铸造工艺CAD系统的构建与组成

铸造工艺CAD针对铸造工艺设计的各个环节需要制定不同的解决方案，就目前而言完全自动的铸造工艺设计系统是不可能的，还需要针对铸造工艺设计的具体步骤设计独立的子系统加以解决，再由各个子系统组合构成整体程序设计系统。其算法及设计内涵仍然以前面第2章～第8章的设计思想为主导。

1.铸造方法及铸造方案的设计

这部分设计主要还是以人工的方式进行，在目前还不能以人工智能来代替大脑进行这部分工作。铸造方法的选择与确定，主要包括选择砂型铸造还是特种铸造。如果选定砂型铸造，那么还要确定是选择机器造型还是人工造型，是选择湿型还是干型，是选择实模造型还是刮板造型等。对于特种铸造，要确定是选择压铸还是精密铸造，还是离心铸造等，这一工作需要深厚的专业基础，只能由人工的方法来完成，计算机只能进行一些辅助工作。

铸造工艺方案的设计首先是根据铸件的结构、尺寸和材料牌号进行分析，以人工方式确定工艺方案。铸造工艺方案包括分型面的选定、浇注位置的确定、补缩区域的划分和冒口的摆放、浇注系统的设置、砂芯的设置，甚至还包括砂箱和每箱件数的选择等。铸造工艺人员可以交互式方式进行铸造工艺方案的确定，可以利用工程图形软件系统中所具有的功能进行铸件的结构分解、截面图的观察，观察铸件的起模情况和是否钩砂，必要时可对所分解的结构体进行重量的计算，以作为工艺方案设计的依据。

分型面的设计，是由人工确定分型面。设计时根据铸件的结构、造型条件等因素，确定合理的分型面。确定后绘制到工艺图中。

补缩区域的划分和冒口的排放可根据补缩距离的计算结果和铸件的结构来进行，划分的结果可直接在显示屏上看到，并可以直接进行修改。

2.铸造工艺参数的设计

这部分工作主要依托数据库及相关程序来进行，例如加工余量的设计可根据前面第2章所述原则进行，将与加工余量相关的几组数据列入数据库，如铸件的尺寸公差等级、RMA、铸件的基本信息和铸件的具体尺寸等，根据加工余量的计算原则和方法进行调用和计算，确定余量值。其他铸造工艺参数如：起模斜度、最小铸出孔、铸件线收缩率、分型负数、反变形量等，其计算与处理原则加工余量相同或类似。

3.芯子的设计

与铸造工艺方案设计一样，这部分工作主要是以人工的方式进行，由人工的方式确定是否设置芯子，是否分芯，并确定芯子的边界及编号等。上述环节确定后，可手动绘制于工艺图或工艺卡中。芯子长度可借助计算机处理，根据造型方法、芯子的尺寸、芯子的摆放位置可以由计算机确定芯头的长度、芯头斜度和芯头间隙。定位结构以及排气结构可由人工设计，手动绘制于工艺图或工艺卡中。

4.浇注系统的设计(www.xing528.com)

浇注系统是工艺设计的重要内容，设计及计算理念应遵从前面第4章所述原则与方法，流动模拟不能代替工艺设计。根据浇注系统的设计内容，可针对不同的合金分为铸钢、铸铁、有色合金等不同的合金类型进行开发。浇注系统的基本组元可从图形库中调用相关铸造工艺符号进行标注。浇注系统的布局和结构类型可根据设计需要由人工方式绘制到工艺图或工艺卡中。

各种合金浇注系统浇注时间的计算、各组元横截面面积的计算，可根据第4章的公式法、经验法、大孔出流法、上升速度法、图表法等设计和计算方法编程，并作为核心设计模块。设计结果的校核可以采用前面所述液面上升速度校核法、剩余压头校核法和铸件成品率校核法进行。

5.补缩系统的设计

补缩系统的设计是铸造工艺设计的核心内容，分为冒口和补贴两大部分，可根据三维系统软件提供的二次开发系统进行开发。冒口的基本要素可借助于数据库进行存储和调用，包括冒口的类型、尺寸规格、模数及热节参数等。冒口的计算根据冒口的设计方法以及已知的铸件信息可分为：冒口有效补缩距离的计算、铸件体收缩率的计算、各种设计方法的冒口计算与设计、各种合金的冒口计算与设计、补贴的计算与设计等，可根据各环节的计算和设计原则利用二次开发工具进行编程和开发。

冒口的补缩区域划分可采用人工的方式进行，可借助工程图形软件系统，在图形状态下进行。该项工作完成后，可以确定冒口的数量。利用系统软件的统计功能，计算出各补缩区域的铸件体积和重量。这部分工作进行过程中，可以调用相关冒口有效补缩距离计算软件或程序，获得计算数据。

冒口设计和计算完成后，可利用冒口库及相关图形生成系统，根据计算或设计结果生成相应规格的冒口，放置到铸件的相应位置。

将冒口设计结果中冒口的重量、类型等数据存储于数据库中，以便于汇总时调用。同时将各设计出的冒口实体及安放位置并入到铸件的三维实体中，最后将冒口设计结果落实到最终工艺文件中。

6.冷铁的设计

根据不同种类冷铁的设计方法进行系统的二次开发，其中包括：普通外冷铁的设计、模数法外冷铁的设计、间接外冷铁的设计、熔焊内冷铁的设计、非熔焊内冷铁的设计、螺旋内冷铁的设计和栅格内冷铁的设计等。计算机多数是进行计算，图形的处理多以人工方式为主，特殊处理同样是以人工方式为主，如间接外冷铁中的附着措施等。