的计算结果就会与浇注系统中实际所发生的有所不同。某些铸造工人不太关注这些基本因素，与实际结果相比他们对计算结果不感兴趣。他们宁愿放弃计算结果，却更加支持和倾向于浇口杯、横浇道和内浇道之间的经验尺寸数据。通常为了得到更加实用的结果，而不是最好的结果要对浇注系统进行一系列的改造。
如图14所示，现在让我们审查一下当液流流出出口时所发生的情况：当液流流出时，在液流的横截面处被压缩，在出水口的侧面有（力的）矢量因素，使液柱被压缩，从而产生瓶颈效应。这里的最小截面叫做“静脉压缩”面。
压缩系数Cc=静脉压缩处面积/出口截面积。
当液流从出口流出时，存在着摩擦和矢量因数——会导致流速的减小，流速减小的比值叫速度系数Cv＝实际速度/理论速度。
如果我们现在讨论通过出口的实际流量，它等于实际速度×实际横截面；即Cv×√2gh×Cc×CSA；
实际流量/理论流量的比值叫做流量系数Cd
实际上Cv×Cc的乘积，就是我们要进行浇注系统计算时所要考虑的实际因数，图
14里所表明的小于出口截面的流量系数Cd值是0.64。
以图14为例，金属液压头高为40cm，则出口处的液柱直径为2.5cm。
求实际流量：假定液态铝的实际密度为2.42g/cm3
流量系数为0.64
直径为2.5cm的截面积为4.9cm2
实际流量＝ρ×Cd×√2gh×C.S.A
=2.42×0.46×√2×9.81×40×4.9
＝2126g/s=2.13kg/s
其理论流量是：3.33kg/s
要充分考虑两种流量之间的差别。为了使我们的计算结果更加符合现实，所使用的流量系数值必须尽可能的精确。建议工艺工程师要建立Cd数据库，（这个麻烦的问题曾困扰他们）。在讨论流量系数的值时，集合尺寸是更加主要的因素。其重要性要大于对金属流的考虑，尤其是开放式出口、深截面。因此我们必须记住如下两点：
（1）、当液流流进浇道，这个浇道可能比液流的弯月面更小，那末液流被挤压，在其过程中产生更大的摩擦力。如果我们注意到铝的液面高为12.7mm,而水的液面高仅为5mm,如果它们都流进6mm深的孔洞，在这段系统中，我们可以适度地预期：流量系数有所不同，当我们应用水力学浇注模型时就有一定的局限性。
液态金属的浇注温度影响着流动性，选择下列几个例子作为充型过程中遇到的通用条件：浇注入口A处的拐角形状会导致液流被X形压缩，使流量系数变为0.65。如果做成像B那样流线形拐角，则流量系数变为0.85。（如图15）
图16和图17表明是凹入式内浇口，即伯尔塔式内浇口。在图16中，液流流出后被压缩，不能接触到流口的内缘，也就是自由流动。压缩以后，液流柱又膨胀，充满了内浇口，即充溢流动。我们假定：液流像图16那样自由流动，流口中心距液面的高度为H，流口的横截面为a；通过流口的流速为V，液柱被压缩面积ac;由于压力影响
着流口（流量）的变化速度，在出口处的总压力＝每秒钟流口（动能）的变化。
Pa=(w ac)v2/g 替换：P＝wH
WaH=wacv2/g 可是H＝v2/2g 而av2/2g=acv2/g 所以ac=a/2
因此，流量系数Cd等于0.5；速度损失系数Cv；实际的流量系数为0.48；这是布朗先生和勃亚特先生的观点。
流程的速度损失可以认为是：在出口周围的液体以180°角度反向流向液柱。如果我们注意一下图17，就可以发现：出口（截面积）呈均衡性地变化，最后呈现充满状态。这时流量系数增加到1/√2＝0.707。
因为若系统的说明该等式涉及到用贝努利方程来证明；（本章尚未提及）在后面的附录1中提到。
实际上流量系数Cd的值要大于0.707，这是由于“静脉压缩”处产生负压，在截面A处速度会增加；所以建议：Cd的实际数值为0.8。
如图14，从出口处液流所呈现的状态：Cd的值仅仅是0.64。如果我们现在将出口处的管道增加一小段长度，就像图18那样，最先流进的流柱首先被压缩然后膨胀并充满管道，这就像金属液流进一个垂直的入口然后进入水平的内浇口。
附录2说明：该等式给出的速度系数为0.855，因为在出口处管道被充满，压缩系数为1，因此：Cd=Cv×Cc＝0.855×1＝0.855。
可是从实验中我们发现，在流进入口处的摩擦阻力使Cd值由0.855减小到0.813。如果我们想进一步改善流量系数，可以将出口的形状按照液流进入静脉压缩区以前流线的形状来设计，如图19所示；这样由于扩大了出口，减小了流程损失，使流量系数达到0.975。这样的出口就叫做收敛性出口。
那末最终的流量系数：我们可以把出口做成“静脉压缩”区前的收敛形状，然后再按照它自然发散的流线形状（如图20）；事实上，流线型出口的流量系数Cd为0.99；值得注意的是：随着分流的增加，C－C截面处的流速增加，也导致“经脉压缩”区的负压也增加。
为了检验贝努利方程的结论，在后面我们要讨论：液体的压头与反压头以及于“经脉压缩区”负压之间的的关系。
看一下影响流量系数的基本因数，我们就会发现：影响设计浇注系统的几个例子：（1）、从简单的浇注单位开始，我们会求出一些典型的流量系数Cd，可用以检验金属液进入铸型的实际流速。图21表明：一个简单的底注式浇注单位出口处的液流分布情况；这个浇注单位所特有的流量系数值为0.62。
（2）、为了改善Cd的值，自动浇注机上的出铁口做成流线形如图22所示，在该处所特有的Cd值为0.80～0.85。这样假定塞杆很干净，对液流通过出铁口影响很小，液流完全地按照这样的流线流出，则Cd的值为0.85。如果确认金属为铸铁；浇注温度为1435℃；直径为22～25mm的浇咀，那么C d的值为0.80～0.82之间。
在浇注铸件过程中，如果对金属的需要量减少，则塞杆向着浇嘴入口的方向下移，这里介绍一个新的流量系数，如图23所示：作为C d2，由于从浇注机实际的卸流结果（流量系数）应该是两个C d的组合。
在计算实际流量时，给出下列实例：
例1：在开始浇注时，浇嘴入口处的塞杆壁清洁（图22），浇嘴入口以上的液面高为200mm,有效浇嘴直径为25mm，液态铸铁的密度为6.62g/cm3，如果C d是0.85，那么流量是多少？
金属进入浇嘴的速度为V＝√2gh=√2×9.81×0.2 m=1.98m/s
C.S.A(直径为25mm 浇嘴的横截面)＝πr2＝3.14×12.5×12.5＝490.9mm=4.9cm2
理论流量＝ρ×c.s.a×vel/1000＝6.62×4.9×198cm/s/1000=6.42kg/s
实际流量＝C d×6.42kg/s=5.457kg/s
例2：如果塞杆下落，（如图23）流量减少到3kg/s,就会发现新的综合流量系数C d和C d2——由于塞杆相对于浇嘴位置下落而导致的结果。
从例1中得知：其理论流量为6.42kg/s;实际流量为3kg/s所以：3kg/s=6.42kg/s×(C1×C2)
所以理论上综合流量系数（C1×C2）Cd＝3/6.42Cd＝0.46Cd （Cd1×Cd2）＝0.46Cd 由于Cd1＝0.85
Cd2＝0.45/0.85＝0.54
那么，根据已知出口的尺寸、铁水液面高度，铸造工程师由塞杆不同的位置就可建
立C d的系列数据，目的是为了控制浇注不同的铸件。
图24表明，在金属实际到达底部横浇道和内浇道以前，这些（不同的）流量系数C d 在起作用。这里的流量系数C d的数据可用于横浇口和内浇口，为了完成浇注系统的计算是必须使用的。这里提及一下C d3——（浇注机）顶部出口的流量系数，事实上浇注机的浇注并非是直线注入的。这将导致液流的行程受阻，Cd的实际数值要比理论数值小，当浇注机的出口于直浇道中心成直线时，Cd3＝1。通过作实验，整合全部的Cd值——涉及A4 章节：浇注系统的理论和设计。
铸造工程师可以从普通的设计项目中（浇口杯、直浇口、浇口窝、横浇口）得到一系列Cd的数据，有时工程师为了得到综合的流量系数Cd的值就需要将许多标准项目归类，事实上在一个有规范的浇注系统中综合流量系数Cd值适用于整个浇注系统。
序号直浇口出口面
积 mm2 横浇口截面积
mm2
每个内浇口面积
mm2（共4个）
流量浇口截面比：
直：横：内
流量系数
1 450（15×30） 338（13×26） 55（11×5）473 1：0.75：0.5 0..35
2 450 338 112..5 727 1：0.75：1 0.44
3 450 338 220.5 727 1：0.75：2 0.50
4 450 450 5
5 473 1：1：0.5 0.36
5 450 450 112.5 968 1：1：1 0.49
6 450 450 162 968 1：1：1.5 0.53
7 450 450 220.5 968 1：1：2 0.55
8 450 338 55 473 1：1：0.5 0.39
9 242 450 55 520 1：2：1 0.54
10 242 450 112.5 520 1：2：2 0.66
11 242 450 162 520 1 ：2：3 0.69
12 242 450 220.5 520 1：2：4 0.70
13 125 450 55 269 1：3.5：1.75 0.72
14 125 450 112.5 269 1：3.5：3.5 0.81
15 125 450 220.5 269 1：3.5：7 0.83
表1
表1给出的是当使用一系列不同的浇口比时所构成的一组流量系数值。它由斯瑞文
森先生根据水力模型试验的结果列表而成。内浇口的最小截面是5mm(浇口中水流液面)，事实上浇口中的液面高超过5mm（与其不同）的情况下也不会有问题。这个表是由鲁内和卡姆比尔所著的《轻合金的横浇道与内浇道》中提出的，使用斯瑞文森的数据可以作出曲线图，图25表明内浇道与横浇道及横浇道与直浇道的比率会影响流量系数Cd的值。文章的开头说：为了获得该曲线的某些益处需要对数据进行限制和附加条件。可是如果横浇口的尺寸减小，这些点会使曲线（的形状）下降，且直浇口对流量系数Cd的影响要比横浇口和内浇口的影响大得多。在任何浇注系统中，如果附加条件的影响减小，则流量系数的变化也最小，然而Cd的值将控制最终填充浇注系统的流量，甚至影响到它是否阻塞。
关于在浇注系统中流量系数的概念是由得尔福特工业大学的H.内斯瓦格和H.JJ迪恩在1990年的世界铸造大会上题名为《薄壁铸件的流体模拟试验》的论文中论述的。
其中有一部分研究工作是：当浇注非常薄的板类铸件时，采用两个不同的浇注系统(直浇口、横浇口、阻流、内浇口)时如何得到综合流量系数。在图26中是根据其表面涂有石墨的硅酸钠（玻璃）所构建的模型，这样的玻璃板被装在型腔里面，整个浇注过程被电视录像记录下来，这个玻璃板的厚度在2、6、10、14和18之间变化。
这个试验材料是一种铝合金含Si：12％，浇注温度为750℃，通常所使用的浇注系统由图27所示。这个浇注系统的具体尺寸由表2列出
最小截面：mm A1：mm2A2:mm2A3：mm2
系统1 4-6-10-14-18 113 82 64
系统2 4-6-8-10-12 113 67.5 132
表2和表3是对表1具体数据的概括和总结，在本章中符号a与Cd意义相同。Cd 值的计算是通过下列方式得到的。使用摄像机记录时间，就可知道浇注时间和板的体积。
内浇口的流量为：Q1＝V1/t（cm3/s）——（a）; 假设入口被液态金属所充满，Q1＝V1×A1——（b）
在此处的V1通常是入口处液态金属的流速；A1所代表是入口处的面积（cm2）。
V1可由托利拆里定律来求得：V1＝C v√2gh，——（3）注意理论流速是=√2gh。
综合（a）/(b)和（c）得到A1＝V1/C d×t0√2gh
注意：用Cd作为一个常量来代替Cv，所以将Cv和Cc合并到Cd得：
Cd=V1/（A1×t1×√2gh）
在表中一些数据的变化是由于在浇注这个板时其测量精度因个人的经验而各有不同。可能时由于这个接近充满时，流量降低的缘故；浇注温度降低时，流动性变差，在出口处不能建立起背压力，会产生浇不足。作者在图28中曲线表达的是：浇入的体积相对于时间的关系。注意4mm板厚要比液体（下落的）“半月面”厚度小；最终液体的流量系数Cd从这个板的全部浇注过程中获得。意思是浇注开始时Cd的值要高一些，记住：计算出的临界速度必须经过阻流截面合内浇口。
文章指出：由于能量的损失，迫使金属液流的方向（流量系数）发生变化，表5所示：涉及了方向改变的数量值。这些数据和其他因素（如形状、截面）一样都是一些自然特性，都起着重要作用。其观点在设计浇注系统时是值得考虑的。
方向产生90度的变化量——α＝CD
1 0.71
2 0.53
3 0.40
4 0.30
5 0.23
表5
上述的结果表明：是关于如何求得流量系数，但是对设计浇注系统而然却没有经过正式的核定。特别是像金属铝这样不足道的浇注系统的设计（图27）。液态金属在浇口窝处产生高度的紊流而又进入A2截面，从A2截面流出又进入B－B截面，下落、再与远处的型壁发生碰撞。在填充横浇道B－B底部时，会发生温度的损失，一旦横浇道充满就不会了，对进入铸型的流量无影响，这是通过系统的阻流截面检测到的。( 表2：A3的系列1；A2的系列2)。这表明：后面的Cd一旦建立，就会有一种简易的方式来预测金属液的分流。事实上，可以把Cd的理论值变更为更为接近实际值。铸造工
程师就可以根据一系列Cd的值应用于不同的过程、不同的合金，以及任何标准的浇口杯、直浇口、横浇口等等。依据这些数据库就可以计算和设计合理而有效的浇注系统。这组典型的系列Cd数据是由艾肯公司提供的——仅仅是横浇道部分（其余部分尚未提供）——应用于铝合金。
BS1490 流量系数BS1490 流量系数
LM0 0.66 LM16 0.71 LM6 0.66 LM11 0.69 LM25 0.68 LM10 0.59 LM8 0.67
LM4 0.65
这组结果是在恒定的浇注温度下（而不是最佳温度）进行测定的，很显然，实际效果是这些流量系数用于这些合金时数值上会有一点不同，（AL-10%的镁合金LM10除外）。应用Cd数据的范例在图29中表明。
很自然，正在填充状态(非常状态)的横截面要比浇道充满后的横截面要小，但是，正确设计的浇注系统会很快达到充满的截面。关于浇注系统设计的内容将在A4章节（浇道的设计原理）中更加详细地论述。
首先要考虑的是：从自动浇注机流出来的实际流速，以此来确定浇注开始时进入浇道中的流量，凡是浇注机流出的铁水浇道要都能承得下。
从保温炉浇嘴流出铁水的理论速度＝√2gh=2×9.81×0.1＝1.4m/s
理论流量＝ρ×c.s.a×vel=6.8×4.9×140/1000＝4.66kg/s
实际流量=Cd×理论流量=0.82×4.66=3.82kg/s Cd-----摩擦系数
压浇道上的总头H=H1+H2+h3+9=1000+400=590mm
理论速率=√2gh=√2×9.81×0.59=3.4m/s
浇道内总摩擦系数C+d=Cd1+Cd2Cd3+Cd4+Cd5=0.82×1×0.88×0.9×0.68=0.44
当认为浇道是充满的状态下: Cd=Cv
因此,进入浇道的实际速率=理论速率×Cd=3.4×0.44=1.5m/s=150cm/s
浇道中的流量kg=ρ×c.s.a×速率/1000=6.8×c.s.a ×150cm/s/1000=3.82kg/s
c.s.a=3.82×1000/6.8×150=3.75cm2=370mm2
如果浇道的外观尺寸是10 mm×37mm,那么10mm的高度值将带来7.8mm的压头高,获得微小的背压值足以保证浇注系统充满。
后面的章节，当我们学习了贝努利方程式，就会找到选择摩擦系数的方法，这种摩
擦损失在设计充型过程时以压头的形式表达最方便。
附录1——A2部分
如图17：当出口处于充满状态，则在静脉压缩区有负压存在，这时流速会增加。流量的增加与流量系数的减少二者并存。
注意一下截面aa与bb，由于截面的扩大导致压头损失＝（vc-v）2/2g=(1/Cc-1)2v2/2g =v2/2g 此处设：Cc＝0.5
从容器中的液体表面到出口处的末端，应用贝努利方程：
Ha+H＝Ha+v2/2g+出口损失
由于H＝v2/2g+v2/2g=2v2/2g 所以v=√gH
卸流浇道全充满时＝av＝a√gH
卸流浇道不充满时＝0.5a√2gH
因此，完全卸流时流量系数增加了1/0.5√2倍
浇道充满时流量系数为＝1/√2＝0.707
实际上人们发现由于在“静脉压缩”区压力的减小流量系数的数值比这要大一点点。如图18：截面c-c和b-b处静脉压缩区的压力可以用贝努利方程求得：
Hc+v c2/2g=Ha+v2/2g+v2/2g
附录2——A2部分
如图18所示：容器外安装一短管，通过出口的流量会增加，在压头H的作用下，通过短管卸流，流出的液体先被压缩，然后膨胀充满管道。这里的Ha——是大气压力，
静脉压缩区的流速比出口处大，所以该处的压力要比出口处小。由于在出口处管道处于充满状态，压缩系数是一致的，某个截面处的速度系数可以通过贝努力方程算出来。设：a——管道的截面积
ac——静脉压缩区的截面积
v——管出口处的速度
vc——静脉压缩区的速度
Hc——经脉压缩区的绝对压力
假定：经脉压缩区的压缩系数为Cc＝0.62
则：ac=Cca=0.62a
而截面c—c处的流量等于截面b－b处的流量，所以vc*ac=v*a vc=v*a/ac=v/0.62 由于从c-c到b-b处的截面是逐步扩大的，所以压头损失为：
（vc-v）2/2g 用vc=v/0.62来表示压头损失
上式＝
铸造过程模拟仿真 1、概述 在铸造生产中，铸件凝固过程是最重要的过程之一，大部分铸造缺陷产生于这一过程。凝固过程的数值模拟对优化铸造工艺，预测和控制铸件质量和各种铸造缺陷以及提高生产效率都非常重要。 凝固过程数值模拟可以实现下述目的： 1）预知凝固时间以便预测生产率。 2）预知开箱时间。 3）预测缩孔和缩松。 4）预知铸型的表面温度以及内部的温度分布，以便预测金属型表面熔接情况，方便金属型设计。 5）控制凝固条件[1]。 为预测铸应力，微观及宏观偏析，铸件性能等提供必要的依据和分析计算的基础数据。作为铸造工艺过程计算机数值模拟的基础，温度场模拟技术的发展历程最长，技术也最成熟。温度场模拟是建立在不稳定导热偏微分方程的基础上进行的。考虑了传热过程的热传导、对流、辐射、结晶潜热等热行为。所采用的计算方法主要有：有限差分法、有限元法、边界元法等；所采用的边界条件处理方法有N方程法、温度函数法、点热流法、综合热阻法和动态边界条件法；潜热处理方法有：温度回升法、热函法和固相率法。 自丹麦Forsound于1962年第一次采用电子计算机模拟铸件凝固过程以来，为铸造工作者科学地掌握与分析铸造工艺过程提出了新的方法与思路，在全世界范围内产生了积极的影响，许多国家的专家与学者陆续开展此项研究工作。在铸造工艺过程中，铸件凝固过程温度场的数值模拟计算相对简单，因此，各国的专家与学者们均以铸件凝固过程的温度场数值模拟为研究起点。继丹麦人之后，美国在60年代中期开始进行大型铸钢件温度场的计算机数值模拟计算研究，且模拟计算的结果与实测温度场吻合良好；进入70年代后，更多的国家加入了铸件凝固过程数值模拟的研究行列中，相继开展了有关研究与应用，理论研究与实际应用各具特色。其中有代表性的研究人员有美国芝加哥大学的R.D.Pehlke教授、佐治亚工学院的J.Berry教授、日本日立研究所的新山英辅教授、大阪大学的大中逸雄教授、德国亚探工业大学的P.Sham教授和丹麦科技大学的P.N.Hansen教授等。我国的铸件凝固过程温度场数值模拟研究始于70年代末期，沈阳铸造研究所的张毅高级工程师与大连工学院的金俊泽教授在我国率先开展了铸造工艺过程的计算机数值模拟研究工作，虽然起步较晚，但研究工作注重与生产实践密切结合，取得了较好的应用效果，形成了我国在这一研究领域的研究特色[2]。 1988年5月，在美国佛罗里达州召开的第四届铸造和焊接计算机数值模拟会议上，共有来自10个研究单位的从事铸造凝固过程计算机数值模拟技术研究的专家和学者参加了会议组织的模拟斧锤型铸件凝固过程的现场比赛。由于该铸件在几何形状上属复杂类型，模拟计算有一定的难度。从比赛结果看，绝大部分的模拟结果与实际测温结果相吻合。此次比赛得出如下结论[8]： l）铸件凝固过程的计算机模拟达到了相当的水平，如三维自动刻分、三维模拟计算、三维温度场显示等，并产生了一些软件包，如日立公司的HICASS、丹麦的Geomesh、大阪大学的SOLAM及亚琛的CASTS等。 2）模拟计算的结果都接近实测，这说明有限差分、有限元和边界元这三种计算方法对温度场计算都能满足精度要求，同时也说明了铸件凝固过程温度场计算机模拟计算技术已趋成熟。
砂型铸造工艺流程 砂型铸造工艺流程图 制作木模-造型-熔化-浇注-落砂-冒口拆除-检验入库 熔模铸造工艺 失蜡铸造现在称为熔模铸造。这是一种很少切割或不切割的铸造工艺，是铸造行业的一项优秀技术。它被广泛使用。它不仅适用于各种类型和合金的铸造，而且可以生产出比其他铸造方法具有更高尺寸精度和表面质量的铸件，甚至复杂的、耐高温的、难以加工的、其他铸造方法难以铸造的铸件也可以通过熔模精密铸造来铸造。 熔模铸造是在古代蜡模铸造的基础上发展起来的。作为一个古老的文明，中国是最早使用这项技术的国家之一。早在公元前几百年，中国古代劳动人民就创造了这种失传的铸蜡技术，用来铸造钟鼎和具有各种精美图案和文字的器皿，如春秋时期曾侯乙墓的青铜板。曾侯乙墓雕像板的底座是多条龙缠绕在一起，首尾相连，上下交错，形成一个中间镂空的多层云纹图案。这些图案很难用普通的铸造工艺来制作，而失蜡法的铸造工艺可以利用石蜡无强度、易雕刻的特点，用普通的工具雕刻出与曾侯乙墓的雕像板相同的石蜡工艺品，然后加入浇注系统，经过上漆、脱蜡、浇注，得到精美的曾侯乙雕像板 现代熔模铸造法在20世纪40年代实际应用于工业生产当时，航空喷气发动机的发展要求制造具有复杂形状、精确尺寸和光滑表面的耐热合金部件，如叶片、叶轮和喷嘴。由于耐热合金材料难以加工，零件形状复杂，因此不可能或难以用其他方法制造。因此，需要找到一
种新的精确的成型工艺。因此，现代熔模铸造法借鉴了古代传下来的失蜡铸造法，通过对 材料和工艺的改进，在古代工艺的基础上取得了重要的发展。因此，航空工业的发展促进了熔模铸造的应用，熔模铸造的不断改进也为航空工业进一步提高性能创造了有利条件。 中国在20世纪50年代和60年代开始将熔模铸造应用于工业生产此后，这种先入为主的铸造技术得到了极大的发展，并已广泛应用于航空、汽车、机床、船舶、内燃机、燃气轮机、电信仪器、武器、医疗器械、切割工具等制造业，以及工艺品的制造。所谓的 熔模铸造工艺简单地指用易熔材料(如蜡或塑料)制作易熔模型(称为熔模或模型)，在其上涂覆几层特殊的耐火涂层，干燥并硬化形成整体外壳，然后用蒸汽或温水将外壳上的模型熔化，然后将外壳放入砂箱中，在其周围填充干砂，最后将模具放入穿透式烘烤器中进行高温烘烤(例如，当使用高强度外壳时，脱模后的外壳可以不造型直接烘烤)、模具或外壳 熔模铸件尺寸精度高，一般可达CT4-6(砂型铸造CT10~13，压铸CT5~7)。当然，由于熔模铸造工艺过程复杂，影响铸件尺寸精度的因素很多，如模具材料的收缩、熔模的变形、加热和冷却过程中模壳的线性变化、合金的收缩率以及铸件在凝固过程中的变形等。因此，普通熔模铸件的尺寸精度相对较高，但其一致性仍有待提高(使用中高温蜡材料的铸件的尺寸一致性有待提高)用 压制熔体模具时，采用型腔表面光洁度高的型材，因此熔体模具的
! 收稿日期：２００６－０１－１６；修回日期：２００６－０７－１９ 作者简介：胡红军（１９７６－），男，重庆工学院讲师，主要研究铸造ＣＡＤ／ＣＡＥ软件研究和开发。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｈｊ＠ｃｑｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。 铸造工艺的数值模拟优化 胡红军，杨明波，龚喜兵，李国瑞 （重庆工学院材料科学与工程学院，重庆４０００５０） 摘 要：为了研究和预测铸造工艺对铸件质量的影响，设置合理的军用汽车转向臂的铸造浇冒口系统和工艺参数。应用铸 造模拟软件对转向臂的三种不同工艺方案进行凝固模拟，根据凝固模拟结果显示的缺陷及内部缩松情况，提出改进工艺方案并对其进行凝固模拟，选择最佳方案应用于生产。研究表明，３＃是最合理的浇冒口布置方式，最优的浇注温度８２５℃，浇注时间１５ｓ，采用水平分型。应用表明，铸造模拟软件能够准确地预测充型凝固过程中可能产生的缺陷，从而辅助工艺人员进行工艺优化。 关键词：凝固模拟；军用汽车转向臂；铸造工艺优化；浇冒口系统；缩孔；铸造模拟软件中图分类号：ＴＧ２５０．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－２４４Ｘ（２００６）０６－００５１－０３ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｐｕｔｅｒｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ＨＵＨｏｎｇ－ｊｕｎ，ＹＡＮＧＭｉｎｇ－ｂｏ，ＧＯＮＧＸｉ－ｂｉｎｇ，ＬＩＧｕｏ－ｒｕｉ （ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００５０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｎｃａｓｔｉｎｇｓｑｕａｌｉｔｙ，ｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｐｏｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｓｅｔ．Ｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｈａｖｅｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅｈｅｌｐｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｒｅ－ｓｕｌｔｓａｎｄａｐｐｅａｒａｎｃｅｄｅｆｅｃｔｓａｎｄｉｎｎｅｒｓｈｒｉｎｋａｇｅｐｏｒｏｓｉｔｙｏｆｔｈｅｃａｓｔｉｎｇｓｉｎｔｒｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｂａｓｅｄｕｐｏｎｔｏｂｒｉｎｇｆｏｒ－ｗａｒｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓａｎｄｓｅｌｅｃｔａｎｏｐｔｉｍａｌｐｒｏｊｅｃｔｕｓｅｄｉｎｂａｔｃｈｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｎｏ．３ｃａｓｔｉｎｇｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｒｅａｓｏｎａｂｌｅ，ｔｈｅｍｏｓｔｒｅａｓｏｎａｂｌｅｐｏｕｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ８２５℃，ｐｏｕｒｉｎｇｔｉｍｅｉｓ１５ｓ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｃａｎｈｅｌｐｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｔｓｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｂｙｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｃａｓｔｉｎｇｄｅｆｅｃｔｓｄｕｒｉｎｇｍｏｌｄｆｉｌｌｉｎｇａｎｄｓｏｌｉｄｉ－ｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄｉｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｃａｓｔｉｎｇ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｓｔｅｅｒｉｎｇａｒｍｃｏｍｐｏｎｅｎｔｕｓｅｄｉｎｈｅａｖｙｍｉｌｉｔａｒｙｔｒｕｃｋ；ｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｐｏｕｒ－ｉｎｇａｎｄｒｉｓｅｒｓｙｓｔｅｍ；ｓｈｒｉｎｋａｇｅ；ｃａｓｔｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ 铸造数值模拟是要通过对铸件充型凝固过程的数值计算，分析工艺参数对工艺实施结果的影响，便于技术人员对所设计的铸造工艺进行验证和优化，以及寻求工艺问题的尽快解决办法。为技术人员设计较合理的铸件结构和确定合理的工艺方案提供了有效的依据，从而避免传统的依靠经验进行结构设计和工艺制定的盲目性，节约试制成本［１－４］。 １ 铸造过程充型数值模拟方法 军用汽车转向臂的几何实体造型采用ＵＧ软件建 立，在得到三维几何数据后，利用ＵＧ软件的反向出模模块，通过设定铝合金收缩率、铸件起模斜度、浇注系统的位置和分型面等，作为凝固模拟的几何模型。由于金属液充型过程数值模拟技术所涉及的控制方程多而复杂，需要根据连续性方程、动量方程及能量方程，并进 行速度场、压力场的反复迭代，计算量大而且迭代容易发散，致使其难度很大。通过不断完善数值计算方法，如有限差分法和ＳＯＬＡ－ＶＯＦ体积函数法，开发出一些实用软件。该产品的凝固模拟就是采用ＭＡＧＭＡ软件。作为整个模拟的核心部分，ＣＡＥ的数值模拟效果最终将影响模拟的真实与否。在液态金属浇注过程中，热传导过程计算是数值模拟的主要内容。处理热传导问题采用傅里叶定律（式１），式２是根据能量守恒定律推导的方程［５－８］。 ｑ＝－λ !ｔ !ｎ （１）ρｃ!ｔ!τ＝!!ｘ（λ!ｔ!ｘ）＋!!ｙ（λ!ｔ!ｙ）＋!!ｚ（λ!ｔ !ｚ）＋ｑｖ （２）其中ｑ为热流密度，λ为导热系数，ｔ为温度（函数）， ｎ为温度传递方向上的距离，Τ 为温度，ρ为密度，ｃ为质! ２００６年１１月兵器材料科学与工程 ＯＲＤＮＡＮＣＥＭＡＴＥＲＩＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．６Ｎｏｖ．，２００６ 第２９卷第６期
?砂型铸造的基本过程https://www.doczj.com/doc/959473303.html,/20111213/62031.html ?砂型铸造有六个基本步骤: 1) 把模样放入砂中制成一个模具。 2) 在浇注系统中把原型和砂子接合起来。 3) 把模样去掉。 4) 把模具的空隙用熔化了的金属填充起来。 5) 让金属冷却。 6) 把砂型模具敲掉取出铸件。 砂型铸造案例 项目导入：轴承座铸件的造型工艺方案。 铸件简图：轴承座如图2-1所示。 铸件材料：HT150。 体积参数：轮廓尺寸240mm′65mm′75mm，铸件重量约5kg。 生产性质：单件生产。 项目要求：确定铸件的造型工艺方案并完成造型操作。
图2-1 轴承座 将液体金属浇入用型砂捣实成的铸型中，待凝固冷却后，将铸型破坏，取出铸件的铸造方法称为砂型铸造。砂型铸造是传统的铸造方法，它适用于各种形状、大小及各种常用合金铸件的生产。套筒的砂型铸造过程如图2-2所示，主要工序包括制造模样型芯盒、制备造型材料、造型、制芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理与检验等。 图2-2 套筒的砂型铸造过程 铸件生产前需根据零件图绘制出铸造工艺图，铸造工艺图是在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造工艺方案的图形。其中包括：浇注位置，铸型分型面，型芯的数量、形状、尺寸及其固定方法，加工余量，收缩率，浇注系统，起模斜度，冒口和冷铁的尺寸和布置等。铸造工艺图是指导模样(型芯盒)设计、生产准备、铸型制造和铸件检验的基本工艺文件。砂型铸造主要工序包括： (1) 根据零件图制造模样和型芯盒； (2) 配制性能符合要求的型(芯)砂； (3) 用模样和型芯盒进行造型和造芯； (4) 烘干型芯(或砂型)并合型； (5) 熔炼金属并进行浇注； (6) 落砂、清理和检验。 2.1.1 常用造型工模具 1. 砂箱
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 。
铸造过程数值模拟 摘要：铸造过程数值模拟技术是当今公认材料科学的重要前沿领域。铸造过程的数值模拟是本学科发展的前沿之一，包含铸件充型、凝固过程、缩松缩孔的预测、应力场、热裂、微观组织的计算机模拟以及计算机模拟软件开发等研究内容。 关键词：数值模拟；充型过程；微观组织；应力；热裂； 计算机技术的飞速发展，已使其自电力发明以来最具生产潜力的工具之一，数字化时代正一步步向我们走来。计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程分析（CAM）和计算机辅助制造（CAE）等技术在材料科学领域的应用正在不断扩大和深入，已经成为材料科学领域的技术前沿和十分活跃的研究领域。就铸造领域而言，铸造过程数值模拟已经成为计算机在铸造研究和生产应用中最为核心的内容之一，涉及铸造理论、凝固理论、传热学、工程力学、数值分析、计算机图形学等多个学科，是公认的材料科学的前沿领域。 一、铸件充型过程数值模拟的研究概况 液态金属的充型过程是铸件形成的第一个阶段, 许多铸造缺陷, 如卷气、夹渣、浇不足、冷隔及砂眼等都是在充型不利的情况下产生的。然而由于本身的复杂性, 与凝固过程相比, 充型过程计算机数值模拟技术的起步较晚。长期以来人们对充型过程的把握和控制主要是建立在大量的试验基础上的经验准则。从20世纪80年代开始, 在此领域进行了大量的研究, 在数学模型的建立、算法的实现、计算效率的提高以及工程实用化方面均取得了重大突破。 许多铸造缺陷如卷气、夹杂、缩孔等都与液态金属的充型过程有关。为了控制充型顺序和流动方式，对充型过程进行数值模拟非常必要。其研究多数以SOLA—VOF法为基础，引人体积函数处理自由表面，并在传热计算和流量修正等方法进行研究改进。有的研究在对层流模型进行大量实验验证之后，用K一￡双方程模型模拟铸件充型过程紊流现象。 目前，虽然已研究了许多算法，如并行计算法、三维有限单元法等，但最好的算法仍然没有找到。常用的网格划分为矩形单元(2D)或正交平行六面体(3D)。日本的I.Ohnaka等人提出了无结构非正交网格，这种技术是通向较高精度充型模拟的可能途径之一。砂型铸造的充型模拟研究在铸造过程计算机模拟中占主导地位，然而消失模铸造、金属型铸造等充型模拟的研究工作已经开始。充型模拟的另一发展趋势是浇注系统辅助设计，R.McDavid和J.Dantzig在这方面进行了尝试，并取得了一定的成果。 二、缩松和缩孔预测的数值模拟研究概况 铸件缩松、缩孔形成的模拟预测是铸件充型凝固过程模拟软件的主要功能之一。目前国内外常用的凝固模拟软件中均提供了多种判据用于铸件缩松、缩孔的预测．但是，大多数判据均是在用于铸钢件或不含石墨的铸造合金时比较有效。由于石墨铸铁凝固时析出比体积较大的石墨。因此其体积变化较铸钢等复杂得多，必须采用专门的判据。 铸钢件缩松、缩孔预测判据经过多年的发展，从最初的定性温度场热节法，发展到后来的E．Niyama提出的G／R1／2法，再到后面的流导法、固相率梯度法等定量预测方法，无论从精度还是从使用范围看，均达到了较高的水平，可以有效地预测铸件钢中的缩松、缩孔。 而铸铁件，特别是球墨铸铁件缩松、缩孔的预测一直缺乏可靠有效的判据。1994年，李嘉荣等在大量试验的基础上提出了球墨铸铁缩松、缩孔形成预测的“收缩膨胀动态叠加法(DECAM)”，该法基于Fe—C平衡相图，用杠杆原理计算凝固过程中收缩和膨胀量，将收缩和膨胀量进行叠加，可以预测球墨铸铁件缩松、缩孔的形成．李文珍等在进行球墨铸铁微观
三个基本问题 1）什么是金属材料制备工艺？ 通过一定的生产流程，获得可以作为工业或工程中使用的金属材料或者构件，这个过程称之为金属材料制备与加工。 2）什么是金属材料制备工艺的计算机模拟？ 根据用户要求，基于一定的判据设计的制备与加工工艺过程，建立起数学物理模型，在计算机上进行造型、运算，并将得到的成千上万的数据综合在一起逼近研究对象的全貌，表达出成分工艺组织性能的演变规律，用形象的图形或者动画形式，显示出这些过程的直观画面称之为计算机模拟。 3）为什么进行金属材料制备工艺的计算机模拟？ 基本的加工工艺 1）铸造，凝固成形，液固相变。 2）焊接，凝固成形，液固相变，热影响区晶粒长大。 3）压力加工，固态成形，固态相变。 4）热处理，固态相变。 5）冷成形模拟 模拟的框架1）前处理，造型，数据输入等 2）计算，算法的优化 3）后处理，模拟结果输出，判据函数 4）数据库 模拟具有实时性，模拟的准确性取决于模型的精度。 开展工艺模拟的目的 1）优化现有工艺 2）进行模具与新工艺设计 3）缩短设计、试制和生产周期，降低成本 4）工艺的可视化，工程师和模拟工作者之间能够共同分析出达到最佳工艺的判据标准 5）机理性分析 热加工过程的结果成型和改性：使材料的成分、组织、性能最后处于最佳状态 热加工工艺设计根据所要求的组织和性能，制定合理的热加工工艺，指导材料的热加工过程热加工工艺设计存在的问题 复杂的高温、动态、瞬时过程：难以直接观察，间接测试也十分困难 建立在“经验”、“技艺”基础上 解决方法 热加工工艺模拟技术：在材料热加工理论指导下，通过数值模拟和物理模拟，在实验室动态仿真材料的热加工过程，预测实际工艺条件下的材料的最后组织、性能和质量，进而实现热加工工艺的优化设计 热加工过程模拟的意义 认识过程或工艺的本质，预测并优化过程和工艺的结果（组织和性能） 与制造过程结合，实现快速设计和制造 热加工过程模拟的部分商业软件 铸造PROCAST, SIMULOR 锻压DEFORM, AUTOFORGE, SUPERFORGE 通用MARC, ABAQUS, ADINA, ANSYS 三种传热方式：热对流，热传导，热辐射。
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
铸造过程的数值模拟 1零件分析 本次铸造过程的数值模拟所用的零件为方向盘，该零件结构复杂，并且在实际使用过程 中，需要承受较大的扭转力，因此选用镁合金并采用压铸工艺。此项工作需要在方向盘上建 立合适的浇注系统和溢流槽，进行充型模拟，得到合理的压铸方案。在建立浇注系统之前，需要合理选择分型面，然后选择浇注系统的内浇口位置，待浇注系统建立好之后，进行一次预模拟，从而确定溢流槽的数量和位置。 2工艺设计 2.1浇注系统 该铸件的分型面为铸件的最大截面，选定的浇注系统在铸件上的位置如下图所示。 rr 口斗+带〒 *”斗-T 已知数据有：压室直径60mm，压室速度0.1m/s-3m/s，铸件材料AM50A，方向盘质量 595g，压射温度685C。 查表取值：AM50A 镁合金密度1.75g/cm3;充填时间t= 0.05s;内浇口厚度b=2.5mm ; 取充填速度v仁50m/s。 铸件的体积v= — = —95 =340000mm 3; P 1.75 根据经验，可以取溢流槽的体积为铸件体积的10%，则溢流槽的体积v^ 34000mm3。 计算内浇口面积（V铸件+ V溢流槽） vt 二340 34 -50 0.05二149.6 2 mm
内浇口宽度 s c 2 b 冲头速度 4v 1s 4x 50 x149.6 “ , V ? 2 2 2.65 m / s nd 兀汽60 横浇道选用等宽横浇道 厚度 bh=10mm ，斜度10°，宽度B=（ 1.25-3）An/bh ;圆角半径 r=2mm ,横浇道宽 2 度为 30mm 。增压时间 k=1.5s ，: =0.005 t = k ： b 1.5 0.005 9 = 0.0675s 直浇道的设计 因为压室直径为60mm ，因此可以将直浇道与压室相连处的直径设计为 60mm ，直浇道 的高度为40mm ，拔模斜度为5 °。 2.2排溢系统 根据前面所述，溢流槽的总体积设计为铸件总体积的 10%,则v^ 34000mm 3。并且 设计三个溢流槽，分布在方向盘的圆周上，具体位置根据铸件最后充型位置确定。 根据经验和查表，溢流槽的桥部的尺寸与内浇道的尺寸的差距不宜过大， 因此选取溢流 槽的尺寸为 A=30mm ， B=35mm ， H=12mm ，a=9mm ， b=22mm ， c=1mm ，溢流槽桥部厚度 为h=1.3mm 。则溢流槽的仓部体积和为 v 溢=3 ^B_H = 3 30 35 37800mm 3。 149.6 治 30 mm
基于虚拟现实的铸造工艺流程仿真 大部分机械工程专业的学生并没有真正意义上的进行铸造工艺实验，多数是从书上获得理论知识，或者是在金工实习时，听或观察老师的操作，使得很多学生并不熟悉真正的铸造是如何进行的。针对这种情况，本文利用虚拟现实的技术仿真铸造工艺的流程，使得学生可以在没有现实设备的基础下，也能依靠自学或者书本的知识，自己进行虚拟的铸造实验。 铸造工艺有很多类型，本文选择了压力铸造工艺流程的仿真。压力铸造是一种精密的铸造技术，是一种不可或缺的铸造技术，也是机械工程专业的学生必须掌握的铸造技术。虚拟现实技术综合利用计算机仿真技术、计算机图形学等等多种技术，通过产生视觉、听觉等，使得用户产生一种身临其境的感觉。其中很多软件能实现这种技术，本文采用了容易掌握和理解的EON Studio来实现压铸工艺的仿真。 本文首先对压力铸造作了简介，对其四种类型：热室压力铸造、冷室卧式压力铸造、冷室立式压力铸造和冷室全立式压力铸造的工艺流程进行了详细的分析，并且选择了热室压力铸造和冷室卧式压力铸造进行工艺仿真。而后简单介绍了EON Studio的重要功能，采用多种节点的配合作用，实现了对压力铸造工艺流程的仿真。 I
第一章绪论 1.1 选题的背景及意义 机械工程是社会发展和国民经济建设的基础学科之一。机械类专业人才的培养在整个教育中是非常重要的一部分。但我国机械专业的教学长期以来沿用原苏联的教学模式。而这种教学模式存在着严重的弊端，例如专业口径较窄、专业划分过细、内容相对过深、体系过于陈旧。随着我国的新技术的迅速发展，使机械工程、机械制造比以前的时代发生了根本性变化。这种传统的机械类教学模式必须彻底改革，不然就不会有创新。 实验教学是一种将课本知识结合到实际的教学方式，实验教学不仅巩固了学生课本上的基础知识，而且还能够培养学生的实际操作能力和动脑能力。由于机械专业属于工科类教学，对学生的实践动手操作能力要求极高，所以实验教学是提高机械工程专业学生实践动手操作能力的一个重要教学环节。 但是由于各种条件的限制，比如操作实验设备难度大、缺乏实验设备、容易精密仪器损坏、实验时间和资源的消耗大等，学生缺乏大量去尝试的机会，也因此这的相当数量的实验创新教学不能正常开展，另外一些抽象性的实验在现实情景中很难实现，例如铸造等等，从而耽误了对学生动手实践能力的培养。将虚拟现实技术应用在实验教学中，可使虚拟出来的效果接近真实实验效果[1]。 铸造成型在现代加工中占有不可或缺的地位，是制造生产复杂零件最灵活的方法。铸造实习是金工实习重要的环节之一，通过铸造实习学生可以学习到常规的铸造工艺，同时也能够了解到基本先进的铸造技术。但是因为受到我国传统教育思想的影响，实验教学的模式一直有一下几个方面的问题: （1）教学方法基本上还是老师带学生的模式，老师做学生在一旁看和模仿，过多的约束使学生难以发挥自己的想象空间，形成了一种被动的模仿实习，而不是由学生自己摸索得到的知识。在过去的实习教学中，都是由指导老师示范砂型的制作过程，然后由学生进行模仿进行操作，然而大部分学生做出来的作品都是基本的形状； （2）后续的浇注过程没有得到很好的展开，学生很难对砂型铸造的后续金属浇注过程有一个直观的认识，例如不同金属熔炼所需要具备的条件、浇注前金属液体的微观状态、铸件的成型过程以及铸件可能产生的缺陷等。而且在这种情况下学生很容易失去对实习的兴趣以及实习的成就感，从而打击到了学生实习的积极性，并且影响到部分同学的学习热情； （3）学生在实际操作之前没有得到相关实习的理论教学。例如学生没有掌握砂型铸造的要点，有的学生不是十分了解基本操作步骤。 华南理工大学机械工程虚拟仿真实验教学中心是首批国家级虚拟仿真实验教学中
铝合金砂型铸造工艺 摘要：介绍了砂型铸造的生产过程及特点，包含了铸造工艺简介，并且以此为基础进一步涉入铝合金砂型铸造工艺。其中阐述了铝合金砂型铸造气孔缺陷研究及消除砂型铸造铝合金铸件气孔缺陷探索等。 关键字：砂型铸造铝合金 铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。铸造是指将室温中为液态但不久后将固化的物质倒入特定形状的铸模待其凝固成形的加工方式。被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属（例：铜、铁、铝、锡、铅等），而铸模的材料可以是沙、金属甚至陶瓷。因应不同要求，使用的方法也会有所不同。 随着科技的进步与铸造业的蓬勃发展，不同的铸造方法有不同的铸型准备内容。以应用最广泛的砂型铸造为例，铸型准备包括造型材料准备和造型造芯两大项工作。砂型铸造中用来造型造芯的各种原材料，如铸造砂、型砂粘结剂和其他辅料，以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质，选择合适的原砂、粘结剂和辅料，然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。 砂型铸造——在砂型中生产铸件的铸造方法。 钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。 砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组合而成。为了提高铸件的表面质量，常在砂型和型芯表面刷一层涂料。涂料的主要成分是耐火度高、高温化学稳定性好的粉状材料和粘结剂，另外还加有便于施涂的载体（水或其他溶剂）和各种附加物。 一、砂型铸造的生产过程及特点 砂型铸造适合于在各种生产条件下，生产各种合金的铸件。 二、砂型铸造工艺简介（如图一） 砂型铸造工艺包括造型、熔炼与浇注、落砂与清理等工序。
铸造生产的工艺流程 铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序： 1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图； 2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备； 3）造型与制芯； 4）熔化与浇注； 5）落砂清理与铸件检验等主要工序。 成形原理 铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。 图1 铸造成形过程
铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能 型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。2、型砂的组成 型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构，如图2所示。 图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点：1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。 2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3）铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金属材料，又省切削加工工时。 4）铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5）铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以机械化生产。 铸件的手工造型 手工造型的主要方法 砂型铸造分为手工造型（制芯）和机器造型（制芯）。手工造型是指造型和制芯的主要工作均由手工完成；机器造型是指主要的造型工作，包括填砂、紧实、起模、合箱等由造型机完成。泊头铸造工量具友介绍手工造型的主要方法： 手工造型因其操作灵活、适应性强，工艺装备简单，无需造型设备等特点，被广泛应用于单件小批量生产。但手工造型生产率低，劳动强度较大。手工造型的方法很多，常用的有以下几种： 1．整模造型 对于形状简单，端部为平面且又是最大截面的铸件应采用整模造型。整模造型操作简便，造型时整个模样全部置于一个砂箱内，不会出现错箱缺陷。整模造型适用于形状简单、最大截面在端部的铸件，
双金属复合锤头铸造工艺设计及充型模拟 [摘要]：锤头是反击式破碎机中破碎矿石的主要部件，该部件在使用中锤柄不断承受交变的弯曲应力和冲击力，而锤头部位则主要承受较强的冲击力和摩擦力。本文通过设计出一种新型的锤头制作工艺，采用镶铸复合技术解决现有技术中存在的锤头易磨损、易破碎、使用寿命短的问题。采用的技术方案是双金属复合型锤头的制作方法，双金属复合型锤头的结构为：包括相连接的锤柄和端头，所述端头内部设置11根耐磨棒，锤柄部分为高锰钢，耐磨棒的主要成分为高铬铸铁，各耐磨棒之间呈等边三角形放置；与传统的砂型铸造相比较采用消失模模铸造工艺有大大的简化，且零件的质量及精度较高，设计自由度大。同时利用负压紧实可以解决高铬铸铁的固定问题；进而使耐磨棒的外表面与锤柄主体合金紧密结合，并力求达到冶金结合。并对铸造过程进行ProCAST铸造模拟。 [关键词]：镶铸复合法；高铬铸铁；高锰钢；消失模;
The casting process design of Double metal composite hammer and filling simulation Fan-Hao （Grade08,Class1,Major control materials，Materials Science and Engineering，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723003，Shaanxi） Tutor:Wang-Hua [Abstract]: Hammerhead is the main parts of the broken ore crusher hammer handle, the component is in use constantly to withstand alternating bending stress and the impact hammer parts, mainly exposed to the strong impact and friction force. Through the design of a new type of hammerhead production process, using cast-in composite technology to solve existing technology hammerhead easy wear, easy broken, the short life of the problem. The technical solution adopted for the production of bimetal composite hammer, bi-metallic composite structure of the hammer: including the hammer handle and the end connected to the end internal settings wear rods 11, the hammer handle part greatly simplified, and the quality of the parts of high manganese steel wear bar the main component of high chromium cast iron, and other equilateral triangle is placed between each wear rod was; compared with the traditional sand casting using the lost foam casting process and accuracy of high design freedom. While taking advantage of the vacuum tight can solve the fixed problem of high chromium cast iron; thus closely integrated rods, wear-resistant outer surface with a hammer handle the main alloy, and striving to achieve a metallurgical bond. And the casting process ProCAST casting simulation. [Key words]: cast-composite method; high chromium cast iron; high manganese steel; lost foam
材料加工数值模拟 论文 专业：材料加工 姓名：闫禹伯 学号：2013432109
目录
第一章．铸造过程的数值模拟分析 传统铸件的生产是根据经验确定铸造工艺，先试浇铸，检验试样是否存在浇铸缺陷，如有则修改工艺方案，然后重复上述过程，直至获得合格铸件。由于这种方法必须在浇铸后才能对铸件工艺是否合理进行评价，因而该方法存在设计周期长、生产成本高、效率低等缺点；而且得到的往往不是最终铸造工艺，对于大型或复杂形状铸件该缺点显得更加突出。铸造CAE模拟技术是利用计算机技术来改造和提升传统铸造术，对降低产品的成本、提高铸造企业的竞争力有着不可替代的作用。 一．铸造过程数值模拟的发展现状 计算机技术的飞速发展，已使其自电力发明以来最具生产潜力的工具之一，数字化时代正一步步向我们走来。计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程分析（CAM）和计算机辅助制造（CAE）等技术在材料科学领域的应用正在不断扩大和深入，已经成为材料科学领域的技术前沿和十分活跃的研究领域。就铸造领域而言，铸造过程数值模拟已经成为计算机在铸造研究和生产应用中最为核心的内容之一，涉及铸造理论、凝固理论、传热学、工程力学、数值分析、计算机图形学等多个学科[1-5]，是公认的材料科学的前沿领域。 铸造过程数值模拟技术经过了四十年的发展历程，其间，从简单到复杂、从温度场发展到流动场、应力场，从宏观模拟深入到微观领域，从普通的重力铸造拓展到低压、压铸等特种铸造，从实验室研究进入到工业化实际应用。特别是近些年来，在包括计算机硬件、软件、信息处理技术以及相关学科的强有力的支持下，数值模拟技术在人类社会的各个领域得到了广泛的应用，取得了长足的进步。如果说10年前，大多数铸造技术人员对模拟仿真技术还抱有观望、怀疑的态度的话，那么10年后的今天，已有众多的企业纷纷采用数值模拟技术，应用于实际生产。目前欧美日等西方发达国家的铸造企业普遍应用了模拟技术，特别是汽车铸件生产商几乎全部装备了仿真系统，成为确定工艺的固定环节和必备工具。上世纪90年代中后期以来，国内铸造厂家逐渐认识到其重要性，纷纷引入该技术，目前已有超过200家铸造企业拥有模拟仿真手段，在实际生产中起到了较为
有色金属手工砂型铸造操作工艺 有色金属手工砂型铸造操作工艺 手工砂型铸造操作工艺 一、配砂 1、湿型砂,选用红砂或石英砂加3-5%的水过筛既可循环使用。 2、型面砂,选用70-140目水洗砂加入膨润土(或白泥),加水用混砂机混制碾 压而成。 碾压工艺:原砂+膨润土混合碾压2-3分钟+水再碾压3-5分钟即可。 质量要求:含水量4%~5% 湿压强度60~100kpa 透气率>50 3、干型背砂。选用40-70目过筛砂,粘土选用白泥 碾压工艺:原砂+膨润土混合碾压2-3分钟+水再碾压3-5分钟即可。(碾压工 艺同上) 制芯砂。黏土砂芯用干型背砂既可。油砂芯选用70-140目水洗砂,黏结剂用 桐油或合脂油。碾压工艺:原砂+黏结剂混合碾压5~8分钟。质量要求:干拉强度 6~9Mpa 透气率>100。 4、制芯砂。黏土砂芯用干型背砂既可。油砂芯选用70-140目水洗砂,黏结剂用桐油或合脂油。碾压工艺:原砂+黏结剂混合碾压5~8分钟。质量要求:干拉强度6~9Mpa 透气率>100。 5、自硬树脂砂型、芯。大型、芯原砂选用40-70目水洗砂,中小型芯选用 70-140目水洗砂,树脂选用中氮树脂或有色铸件专用树脂,固化剂选用磺酸,其配方:
树脂加入量为砂子重量的0.8%-1.5%,固化剂加入量为树脂加入量的40%-50%。混砂工艺:原砂+固化剂用混砂机混拌均匀,然后加入树脂混碾1~2分钟出砂,混好的砂必须在可使用时间内用完。 6、用热芯盒机器射芯选用低发气量的覆膜砂。 7、涂料。自制涂料用石墨粉(铅粉)或小鳞片铅粉加入白泥,用机械搅拌而成,或用成品涂料。 二、造型 1、造型前的准备工作 1)熟悉零件图纸和工艺文件,研究操作顺序和操作要点,检查模样(含浇注系统)是否完整合格,并腊样。 2)检查造型底板是否符合要求。 3)检查砂箱不破损、断裂和少吊把。核对砂箱尺寸及吃砂量是否符合工艺要求。 4)砂箱的吃砂量参考资料: 砂箱分类砂箱平均尺寸 ≤500 模样四周吃砂量 ≥40 浇冒口吃砂量 ≥30 模样顶部吃砂量 15~20