在當今的鑄造業務中,為生產詢價提供一份合格的報價可能是一項具有挑戰性的任務??煽康某杀竟浪阈枰晟频牧鞒逃媱?,這通常包括復雜的技術問題。傳統方法依賴于各種專家、軟件工具和其他實用程序的交互,需要缺一不可的流程計劃,這既耗時又費錢。 Visiometa的革命性方法是將鑄造工藝開發的最重要的幾個方面結合到一個單一的、高度優化的軟件中。通過快速完成工藝方案的選擇,大大減少報價期間的工作量,贏得決定性的競爭優勢。

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                                                   1:傳統方法:依賴各種專家、軟件和其它使用程序交互


圖2a:VM-集成優化-0

圖2b:VM-智能流程設計

                圖2Visiometa智能流程設計:將可鑄性驗證、模具設計、工藝開發高度優化到軟件中



智能流程設計基礎——熱模數

根據Chvorinov原理,凝固時間ts是以下兩個變量的函數:

圖3:模數函數

其中M為模數,c為流程界限;

 

模數為物體體積與表面積的比值,即:M=V/A;

同時又有熱節圓法、一倍厚度法等方法可以計算模數,但不同算法取得的模數有所區別;Visiometa綜合了各種數值計算法使得軟件可以自動可靠地計算復雜幾何體的熱模數,自動識別熱節點位置,同時考慮鑄型的材料、冷卻傳熱等條件,快速的計算鑄件的凝固順序。

圖4:模數顯示

                                                                        4Visiometa軟件中模數顯示


根據Visiometa軟件自動模數計算,識別產品熱節位置,根據熱點位置及模數,確定澆注工藝設計:增加補縮通道位置、增加冒口位置及尺寸、增加冷卻區域、確定進料口位置。

 

利用雕刻工具包,添加補縮通道

鑄件的設計主要考慮了功能要求,通常忽略可鑄性。Visiometa 提供了一個獨特的雕刻工具包,使用戶能夠使用直觀的技術修改任何鑄件幾何形狀,同時對其進行分析。并且用戶可以直接與鑄件設計人員討論修訂方案,以避免不必要的延誤。如,小熱節位置,可通過軟件中的雕刻工具包,實時分析和修改鑄件三維,添加補縮通道。

圖5:添加補縮通道

                                                       圖5:利用雕刻工具包,添加補縮通道


根據模數及熱節,快速冒口設計

重新計算模數,通過自動計算得出的熱節和模數,設計冒口,并根據模數大小自動調整冒口尺寸,完成后經過幾十秒計算確認熱節位置是否轉移到冒口內。確認設計后的冒口和鑄件可直接導出為stpigs格式。

圖6:冒口設計

                                                           圖6:根據模數和熱點快速冒口設計



快速澆注系統設計

為了實現工藝可靠性,鑄造工程師往往必須設計出有效且高效的進料系統以及根據流體機械標準設計的澆注系統。但是對于Visiometa的用戶而言,這項任務可以輕松完成,無需任何CAD知識。所有設計元素都完全參數化,可以輕松計算澆注時間。導入和導出都支持最常見的文件格式,因此模具制造商可以直接使用所生成的模型數據。

 

根據產品結構和熱節分布,確定產品擺放方向和進料位置,自動完成澆注系統設計,并可導出stp、igs格式三維,以方便模具設計和后續鑄造模擬所使用。

圖7:澆注系統設計

                                                                    圖7:快速澆注系統設計



Visiometa快速鑄造工藝設計驗證

1.     項目情況

圖8:項目基本情況

                                                                                   8:項目基本情況


圖9:原始工藝

                                                                           圖9:原始工藝


原始工藝的產品具有較為嚴重的縮孔縮松缺陷,且得料率僅有42%。

 

2.     Visiometa方案

在許多情況下,僅僅靠澆冒口與冷鐵就想得到合格的產品是不夠的,為了鑄造可行性,產品本身的設計需要改變。在Visiometa的熱模數分析以及雕刻工具包輔助下,可以根據產品熱模數的結果,向厚大搭子位置增加壁厚或補縮筋。

圖10:鑄件結構優化

                                                                        圖10:鑄件結構優化



根據產品結構分析發現,將產品翻轉180°朝上放置,更利于充型和補縮,然后在Visiometa的熱模數分析以及澆注系統設計工具輔助下,重新設計產品的澆注系統,如圖所示:

圖11:Visiometa澆鑄系統方案

                                                           圖11Visiometa澆注系統方案



3.     鑄造模擬軟件驗證Visiometa方案

通過與鑄造模擬軟件模擬結果的對比,驗證了Visiometa新工藝方案的熱模數結果與模擬結果一致,從而確定Visiometa快速鑄造工藝設計的可靠性。

圖12:鑄造模擬驗證Visiometa方案
                                               圖12:鑄造模擬軟件驗證Visiometa方案



4.     X-ray驗證Visiometa方案

通過與鑄件X-ray結果的對比,驗證了Visiometa新工藝方案的熱模數結果和實際鑄件X光結果吻合,進一步驗證了Visiometa快速鑄造工藝設計的可靠性。

圖13:X-ray驗證Visiometa方案

                                                             圖13X-ray驗證Visiometa方案



5.     Visiometa方案與原始方案對比

圖14:方案對比

                                                                     圖14Visiometa方案與原始方案對比


圖15:改進前及改進后

                                                                 圖15:改進前方案(左)及改進后方案(右)




結論

將最重要的規劃步驟集成到統一的工作流程中,可以避免冗長的試驗循環和容易出錯的數據交換。Visiometa甚至可以在報價準備之前對計劃流程進行可靠的商業評估,從而可以在前期報價階段獲得決定性的競爭優勢。跳出常規,快人10倍!

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