球墨铸铁管件消失模铸造工艺计算机辅助设计

总第１６０期　ＴＯｃａｌ　１６０　２００７年第４期　河北冶金　ＨＥＢＥＩ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ　２００７，Ｎｕｍｂｅｒ４　球墨铸铁管件消失模　铸造工艺计算机辅助设计　李　（河北工业职业技术学院，河北　石家庄０５００９１）　摘要：介绍了球墨铸铁管件消失模铸造工艺的计算机辅助设计ＣＡＤ软件的设计原理、操作方法，该　ＣＡＤ软件可提高消失模铸造球铁管件的工艺设计效率和设计精度。　关键词：球墨铸铁管；铸造工艺；计算机辅助设计　中图分类号：ＴＧ２４１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００６—５００８（２００７）０４—０００７—０２　ＣＡＤ　ＦＯＲ　ＶＡＲＮＩＳＨＤ　Ｇ—ＭＯＵＬＤ　ＣＡＳＴＤ　Ｇ　ＰＲＯＣＥＳＳ　ＯＦ　ＮＯＤＵＬＡＲ　ＣＡＳＴ　ＩＲＯＮ　ＰＩＰＥ　ＬＩ　Ｗｅｎ—ｇｅ　（Ｈｅｂｅｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ，Ｈｅｂｅｉ，０５００９１）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｒｉｎｃｉｐａｌ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ＣＡＤ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｆｏｒ　ｖａｎｉｓｈｉｎｇ—ｍｏｕｌｄ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｎｏｄｕｌａｒ　ｃａｓｔ　ｉｒｏｎ　ｐｉｐｅ．Ｉｔ　ｃａｎ　ｒａｉｓｅ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｎｏｄｕｌａｒ　ｃａｓｔ　ｉｒｏｎ　ｐｉｐｅ；ｃａｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ；ＣＡＤ　１　前言　２　软件的结构　近年来消失模铸造方法得到了日益广泛的应　以三维造型软件为基础，软件按功能可划分为　用，但在工艺设计时可参考的数据较少。为此，笔　零件设计、装配设计、工程绘图等设计环境，零件　者针对工厂的实际需要，在试验的基础上，对消失　设计环境采用全参数化以及特征造型技术，提供了　模铸造工艺设计方法进行了研究。按照消失模铸造　拉伸、旋转、切割、阵列、镜像等功能，可以让使　工艺设计的特点，结合计算机辅助设计技术开发了　用者方便地建立三维实体。装配设计环境的智能装　球墨铸铁管类铸件消失模铸造工艺ＣＡＤ软件。　配引导器，可用来辅助进行各种尺寸的管件组合装　１　消失模铸造工艺ＣＡＤ软件的功能　配。生成三维图形后，在图纸设计环境中可生成二　球墨铸铁管类铸件消失模铸造工艺ＣＡＤ软件　维工程图纸。　采用数据库技术、参数化尺寸驱动技术和三维实体　２．１　管类零件图的输入　与二维工程图的关联技术开发设计，利用参数造型　在ＣＡＤ软件中，数据库是必不可少的。由于　技术输人零件图形、选取工艺参数、进行浇注系统　管件产品规格从ＤＮ４０—２６００，品种达二十多种，　设计。　规格有一千多种，正确而迅速地输人零件图形是　采用人机交互方式，首先向计算机输人三维零　ＣＡＤ的关键。因此在软件数据库中存储了球墨铸　件图形，计算机对零件图形进行识别、判断和分　铁管件设计所需的各种数据。软件中管类零件输入　析，获取铸造工艺所需要的信息，同时还可采用人　采用了参数造型和成组技术，即将形状复杂的管类　机对话方式输人工艺参数。通过计算机得到完整的　零件进行分析，将其分割为数据库中的简单的分　铸造工艺设计资料，包括铸件尺寸、重量计算、浇　体，每个分体都采用成组技术的方法给定一确定的　注系统设计、铸件在砂箱中的布置、铸件图的绘制　编码，代表分体类型和造型零件中的位置，而零件　及模型布置图的绘制，打印输出有关数据等。　图则由输人的各分体在计算机内拼合而成，由于这　收稿日期：２００７一Ｏ４一ｌ８　７　维普资讯 http://www.cqvip.com

总第１６０期　两项技术的采用，使零件图的输入和零件分析都得　以简化，拼合过程见图１。　软件中浇注系统设计的部分参数对用户开放，如　Ｋ　、　、Ｆ内、Ｆ横、Ｆ直，横浇道高度比，内浇道　倒　Ｕ＋Ａ　口　１　２　３　一　宽厚比等，用户可根据生产实际进行修正，这样大　大提高注软件的灵活性。　２．４模型布置图注绘制　图１　零件输入的拼合过程　消失模铸造中的一个重要问题是模型的组合问　题，即模型如何同浇注系统组合起来。软件模型布　置图的绘制工作主要解决这个问题。根据浇注系统　零件Ａ由６个分体拼合而成，每个分体有对　应的编码，分体的编码为：１１３１００００，这８位数代　表了分体的形状、尺寸和在零件中的位置。　设计结果及最大吃砂量，沿横浇道方向顺序布置铸　２．２铸件参数化尺寸驱动　件，可选用顶注或底注的方式。首先在屏幕上绘制　参数化尺寸驱动是三维造型软件的重要技术特　浇注系统三视图，并在其中标出铸件位置，然后按　点。这种方法可以简化设计时的工作量。在设计过　照提示要求将模型插入到指定位置。根据浇注系统　程中，由于管类零件已经通过成组分类方法将其分　设计结果和铸件在砂箱中的布置情况，软件利用程　解为简单零件组，进行设计时，只需建好一个带有　序在三维状态下绘制模型在砂箱中的布置图。包括　特征尺寸的模型数据库，通过尺寸驱动，就可以得　浇注系统三视图、浇注系统尺寸标注以及模型在砂　到标准系列中有具体尺寸要求的零件。　箱中的位置。　在管类零件图绘制完成后，可在其基础上利用　３　结语　编制的程序绘制铸件图，该图可作为消失模铸造模　以三维造型软件为基础，将铸造工艺ＣＡＤ系　具的设计依据。消失模铸造没有分型面，拨模斜度　统应用到球墨铸铁管类零件的设计中，通过成组分　小，借助本软件提供的程序，可很方便地在零件图　类方法，利用计算机解决了管件多种模型的组合问　上标出铸件加工余量，并标注尺寸，生成铸件图。　题，降低了模具制造成本，提高了消失模铸造球铁　２．３浇注系统的设计　计算机通过对所输入的管类零件进行分析判　管件工艺设计的效率。该系统具有良好的二次开发　断，可获得到浇注系统设计所需要的信息，结合人　性，由于采用模块化设计思想，其中ＣＡＤ子系统　机交互方式输入如浇注温度等工艺条件，系统即自　可以根据不同铸造企业和不同铸造方法的特点，对　动设计出完整的浇注系统，包括铸件在砂箱中的布　ＣＡＤ部分进行相应模块调整。采用了对用户开发　置形式，浇注系统的形状、浇道数量及各部分尺寸。　的设计方法，提高了软件的通用性和灵活性。　＜＞●＜＞●ｏ（上接第３５页ｌ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ　●ｏ●　ｏ●＜＞●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●　ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●　（５）优化风口布局，减少喷煤在各个风口之　间的差异，追求均匀稳定的初始煤气分布。根据炉　内煤气流的分布情况和高炉水温差的情况调整风　口。合理的使用富氧量，据目前邢钢总的富氧水　平，富氧率不易超过３．０％。　（６）控制稳定的均匀的高温区水温差。水温　差的控制与初始气流的分布是互动的关系，在规定　的温差范围内尽量追求，圆周方向上冷却强度要尽　量一致。　图７炉身覆盖冷却壁的高炉内型　（７）强化标准化操作意识，提高操作人员的　（３）改善原燃料条件，对原燃料做整粒工作，　执行力，减少炉温和碱度的波动。　从工艺上减少原燃料粒度差异。不断优化炉料结　（８）高炉冷却水水温差及时监测，每班至少　构，减少炉料低温还原粉化程度。控制入炉含粉小　检查一次，若超过控制范围及时采取措施。　于１％，小块焦炭（＜２５　ｍｍ）以焦丁形式与矿石　５　结语　混装入炉。　邢钢炼铁厂针对１撑一５撑高炉崩料的原因，通　（４）控制合理的压差范围，每座高炉都设定　过采取有效措施，使高炉崩料次数减少了一半，为　极限压差，生产中接近极限压差要进行控制。　高炉提高产量、炉况稳定顺行打下了良好基础。　８