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大型铸造模具的有限元分析和设计随着工业化的发展，铸造业成为各国经济的重要组成部分之一。
铸造业需要大量的铸造模具来生产各种各样的铸造件，而大型铸造模具的设计和分析是整个生产过程中至关重要的一步。
有限元分析技术是目前模具设计中常用的一种工具，可以在模具设计和制造的过程中提高设计和生产效率，减少质量问题及不必要的时间和成本。
因此，学习和掌握大型铸造模具的有限元分析技术是非常必要的。
1.大型铸造模具的设计大型铸造模具的设计是通过工艺要求、工作环境、待铸件形状等要素来进行的。
需要考虑到模具的寿命、结构强度和铸造件的质量，还要确保模具制造的各个环节符合安全生产的要求。
在设计铸造模具时，需要有一定的知识储备、经验和技术支持，才能够设计出高质量、高效率和安全稳定的铸造模具。
设计过程中，需要考虑到各个因素可能发生的影响，并进行评估，以确保安全可靠。
设计者需要结合实际情况进行改进，以便更好地适应不断发展的市场要求。
2.有限元分析技术在大型铸造模具设计中的作用有限元分析技术是一种常用的计算方法，可以在设计模具的过程中提高设计效率，减少生产成本和人力物力资源的浪费。
有限元分析技术可以在设计前进行模拟，减少因现场测试和分析导致的成本增加和时间延误。
设计者可以通过有限元分析预测模具制造过程中的各种状态，以更好地掌控模具施工的整个流程。
在铸造模具的有限元分析中，通过模拟分析来模仿模具在生产中的应力状态，以确定模具的强度是否满足生产要求。
有限元分析技术可以通过分析不同材料、结构和工艺条件来确定模具的最佳设计方案，避免了在一些不必要的试验中产生的浪费。
有限元分析技术可以通过较小的成本实现大量的模拟试验，提高了产品设计的效率和可靠性，找到满足生产需求的最优方案，并发现可能存在的制造缺陷和问题，提高模具的制造质量和生产效率。
3.大型铸造模具有限元分析技术的应用在大型铸造模具的有限元分析和设计中，一些重要的应用有以下几个方面：(1) 铸造模具的应力分析：在模具设计过程中，需要考虑到模具在铸造中的应力状态。
铸造工艺具体分析与介绍1．铸造铸造还可按金属液的浇注工艺分为重力铸造和压力铸造。
重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。
广义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。
压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）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。
2．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。
旭东精密铸件厂为改变木模易变形、易损坏等弊病，除单件生产的砂型铸件外，全部改为尺寸精度较高，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。
不过，旭东精密铸件厂集多年的技术积累，已大大改善了砂型铸件的表面状况，其抛丸后的效果可与金属型铸件媲美。
3．金属型铸造是用耐热合金钢制作铸造用中空铸型模具的现代工艺。
金属型既可采用重力铸造，也可采用压力铸造。
金属型的铸型模具能反复多次使用，每浇注一次金属液，就获得一次铸件，寿命很长，生产效率很高。
金属型的铸件不但尺寸精度好，表面光洁，而且在浇注相同金属液的情况下，其铸件强度要比砂型的更高，更不容易损坏。
铸造工艺设计说明书一、引言铸造工艺设计是针对特定铸件的生产过程进行规划和安排的过程。
本文旨在详细介绍铸造工艺设计的内容，确保读者能够全面理解并掌握该过程的要点。
二、铸造工艺设计的目标铸造工艺设计的目标是实现高质量的铸件生产。
具体而言，主要包括以下几个方面：1. 确定适宜的材料：根据铸件的要求和使用环境，选择合适的铸造材料，确保其具备良好的机械性能和耐腐蚀性能。
2. 设计合理的结构：在铸造工艺设计中，需要考虑到铸件的结构特点，合理设计铸件的形状和尺寸，以确保在铸造过程中易于铸造和冷却。
3. 确定适宜的工艺参数：通过合理选择浇注温度、保温时间、浇注速度等工艺参数，以确保铸件的成形质量。
4. 确保铸件的表面质量：通过采用适当的除砂、除气和清洁工艺，确保铸件表面的光洁度和平整度符合要求。
三、铸造工艺设计的步骤铸造工艺设计的步骤可以分为以下几个阶段：1. 铸件设计分析：在铸造工艺设计之前，需要对铸件的结构和形状进行分析。
通过对铸件进行结构强度分析、模具结构分析以及热力学分析等，确定铸造工艺的基本要求和技术指标。
2. 模具设计：根据铸件的形状和尺寸要求，进行模具设计。
包括模具的整体结构设计、分型面设计、模腔和冷却系统的设计等。
3. 工艺参数确定：根据铸件的特点和模具设计，确定适宜的浇注温度、浇注速度、保温时间等工艺参数。
这些参数对于保证铸件成形质量和提高生产效率具有重要作用。
4. 检验和调整：在铸造工艺设计结束后，需要进行试验验证和工艺调整。
通过对铸件进行质量检验，查找潜在问题并进行相应的调整，以确保最终生产的铸件质量达到要求。
四、铸造工艺设计的注意事项在铸造工艺设计的过程中，需要特别注意以下几个方面：1. 材料特性：铸造工艺设计需要充分了解所选材料的特性和性能，确保其适用于特定的铸件要求。
同时，需要根据材料的熔化温度和流动性，合理选择浇注温度和浇注系统。
2. 模具设计：模具设计需要兼顾铸件的结构特点和生产效率。
铸造工艺图及设计实例汇报人：日期:•铸造工艺图概述•铸造工艺图绘制技巧•铸造工艺图设计实例目录•铸造工艺图优化建议与展望01铸造工艺图概述铸造工艺图是用于描述铸造生产过程中各项工艺参数、设备、材料等信息的图纸。
定义指导铸造生产过程，确保产品质量，提高生产效率，降低生产成本。
作用定义与作用确保图纸上的数据和信息准确无误，符合实际生产情况。
图纸应包含所有必要的工艺参数、设备、材料等信息，不遗漏任何细节。
图纸应清晰易懂，方便操作人员理解和执行。
遵循行业标准和规范，确保图纸的可读性和可操作性。
准确性完整性清晰性标准化确定生产工艺流程根据产品结构和材料，确定铸造生产的工艺流程，包括造型、浇注、冷却、落砂等环节。
绘制铸造工艺图在零件图的基础上，绘制铸造工艺图，包括造型方法、浇注系统、冒口、冷铁、浇口等工艺参数的设计和布置。
输出和归档将审核通过的铸造工艺图输出并归档，以备后续生产和检验使用。
确定产品结构和材料根据产品设计和材料要求，确定铸造产品的结构和材料。
绘制零件图根据产品设计和材料要求，绘制铸造产品的零件图，包括零件的结构、尺寸、材料等信息。
审核和修改对绘制好的铸造工艺图进行审核和修改，确保图纸的准确性和完整性。
01020304050602铸造工艺图绘制技巧零件结构分析分析零件的结构，包括形状、尺寸、壁厚等，以确定铸造工艺的可行性。
铸造工艺性评估根据零件的结构特点，评估铸造工艺的可行性，包括是否能够满足铸造工艺的要求。
根据零件的使用要求和铸造工艺的要求，选择合适的材料。
对所选材料进行性能分析，包括化学成分、力学性能、热处理性能等，以确保材料能够满足使用要求。
材料选择与性能分析材料性能分析材料选择根据零件的结构和铸造工艺的要求，进行模具设计。
模具设计制定模具制造工艺流程，包括模具材料的选择、加工方法、热处理等，以确保模具能够满足使用要求。
制造工艺流程对制造完成的模具进行调试和修正，以确保模具能够满足铸造工艺的要求。
铸造工艺毕业设计铸造工艺毕业设计在现代工业生产中，铸造工艺是一项非常重要的技术。
通过铸造，我们可以将熔化的金属或合金倒入模具中，经过冷却凝固后得到所需的零件或产品。
铸造工艺的优劣直接影响到产品的质量和性能，因此，对于铸造工艺的研究和改进具有重要意义。
在我的毕业设计中，我选择了铸造工艺作为研究对象。
我将通过实验和理论分析，探讨如何提高铸造工艺的效率和质量。
首先，我将对不同材料的熔化过程进行研究。
不同材料的熔化温度和熔化速度存在差异，因此，了解不同材料的特性对于选择合适的熔化工艺具有重要意义。
其次，我将研究模具的设计和制造。
模具是铸造工艺中的关键环节，它决定了最终产品的形状和尺寸。
通过优化模具的设计和制造工艺，可以提高产品的精度和一致性。
我将使用CAD软件进行模具的设计，并通过数控加工来制造模具，以提高制造效率和精度。
另外，我还将研究铸造过程中的凝固行为。
凝固过程对于产品的组织结构和性能具有重要影响。
通过理论分析和实验研究，我将探讨凝固速度、凝固形貌以及凝固缺陷的形成机理。
通过对凝固行为的深入研究，可以为优化铸造工艺提供理论依据。
此外，我还将研究铸造过程中的温度控制和气体控制。
温度控制对于凝固速度和产品性能具有重要影响。
我将研究如何通过控制熔体温度和模具温度来控制凝固速度，以及如何通过控制熔体中的气体含量来减少气孔和夹杂物的形成。
最后，我将对铸造工艺进行优化。
通过对上述各个环节的研究，我将提出一套完整的铸造工艺优化方案。
该方案将包括材料选择、模具设计、凝固行为控制以及温度和气体控制等方面的内容。
通过优化铸造工艺，可以提高产品的质量和性能，降低生产成本，提高生产效率。
总结起来，我的毕业设计将围绕铸造工艺展开研究。
通过对熔化过程、模具设计、凝固行为、温度和气体控制等方面的研究，我将提出一套完整的铸造工艺优化方案。
这将对于提高产品质量和性能，降低生产成本，提高生产效率具有重要意义。
通过毕业设计的研究，我将深入了解铸造工艺的各个环节，为将来从事相关工作打下坚实的基础。
铸造工艺设计
铸造工艺设计是指将零件从最初的基本形状转变成最终的定型
形状的整个工艺行为。
它主要涉及了很多方面，包括选择铸件形状、选择熔炼性能、选择合金材料、选择铸件精度等。
在设计铸件工艺时应考虑铸件体积、重量、强度以及其他性能，因此必须仔细考虑各方面因素，以确保铸件工艺的正确性。
首先，要正确选择铸件形状。
铸件形状受到铸件的材料、尺寸、结构特征和其他因素的限制，因此在铸件设计之前必须进行全面的考虑和分析，以确保铸件形状的正确性。
其次，要确定熔炼性能。
根据铸件的材料、尺寸和结构，熔炼工艺应有所不同，以确保树脂的完美熔炼。
此外，还要正确选择合金材料。
合金材料可提高铸件的强度，从而满足铸件的要求。
最后，要确定铸件精度。
精度要求根据铸件的功能和性能而定，需要进行技术性的分析和优化，以确保铸件的准确性。
在设计铸件工艺时，除外边的要素外，还必须考虑模具的设计和制造，以满足铸件尺寸和精度的要求；同时，还必须考虑到铸锻模具和机械加工模具的选择，以确保铸件的质量。
此外，必须注意铸件加工过程，例如铸造温度、浇铸方式、铸件表面处理和其他因素，以保证铸件质量。
以上是铸造工艺设计的基本内容，只有正确了解并设计出合适的铸件工艺，才能确保铸件的质量。
因此，在设计铸件工艺时，应当有深入的了解，并将各部分因素考虑进去，以确保设计的铸件工艺能够
满足铸件使用要求。
铸造工艺设计一、什么是铸造工艺设计铸造车间的任务是生产合格铸件。
一般情况下，生产一个铸件，要经过很多道工序才能完成。
这些是互相关联的，又涉及到铸件材料、性质、形状及尺寸等工作过程，称为铸造生产工艺过程。
对某一个铸件，编制出铸造生产工艺过程的技术文件，就是铸造工艺设计。
这些技术文件，使用文字，表格或图形表示工艺过程，作为生产的依据和经验的总结，也是技术准备工作和生产进度计划的依据。
因此，这样的铸造工艺设计文件，也叫做工艺规程。
二、设计依据在编制工艺规程之前，必须周密调查工厂和车间的生产条件，了解生产任务和要求，这些是设计的出发点，也是设计依据。
（一）生产任务和要求方面（1）审查铸造零件图纸。
零件图必须清晰无误，有完整尺寸和各种标记。
认为有你需要进行修改时，必须与设计单位或订货单位共同研究，已修改后的图纸作为设计依据。
（2）零件的技术要求。
例如金属材料牌号、金相组织要求，机械性能要求，铸件大小、重量及允许的偏差，以及是否做水压试验，零件在机械上的工作条件等。
在以后的工艺设计中必须采取相应措施，满足技术要求。
（3）产品数量及生产期限。
产品数量的多少，是工艺设计的重要依据。
可分为三种类型：1、大量生产这一类型的特点是，使用专用设备和装备。
2、成批生产这一类型的特点是，使用较多的通用设备和装备。
3、单件生产：制造一个或数个一般产品，在单件生产情况下，使用的设备和装备可以简单些。
了解铸件生产期限，生产期限是指交付日期，对临时急需件，则要考虑工艺装备制造时间的长短是否能满足要求，这种情况下，应尽可能简化工艺过程和工艺装备。
（二）车间生产条件方面（1）车间设备情况：车间运输起重设备能力，熔化炉每小时生产量，造型和造芯机种类及机械化程度，作业面积大小，厂房高度和大门尺寸等。
（2）车间现有原材料应用情况。
（3）车间工人师傅技术水平和生产经验。
（4）模样等工艺装备制造车间的加工能力和生产经验。
三、铸造工艺设计内容在不同的生产条件下，工艺设计的内容是不相同的。
3.6 工艺分析与设计
3.6.1浇注位置的确定
根据对合金凝固理论的研究和生产经验，确定浇注位置时应考虑以下原则：
1．铸件的重要部分应尽量置于下部。
2．重要加工面应朝下或呈直立状态。
3. 使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷。
对于大的平板类铸件，可采用倾斜浇注，以便增大金属液面的上升速度，防止夹砂结疤类缺陷（见图1、2）。
倾斜浇注时，依砂箱大小，H值一般控制在200～400mm范围内。
图1具有大平面的铸件正确的浇注位置图2 大平板类铸件的倾斜浇注
4．应保证铸件能充满。
对具有薄壁部分的铸件，应把薄壁部分放在下半部或置于内浇道以下，以免出现浇不到、冷却等缺陷。
图3为曲轴箱的浇注位置。
5．应有利于铸件的补缩。
6. 避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验。
7. 应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致这样可避免变合箱后或于浇注后再次翻转铸型。
此外，应注意浇注位置、冷却位置与生产批量密切相关。
图 3 曲轴箱的浇注位置
a)不正确b）正确
3.6.2 分型面的选择
分型面是指两半铸型相互接触的表面。
除了地面软床造型、明浇的小件和实型铸造法以外，都要选择分型面。
分型面一般在确定浇注位置后再选择。
但分析各种分型面方案的优劣之后，可能需重新调整浇注位置。
生产中，浇注位置和分型面有时是同时确定的。
分型面的优劣，在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。
应仔细地分析、对比，慎重选择。
分型面的选择原则如下：
1. 应使铸件全部或大部分置于同一半型内；
2. 应尽量减少分型面的数目；
分型面数目少，铸件精度容易保证，且砂箱数目少。
3. 分型面尽量选用平面；
平直分型面可简化造型过程和模底版制造，易于保证铸件精度。
4. 便于下芯、合箱和检查型腔尺寸；
5. 不使砂箱过高；
分型面通常选在铸件最大截面上，以使砂箱不致过高。
6. 受力件的分型面选择不应削弱铸件结构强度；
7. 注意减轻铸件清理和机械加工量。
一个铸件应以哪几项原则为主来选择分型面，需要进行多方案的对比，根据实际生产条件，并结合经验来作出正确的判断，最后选出最佳方案。
3.6.3浇注系统设计
浇注系统是铸型中液态金属流入型腔的通道之总称。
铸铁件浇注系统的典型结构如图4所示，它由浇口杯（外浇口）、直浇道、直浇道窝、横浇道和内浇道等部分组成。
广义地说，浇包和浇注设备也可认为是浇注系统的组成部分，浇注设备的结构、尺寸、位置高低等，对浇注系统的设计和计算有一定影响；此外，出气孔也可看成是浇注系统的组成部分。
图4 典型浇注系统的结构
a)封闭式b）开放式
1浇口环2直浇道3直浇道窝4横浇道5末端延长段6内浇道
一、对浇注系统的基本要求
1）所确定的内浇道的位置、方向和个数应符合铸件的凝固原则或补缩方法。
2）在规定的饶注时间内充满型腔。
3）提供必要的充型压力头，保证铸件轮廓、棱角清晰。
4）使金属液流动平稳，避免严重紊流。
防止卷入、吸收气体和使金属过度氧化。
5）具有良好的阻渣能力。
6）金属液进入型腔时线速度不可过高，避免飞溅、冲刷型壁或砂芯。
7）保证型内金属液面有足够的上升速度，以免形成夹砂结疤、皱皮、冷隔等缺陷。
8）不破坏冷铁和芯撑的作用。
9）浇注系统的金属消耗小，并容易清理。
10）减小砂型体积，造型简单，模样制造容易。
二、封闭、开放式浇注系统的特点
1．封闭式浇注系统：封闭式浇注系统包括了以内浇道为阻流的各种浇注系统和部分扩张式（S内/S阻＜1.5—2.5)的浇注系统。
封闭式浇注系统有较好的阻渣能力，可防止金属液卷入气体，消耗金属少，清理方便。
主回要缺点是：进入型腔的金属液流速度高，易产生喷溅和冲砂，使金属氧化，使型内金属液发生扰动、涡流和不平静。
因此，主要应用于不易氧化的各种铸铁件。
对于容易氧化的轻合金铸件。
2.开放式浇注系统：开产中往往要求应用充满式放式浇注系统的内浇道截面积比阻而面积大得多，一般S内／S阻>
3.当直浇道不充满时，会使金属液高度亲流，造成氧化、卷气等，故生直浇道。
在正常浇注条件下，金属液不能充满所有组元的浇注系统，又称为非充满式或非压力式浇注系统。
在金属液流未能充满的部位存在着等大气压力的自由表面。
完全开放式浇注系统在内盗道被淹没之前，各组元均呈非充满流态几乎不能阻渣且会带入大量气体。
因此，使用转包浇注的铸铁件上不宜应用这种浇注系统。
其主要优点是进入型腔时金属液流速度小，充型平稳，冲刷力小，金属氧化轻。
适用于轻合金铸件、球铁件等。
漏包浇注的铸钢件也直采用开放式浇注系统。
主要缺点是阻渣效果稍差，内浇道较大，金属消耗略多。
三、按内浇道在铸件上的位置分类
图5 顶住式浇注系统
1. 顶注式浇注系统：以浇注位置为基准，内浇道设在铸件顶部回的，
称为顶注式浇注系统（见图5）。
简单式用于要求不高的简单小件；楔形式，浇道窄而长，断面积大。
适用于薄壁容器类铸件；压边式，多用于中、小型各种厚壁铸铁件；雨淋式，金属波经型胶顶部许多小孔（内浇道）流入，状似雨淋，比其他项注式对型胶的冲击力小，适用于要求较高的简类铸件，如缸套、大的铁活塞、机床卡盘等，也可用于床身、柴油机缸体等；搭边式，自上而下导入金属液，避免直接冲击型的侧壁，适用于湿型铸造薄壁铸件，如纺织机铸件。
2. 底注式浇注系统：内浇道设在铸件底部的称为底注式浇注系统（见图6）。
主要优点有：充型平稳；可避免金属液发生激溅、氧化及由此而形成的铸件缺陷。
缺点是：不利于顺序凝固和冒口补缩；内浇道附近容易过热，导致缩孔、缩松和结晶粗大等缺陷；金属液面在上升中容易结皮，难于保证高大的薄壁铸件充满，易形成虎不到、冷隔等缺陷；金属消耗较大。
底注式（基本形）浇注系统适用于容易氧化的非铁合金铸件和形状复杂、要求高的各种黑色铸件。
牛角式，用干各种铸齿齿轮和有砂芯的盘形铸件；底雨淋式：充型后金属温度分布均匀，适用于内表面质量要求高的筒类铸件等。
3. 中间注入式浇注系统：从铸件中间某一高度面上开设内浇道的称为中间注入式浇注系统（如图7）。
它兼有顶注式和底注式浇注系统的优缺点。
由于内浇道在分型面上开设，故极为方便，广为应用。
适用于高度不大的中等壁厚的铸件。
图6 底注式浇铸系配
a）基本形式b）牛角式c）底雨淋式
l一浇口杯2一直浇道3一铸件4一内浇道5一根浇道6一牛角浇口
图7 中间注入浇注系统的一般形式
1浇口杯2-出气冒口
4. 阶梯式浇注系统：在铸件不同高度上开设多层内浇道的称为阶梯式注入系统（图8）。
该系统适用于高度大的中、大型铸件。
具有垂直分型面的中大件可优先
采用。
总之，选择浇注系统类型时要综合考虑多种因素：铸件的浇注位置，分型面，铸件的结构、尺寸、合金的铸造性能，是否应用冒口、冷铁及如何发挥它们的作用，满足铸件的技术要求等等。
图8 阶梯式浇注系统
a)多直浇道的b)用塞球法控制度c)科学各组元比例的d)带缓冲直道的e)带反直浇道的
四、浇注系统设计步骤
通常在确定铸造方案的基础上设计浇注系统。
大致步骤：
1）选择浇注系统类型；
2）确定内浇道在铸件上的位置、数目和金属引入方向；
3）决定直浇道的位置和高度。
一般使直浇道高度等于上砂箱高度，但应检验该高度是否足够。
近代造型机（如多触头高压造型机）模板上的直浇道位置一般都被确定，在这样的条件下应遵守规定的位置。
直浇道距离第一个内浇道应有足够的距离。
4）计算浇注时间并核算金属上升速度；
应指出，重要的是核算铸件最大横截面处的型内金属上升速度。
当不满足要求时，应缩短浇注时间或改变浇注位置。
内金属液面上升速度用下式计算：
V型= C / τ
式中C——铸件（或某段）的高度；τ——浇注时间（或浇注某段铸件时间）。
对铸铁件可依表4决定型内铁液液面的最小上升速度。
铸钢件的最小型内上升速度见表5。
表4 型内铸铁液最小上升速度
铸件壁厚δ/mm V型min/(mm.s-1)
>40,水平浇注大平板>40,上箱有大平面
10-40
4-10
1.5-4
8-10 20-30 10-20 20-30 30-100
表5 型内钢液面最小上升速度V型min/(mm.s-1)
铸件质量m/t 特
点复杂一般
实体。
