技術案例一：鑄件結構工藝設計系統(tǒng)讓鑄型和澆注系統(tǒng)設計不再困難
行業(yè)背景
鑄件結構工藝設計是設計到制造的重要環(huán)節(jié)，對提高鑄造質量至關重要，主要任務包括：工藝結構修改、熱節(jié)分析、鑄型設計、砂箱或模具設計、工藝出圖等一系列工藝設計任務。目前，工藝結構參數(shù)主要通過手工計算或經(jīng)驗類比方法獲得，效率較低；根據(jù)工藝結構參數(shù)，使用通用三維CAD軟件創(chuàng)建鑄造模型、模具及澆注系統(tǒng)時，由于缺乏專業(yè)建模工具，建模效率較低；利用國外CAE模流分析軟件，對設計的鑄型進行鑄造工藝分析時，需要反復修改結構參數(shù)。這個過程設計任務量較大，周期長。個性化定制鑄造結構工藝系統(tǒng)將大幅提升工藝設計效率。
存在問題
南車集團下屬某鑄造企業(yè)，曾經(jīng)使用通用三維CAD進行工藝設計，但通用CAD軟件沒有專業(yè)的工藝結構參數(shù)計算和設計工具，只能依賴手工計算或經(jīng)驗類比，計算時間長，而且需要反復的分析校核，設計效率很低；通用三維CAD沒有專業(yè)的鑄型設計、澆注設計等相關工具，從鑄件到鑄型以及模具的設計需要大量的時間。目前，已經(jīng)開始采用某國外三維CAD系統(tǒng)的鑄件工藝設計模塊進行過鑄件工藝設計，雖然能依靠該三維CAD軟件輔助完成部分鑄件工藝結構設計，但由于不鑄孔檢索、模樣放大、熱節(jié)分析、型芯設計等方面不滿足設計要求，所以效率仍不高。
定制開發(fā)
該企業(yè)在充分了解華天軟件SINOVATION鑄造工藝模塊的功能后，選擇在具有完全自主知識產權的國產三維CAD系統(tǒng)鑄造工藝模塊基礎上進行定制開發(fā)，主要定制的內容包括：
（1）加強冷鐵設計系統(tǒng)功能：提供在鑄件附近設計創(chuàng)建隨型實體的功能，可根據(jù)熱節(jié)分析快速創(chuàng)建冷鐵。
圖 冷鐵創(chuàng)建示意
（2）鑄型設計：通過選定鑄件、冒口、冷鐵、澆注系統(tǒng)，設置砂箱材料，計算列出幾何尺寸并線框顯示，尺寸規(guī)整設置，自動創(chuàng)建鑄型模型并在分型面分離上下鑄型，自動減除包含模型。
（3）增加熱節(jié)分析模塊，進行模數(shù)計算，并預測縮孔，大大提高了鑄型設計效率。
• 采用三維有限差分網(wǎng)格模型專利技術；
• 不受鑄件幾何形狀和金屬材質的限制；
?• 計算結果準確可靠、效率高。
（4）型芯端頭設計：創(chuàng)建鑄件型芯與砂箱結合部的結構創(chuàng)建，實現(xiàn)對零件型腔和開口面的識別和填充。
鑄件結構工藝設計是設計到制造的重要環(huán)節(jié)，對提高鑄造質量至關重要，主要任務包括：工藝結構修改、熱節(jié)分析、鑄型設計、砂箱或模具設計、工藝出圖等一系列工藝設計任務。目前，工藝結構參數(shù)主要通過手工計算或經(jīng)驗類比方法獲得，效率較低；根據(jù)工藝結構參數(shù)，使用通用三維CAD軟件創(chuàng)建鑄造模型、模具及澆注系統(tǒng)時，由于缺乏專業(yè)建模工具，建模效率較低；利用國外CAE模流分析軟件，對設計的鑄型進行鑄造工藝分析時，需要反復修改結構參數(shù)。這個過程設計任務量較大，周期長。個性化定制鑄造結構工藝系統(tǒng)將大幅提升工藝設計效率。
存在問題
南車集團下屬某鑄造企業(yè)，曾經(jīng)使用通用三維CAD進行工藝設計，但通用CAD軟件沒有專業(yè)的工藝結構參數(shù)計算和設計工具，只能依賴手工計算或經(jīng)驗類比，計算時間長，而且需要反復的分析校核，設計效率很低；通用三維CAD沒有專業(yè)的鑄型設計、澆注設計等相關工具，從鑄件到鑄型以及模具的設計需要大量的時間。目前，已經(jīng)開始采用某國外三維CAD系統(tǒng)的鑄件工藝設計模塊進行過鑄件工藝設計，雖然能依靠該三維CAD軟件輔助完成部分鑄件工藝結構設計，但由于不鑄孔檢索、模樣放大、熱節(jié)分析、型芯設計等方面不滿足設計要求，所以效率仍不高。
定制開發(fā)
該企業(yè)在充分了解華天軟件SINOVATION鑄造工藝模塊的功能后，選擇在具有完全自主知識產權的國產三維CAD系統(tǒng)鑄造工藝模塊基礎上進行定制開發(fā)，主要定制的內容包括：
（1）加強冷鐵設計系統(tǒng)功能：提供在鑄件附近設計創(chuàng)建隨型實體的功能，可根據(jù)熱節(jié)分析快速創(chuàng)建冷鐵。
圖 冷鐵創(chuàng)建示意
（2）鑄型設計：通過選定鑄件、冒口、冷鐵、澆注系統(tǒng)，設置砂箱材料，計算列出幾何尺寸并線框顯示，尺寸規(guī)整設置，自動創(chuàng)建鑄型模型并在分型面分離上下鑄型，自動減除包含模型。
（3）增加熱節(jié)分析模塊，進行模數(shù)計算，并預測縮孔，大大提高了鑄型設計效率。
• 采用三維有限差分網(wǎng)格模型專利技術；
• 不受鑄件幾何形狀和金屬材質的限制；
?• 計算結果準確可靠、效率高。
（4）型芯端頭設計：創(chuàng)建鑄件型芯與砂箱結合部的結構創(chuàng)建，實現(xiàn)對零件型腔和開口面的識別和填充。
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（4） 增強澆注系統(tǒng)設計功能
?• 自動計算鑄件的實際體積、澆注重量、輪廓體積和平均壁厚。
? • 澆注方式有：轉包澆注、塞桿包澆注。
? • 澆注系統(tǒng)設計方法：
? • 轉包澆注時澆注系統(tǒng)設計；
? • 塞桿包澆注時鋼液上升速度法、澆注重量速度計算法。
（5）模面厚度設計：解決鑄件毛坯的快速創(chuàng)建問題。通過設置型面厚度，自動處理型面相交面，并自動縫合，自動創(chuàng)建等距模型可與鑄件結合或分離，實現(xiàn)增加鑄件型面的等距余量。
（6）不鑄孔檢索及填補,檢索不鑄的孔，并自動填補
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應用效果及用戶反饋
專業(yè)化的鑄造工藝設計解決方案，積累了企業(yè)特有的專業(yè)化設計知識經(jīng)驗。
友好的人機對話操作，專業(yè)的設計計算與建模向導，將參數(shù)化三維CAD設計與鑄造工藝知識相融合，實現(xiàn)鑄件工藝模型的高效創(chuàng)建。
功能完整，支持全過程設計。主要功能包括：孔檢查和填充、模樣放大、加工余量設置 、拔模斜度設置、模數(shù)計算、熱節(jié)分析和澆冒系統(tǒng)設計等。
熱節(jié)分析、冒口尺寸、澆注系統(tǒng)計算結果準確，經(jīng)實際應用驗證滿足鑄造工藝要求。
技術案例二：板料沖壓成形快速分析軟件Fastamp在SINOVATION平臺上的集成
合作伙伴的產品介紹：
FASTAMP軟件是沖壓工藝設計人員的有力輔助工具。它擁有優(yōu)秀的前后處理系統(tǒng)和有限元逆算法、動力顯式增量法和隱式增量法求解器。通過對產品零件的整體或局部的成形性分析，可以全面地評估零件成形過程中的潛在問題，并且有目的地進行工藝補充設計和工序安排，最大程度地輔助沖壓工藝設計。
FASTAMP 軟件自2002年發(fā)布首個商業(yè)版本以來得到了企業(yè)的廣泛認同，在板料成形分析中得到了廣泛應用。特別是在汽車覆蓋件和翻邊成形的工藝設計及參數(shù)優(yōu)化等方面取得了顯著的效果，并通過了國際知名公司的測試。在廣大用戶體驗中，F(xiàn)ASTAMP功能以模擬結果準確，計算時間較短，用戶界面直觀，出色的穩(wěn)定性著稱。在節(jié)省用戶時間和成本方面中樹立了良好的口碑，從而躋身于最優(yōu)秀的板料成形模擬軟件行列。
合作方式：
華中科技大學材料成形與模具技術國家重點實驗室擁有Fastamp的知識產權，雙方合作實現(xiàn)在SINOVATION平臺上的集成，華天軟件將Fastamp納入SINOVATION沖壓模具行業(yè)解決方案中向市場推廣。
開發(fā)內容：
在SINOVATION平臺上完成BEW（毛坯展開向導）、TUW（修邊線展開向導）和FAW（成形分析向導）三個模塊的集成開發(fā)，其中前后處理均為SINOVATION的功能整合，而解算器部分則為調用Fastam的求解器。實現(xiàn)了無需切換平臺或者輸入輸出在SINOVATION平臺之上即可完成對工藝數(shù)模的分析和模擬。
FASTAMP軟件是沖壓工藝設計人員的有力輔助工具。它擁有優(yōu)秀的前后處理系統(tǒng)和有限元逆算法、動力顯式增量法和隱式增量法求解器。通過對產品零件的整體或局部的成形性分析，可以全面地評估零件成形過程中的潛在問題，并且有目的地進行工藝補充設計和工序安排，最大程度地輔助沖壓工藝設計。
FASTAMP 軟件自2002年發(fā)布首個商業(yè)版本以來得到了企業(yè)的廣泛認同，在板料成形分析中得到了廣泛應用。特別是在汽車覆蓋件和翻邊成形的工藝設計及參數(shù)優(yōu)化等方面取得了顯著的效果，并通過了國際知名公司的測試。在廣大用戶體驗中，F(xiàn)ASTAMP功能以模擬結果準確，計算時間較短，用戶界面直觀，出色的穩(wěn)定性著稱。在節(jié)省用戶時間和成本方面中樹立了良好的口碑，從而躋身于最優(yōu)秀的板料成形模擬軟件行列。
合作方式：
華中科技大學材料成形與模具技術國家重點實驗室擁有Fastamp的知識產權，雙方合作實現(xiàn)在SINOVATION平臺上的集成，華天軟件將Fastamp納入SINOVATION沖壓模具行業(yè)解決方案中向市場推廣。
開發(fā)內容：
在SINOVATION平臺上完成BEW（毛坯展開向導）、TUW（修邊線展開向導）和FAW（成形分析向導）三個模塊的集成開發(fā)，其中前后處理均為SINOVATION的功能整合，而解算器部分則為調用Fastam的求解器。實現(xiàn)了無需切換平臺或者輸入輸出在SINOVATION平臺之上即可完成對工藝數(shù)模的分析和模擬。
效果反饋：
FASTAMP是專業(yè)的板料成形模擬分析軟件，對它的集成為使用SINOVATION進行模具制造和金屬板料成形的企業(yè)提供了最佳解決方案。由于零件數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)均保存在SINOVATION中，從而大大提高了設計速度與效率，明顯縮短了工程周期。
魯公網(wǎng)安備 37010502001727號