[发明专利]一种基于ProCAST软件卧式离心铸造筒型件内孔收缩模拟的方法

说明书

本发明提供了一种基于ProCAST软件卧式离心铸造筒型件内孔收缩模拟的方法，属于铸造成型模拟技术领域，至少包括以下步骤构建离心状态下的液态金属圆筒模型，将圆筒模型展成平板模型，利用平板模型的重力成型模拟筒型件的离心成型，得到平板模型的重力成型下的成型收缩模型，利用收缩模型的收缩断面沿圆筒模型的中轴线旋转建模，构建筒型件内孔模型，能够准确的模拟出筒型件离心成型后内孔的形状。本发明提供的一种基于ProCAST软件卧式离心铸造筒型件内孔收缩模拟的方法，无需通过增加液态金属来弥补成型后筒型件内孔的模拟误差，避免了液态金属的浪费和增加筒型件内孔的加工量的问题。

技术领域

本发明属于铸造成型模拟技术领域，更具体地说，是涉及一种基于ProCAST软件卧式离心铸造筒型件内孔收缩模拟的方法。

背景技术

卧式离心铸造是一种能够实现双层或多层复合筒型铸件的简便方法，具有装备简单、工艺稳定、效率高、组织致密和加工量少等优点，已广泛应用于铸管、复合轧辊、复合钢管、缸套等零件的生产。

筒型件的卧式离心铸造过程，是通过高温液态金属经浇注系统流入旋转的筒型铸型中，液态金属在浇注系统通过后，全部流入旋转铸型，流入旋转铸型后，在离心力的作用下，所有液体金属能紧贴铸型，形成中空的自由内表面。由于铸型与液体金属高速旋转，液体金属每一质点在凝固过程中均受离心力与重力的共同作用，最终形成内表面近似正圆的筒型件。但在筒型件离心铸造过程中，浇注系统无法实现补缩功能，同时难于设计冒口补缩，因此筒型件的凝固收缩后，铸件内孔在圆周方向为近似正圆，但在内孔长度方向内表面的母线为非直线。

ProCAST软件作为一款通用有限元模拟软件，与其他软件相比操作更为简单，运行可靠，模拟结果与实际情况复合较好，利用ProCAST软件模拟筒型件的卧式离心铸造过程，虽能大体模拟出铸件的最终形状和缺陷，但由于筒型件在实际成型过程中受到离心力的同时，还会受到自身重力和凝固自身补缩的因素影响，ProCAST软件不能准确的模拟离心铸件出筒型件内孔的真实形状，往往只能通过增加液态金属来弥补成型后筒型件内孔的模拟误差，造成了液态金属的浪费同时也增加了筒型件内孔的加工量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于ProCAST软件卧式离心铸造筒型件内孔收缩模拟的方法，旨在解决ProCAST软件不能准确的模拟出离心铸造筒型件内孔的真实形状，往往只能通过增加液态金属来弥补成型后筒型件内孔的模拟误差，造成了液态金属的浪费同时也增加了筒型件内孔的加工量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于ProCAST软件卧式离心铸造筒型件内孔收缩模拟的方法，至少包括以下步骤：

步骤一，确定在离心状态下，形成的贴合于筒型铸型内壁由液态金属构成的筒型结构，并构建圆筒模型；

步骤二，将所述圆筒模型沿周向展成截面为梯形的平板模型；

步骤三，将所述平板模型的尺寸参数输入ProCAST软件内，所述梯形的长边一侧作为底面，短边一侧作为顶面，模拟重力成型，并获得冷却后的收缩模型；

步骤四，将所述收缩模型沿所述圆筒模型的中轴线剖开，获得收缩断面；

步骤五，将所述收缩断面导入制图软件，以圆筒模型的中轴线为旋转轴，所述收缩断面的上边沿所述旋转轴旋转建模，获得筒型件内孔模型。

进一步地，在步骤一中，根据待制备筒型件的尺寸确定筒型铸型内腔尺寸和液态金属加入量，从而确定筒型结构尺寸。

进一步地，在步骤二中，选取与所述圆筒模型中轴线垂直的截面的1/8～1/32展开，形成断面为梯形的所述平板模型。

进一步地，在步骤三中，在所述梯形断面的两侧腰部设置局部传热条件。