计算机技术在现代铸造中应用

计算机技术在现代铸造中的应用

摘 要： 铸造是获得机械产品毛坯的主要方法之一，而铸造件又是整个产品的重要组成部分，其质量直接影响到整个产品的质量。针对当前国内外铸造行业新技术的应用及发展，本文介绍了一些先进的计算机技术在现代铸造中的应用。

关键词： 计算机技术 铸造 应用 　　 　　1.前言 　　铸造是获得机械产品毛坯的主要方法之一，是机械工业重要的基础工艺，在国民经济中占有重要的位置。铸造件是整个产品的重要组成部分，其质量直接影响到整个产品的质量。一直以来由于对该行业的重视不够，我们的铸造水平与国外同行业相比差距甚远。随着产品商品化程度的不断提高，现行铸造设计、生产方法已不能适应市场经济和社会进步的要求，为了赢得竞争、占有市场、保持可持续发展，必须变革传统的生产方法，引进新技术、新思维。 　　当前世界上铸造技术的发展大致有四个目标：①保护环境，减少以至消除污染；②提高铸件质量和可靠性，生产优质近终形铸件；③降低生产成本；④缩短交货期。将现代高新技术――计算机技术应用于铸造领域正是实现上述目标的最佳途径。 　　2.计算机辅助设计与分析 　　经过铸造科技工作者几十年的研究，铸造CAE应用所涉及的范围已相当广泛，归纳起来主要以下几个方面。 　　上述模拟技术已从最初的普通重力砂型铸造扩展到压铸、低压铸造、熔模铸造、电磁铸造、双辊连铸、电渣熔铸等众多铸造方法。目前，铸造数值模拟技术尤其是三维温度场模拟、流动场模拟，以及弹塑性状态应力场模拟已逐步进入实用阶段，国内外一些商品化软件系统先后推向市场，对实际铸件生产起着越来越重要的作用。对计算机辅助设计与计算机辅助分析的推广应主要从以下几方面着手。 　　(1)实施甩图板、甩红蓝铅笔、甩铸造手册工程。当前国内铸造生产依然是采用传统的工艺设计手段，铸造工艺CAD的应用几近空白，应当尽快实施甩图板、甩红蓝铅笔、甩铸造手册工程，实现铸造工艺的计算机设计。这是铸造行业技术改造的必然要求。 　　(2)大力推广铸造CAE技术。目前国内采用铸造CAE技术的企业不到100家，仅占所有???造厂家的0.5%左右，与西方工业发达国家(10%左右)差别很大，推广应用工作应大力加强。一方面国内铸造业应解放思想，大胆采用最新科技成果，另一方面还应正确认识铸造CAE系统的作用，它侧重于分析、优化铸造工艺，但它绝对不能完全代替铸造工程技术人员，不能神化它的功用，亦不应无视其作用，确切地说它是铸造工作者手中的有利工具。 　　(3)铸造工装初步实现CAD／CAE/CAM/RPM一体化，进一步实现远程制造。在整个铸造生产中，铸造工装尤其是铸造模具/模板的设计制造，比较易于实现CAD/CAE/CAM/RPM一体化。目前国内一些铸造工装企业已初步采用了上述先进设计制造技术，甚至实现了远程制造。 　　(4)加强人才培训。铸造CAD、CAE推广应用的另一个关键是人才培训，性能先进的CAD、CAE软件系统必须配以高素质的应用人才才能达到最佳效果。因此在推广高技术的同时应大力加强人才培训。 　　3.计算机检测与控制 　　利用计算机实现对生产设备或生产过程进行检测与控制是计算机在铸造生产中应用的重要内容。近些年来已经出现了很多利用微机来测试各种参数、监视生产状况、控制生产过程的设备及装置，从而有效地提高了铸件质量及生产效率，降低了铸造成本。铸造过程采用微电子及计算机技术进行检测与控制是生产高质量铸件的必备条件，也是现代铸造生产的一个重要标志。 　　微机检测与控制系统通常由计算机硬件与软件、I/O接口、模数转换器(A/D)、数模转换器(D/A)、传感器及执行机械等部分组成。目前在铸造生产中运用的微机检测与控制系统主要有如下几个方面。 　　(1)型砂性能及砂处理过程微机检测与控制。主要功能有紧实率、抗压强度、抗拉强度、有效粘土含量、透气性测定及水分控制。 　　(2)冲天炉熔炼的微机检测与控制。主要功能有配料的自动控制、风量调节、冷却水量控制、湿度及温度控制。 　　(3)金属液质量的炉前快速检测及微机处理。主要功能有各元素成分测定、金属液温度、共晶度、孕育效果、抗拉强度、硬度的测定。 　　(4)铸件成形过程的微机检测与控制。主要功能有金属液流动性检测、铸型性能检测、造型线主辅机工作状态的监控。 　　(5)铸件成品质量的微机检测。主要功能有检测铸件内部缺陷的大小、检测铸件表面的粗糙度。 　　随着科技的发展，铸造行业计算机检测与控制系统将越来越强调在线监控，强调在线化、集成化与智能化。能够对铸造过程或设备进行在线检测与控制，能够及时准确地反映现场状态，实时控制有关生产设备，从而使铸造过程或设备保持着最佳状态；各监控系统能够相互配合、相互协调，成为一个有机的整体；监控系统能够根据现场实际情况，自动发出