座体铸造工艺设计及其模拟优化
座体铸造工艺设计及其模拟优化
铸造过程计算机辅助分析模拟综合实验题目：座体铸造工艺设计及其模拟优化院：机械工程学院学业：材料成形及控制工程专级：班名：姓号：学指导教师：日月1032014年20/ 1目录第一章.零件简介 (2)1.1 零件基本信息 (2)1.2技术要求 (5)第二章.基于UG零件的三维造型 (6)2.1软件简介 (6)2.2 零件的三维造型图 (6)第三章.铸造工艺方案的拟定 (7)3.1工艺方案的确定 (7)3.2型（芯）砂配比 (7)3.3混砂工艺 (8)3.4 铸造用涂料、分型剂及胶补剂 (8)3.5熔炼设备及熔炼工艺 (9)3.6分型面的选择 (6)3.7 砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定 (7)3.8铸造工艺参数的确定 (7)第四章.砂芯设计及排气 (8)4.1芯头的基本尺寸 (8)4.2砂芯设计尺寸见下工艺图 (9)第五章.浇注系统设计.................... 错误!未定义书签。
5.1浇注系统的类型及选择............... 未定义书签。
!误错．5.2浇注位置的选择..................... 错误!未定义书签。
5.3浇注系统各部分尺寸的计算........... 错误!未定义书签。
5.4合金铸造性能分析................... 错误!未定义书签。
5.5 设计计算步骤....................... 错误!未定义书签。
5.6出气孔 (14)5.7铸件工艺出品率 (14)第六章.模拟仿真部分 (15)6.1充型模拟 (15)6.2凝固模拟 (15)第七章.结论及优化方案 (16)第八章.小结 (16)主要参考文献： (19)要摘本文通过对座体零件图的深入分析，根据零件的形状、尺寸、材料等特点，采用传统设计方法与计算机辅助设计相结合的方式对零件的铸造工艺进行设计。
分析并确定采用卧式造型合箱，底注式浇注的砂型铸造工艺方案；确定了铸铁件的凝固原则、浇注位置和分型面等；确定了座体铸铁件的铸造工艺参数并计算了其体积和重量；设计并计算了箱盖砂型铸造的浇注系统；绘制了座体砂型铸造工艺图、UG20/ III铸件图、合箱图等；并采用华铸CAE模拟软件进行模拟分析。
CAE仿真指导铸造关键工艺参数优化设计
CAE仿真指导铸造关键工艺参数优化设计CAE仿真指导铸造关键工艺参数优化设计在现代制造业中，铸造工艺在产品制造中占据了重要的地位。
为了保证产品的质量和性能，铸造过程中的关键工艺参数必须经过优化设计。
而CAE（计算机辅助工程）仿真技术则成为了铸造工艺参数优化设计中的有力工具。
本文将就CAE仿真指导铸造关键工艺参数优化设计进行探讨。
一、铸造工艺参数的重要性铸造工艺参数是指在铸造过程中需要设置和控制的各项参数。
这些参数的合理设置直接影响着铸件的质量和性能。
例如，铸造温度、注射速度、浇注时间等参数的选择会影响铸件的凝固过程，从而影响铸件的组织结构和力学性能。
因此，对于铸造工艺参数的合理设置是保证产品质量的关键。
二、CAE仿真技术在铸造工艺参数优化设计中的应用CAE仿真技术是指通过计算机辅助的方法对工程问题进行分析和解决的技术。
在铸造工艺参数优化设计中，CAE仿真技术可以帮助工程师预测和优化铸造过程中的各项参数。
具体来说，CAE仿真技术能够通过计算模型对铸造过程中的热力学、流体力学和固体力学等问题进行模拟和分析，从而得出合理的铸造工艺参数。
首先，CAE仿真技术可以模拟铸造过程中的温度变化。
通过建立热力学模型，工程师可以预测出铸造流体的温度分布以及铸件的凝固过程。
根据模拟结果，工程师可以调整铸造温度和凝固时间等参数，以实现理想的凝固结构和性能。
其次，CAE仿真技术可以模拟铸造过程中的流体流动情况。
通过建立流体力学模型，工程师可以预测出浇注过程中的金属液流动速度和压力分布。
根据模拟结果，工程师可以调整注射速度和浇注时间等参数，以优化铸造工艺，避免产生缺陷，提高铸件的质量。
此外，CAE仿真技术还可以对铸件的固态变形进行模拟和分析。
通过建立固体力学模型，工程师可以预测出铸件在凝固和冷却过程中的应力和变形情况。
根据模拟结果，工程师可以调整铸造温度和冷却速率等参数，以减少应力集中和变形产生，提高铸件的整体性能。
三、CAE仿真技术的优势和挑战CAE仿真技术在铸造工艺参数优化设计中具有许多优势。
CAE仿真指导优化铸造关键工艺参数设计
CAE仿真指导优化铸造关键工艺参数设计CAE仿真指导优化铸造关键工艺参数设计为了实现优化铸造关键工艺参数设计，现代工程领域广泛采用计算机辅助工程（CAE）技术。
通过CAE仿真模拟，可以快速准确地分析铸造过程，并优化关键工艺参数，从而降低生产成本、提高产品质量。
本文将介绍CAE仿真在铸造领域中的应用，以及如何通过CAE仿真指导优化铸造关键工艺参数设计。
一、CAE仿真在铸造领域的应用CAE仿真技术是一种基于计算机数值模拟的工程分析方法，常用于预测材料、零件和工艺在实际使用中的性能。
在铸造领域中，CAE仿真可以应用于以下方面：1. 铸型设计仿真铸造的第一步是铸型设计。
通过CAE仿真，可以对铸造过程进行模拟，分析铸型的填充性能、温度分布等，以确定最佳的铸型设计方案。
通过优化铸型结构，可以有效提高铸造的成形性能和零件质量。
2. 熔炼与输送仿真熔炼和输送过程是影响铸件质量的关键因素。
通过CAE仿真，可以模拟熔炼过程中的温度分布、流动情况等，以确定最佳的熔炼参数。
同时，通过仿真分析熔体在管道中输送的流动状态，可以预测铸件中的气孔、夹杂物等缺陷，并采取相应的措施加以解决。
3. 铸造工艺仿真铸造工艺参数对铸件质量起着决定性作用。
通过CAE仿真，可以模拟铸造过程中的铸件填充、凝固过程，分析温度变化、应力分布等，以指导优化铸造工艺参数的设计。
通过合理调整工艺参数，可以降低缺陷率、提高产品质量。
二、CAE仿真指导优化铸造关键工艺参数设计的方法实施CAE仿真指导优化铸造关键工艺参数设计，需要遵循以下步骤：1. 确定铸造关键工艺参数根据具体铸造工艺的特点，确定需要优化的关键工艺参数，例如铸型温度、浇注速度、浇注温度等。
2. 建立仿真模型基于CAE软件，建立铸造过程的仿真模型。
包括铸型结构、材料性质、初始条件等。
3. 设置边界条件根据实际情况，设置仿真模型的边界条件，如环境温度、初始温度、填充时间等。
4. 进行仿真分析运行仿真模型，进行铸造工艺的仿真分析。
铸造工艺设计优化
铸造工艺设计模拟优化CASTsoft在核屏蔽箱体铸钢件的生产应用市沙湾长兴铸钢有限责任公司（614900）罗建君北方恒利科技发展（100089）宋彬摘要：本文介绍北方恒利科技开发的铸造工艺设计及模拟优化CASTsoft CAD/CAE在核屏敝箱体铸钢件工艺设计及优化方面的应用，同时介绍了水玻璃七0砂型(石灰石水玻璃砂型)在核屏敝箱体铸钢件上的应用；证明了用先进的科学技术，合理的铸造工艺，控制生产关健环节，采用铬铁矿砂作坭芯面砂能生产出要求较高的探伤核屏敝铸钢件。
关键词：铸造工艺设计 CASTsoft 铸造工艺模拟浇注温度工艺优化核屏蔽铸钢件水玻璃七0砂型漂珠保温冒口套The casting process simulation and optimization CASTsoft in the nuclear shielding box of steelcasting production applicationsLeshan City, Sandy Bay, Changxing Cast Steel Co., Ltd.（614900）Luo JianjunBeijing North Fangheng Li Technology Development Co., Ltd. (100089) Song Bin Abstract ：This article describes the casting process design and simulation and optimization of Beijing North the Hengli Technology Co., Ltd. developed CASTsoft CAD / CAE in the design and optimization of the nuclear shielding box for Steel Casting, also introduced water glass 70 sand (limestone water glass sand) on the nuclear shielding box steel castings; proved that advanced science and technology, casting process, production of key aspects of the use of chromite sand Cement core surface sand can produce higherflaw nuclear shielding steel castings.Keywords:Casting Process Design CASTsoft Casting process simulation Pouring temperature Process optimization Nuclear shielding of steel castings Floating Beadsriser一、前言目前，在川多数铸造企业采用传统水玻璃七0砂型(石灰石水玻璃砂型)工艺进行铸件生产。
拉杆座（二）铸造工艺优化及数值模拟
拉杆座（二）铸造工艺优化及数值模拟发布时间：2021-05-12T03:25:56.718Z 来源：《中国科技人才》2021年第8期作者：王宸李兰国陈军利[导读] 拉杆座（二）是构架焊接重要组成件，在整车结构中起着至关重要的作用。
其中，拉杆座（二）的作用为连接构架与轴箱体连接。
中车大连机车车辆有限公司辽宁省大连市 116021摘要：拉杆座（一）、拉杆座（二）作为机车构架上的一个重要组成部分，在机车运行时服役条件恶劣，要承受极大的冲击力，因此在实际生产中对其性能的要求非常严格。
要求其具有较好的塑性、韧性、且能够承受一定程度的塑性变形，同时也必须有良好地焊接性和可加工性等多方面的要求。
但是，在现有的实际生产过程中，往往在其重要的受力部分产生砂眼缺陷导致其性能大大降低。
拉杆座（二）是构架焊接重要组成件，在整车结构中起着至关重要的作用。
其中，拉杆座（二）的作用为连接构架与轴箱体连接。
而轴箱体的作为生产过程中的机车关键件，其主要作用为承载车轴，一旦拉杆座（二）失效，将会造成机车轴箱体及车轴的失效，发生重大机车事故，因此，拉杆座（二）的质量在机车件的生产过程中至关重要。
1 拉杆座（二）工艺数值模拟及分析1.1 网格划分针对拉杆座（二）现有工艺，依旧使用UG软件进行建模，随后将铸件、浇注系统、补缩系统分别以STL格式进行导出，并导入到procast软件中。
对拉杆座（二）进行网格划分，网格尺寸定为3mm，该尺寸下，既能保证计算的的精确性，又能保证运算速度效率，面网格计算后，需要对划分的网格进行检查，分析是否存在错误或者剖裂，可以使用Procast软甲自带的Check功能进行检查，以确保剖分部分单元的连贯性，在确保网格检查无错误产生，随后进行体网格的划分，由于3mm网格较小，计算机计算时间较长，网格划分结束后，经过meshcast检测，确保没有坏网格出现，随后进入到热物性参数设置界面。
1.2 热物性参数设置为了模拟缺陷产生原因，我们对拉杆座（二）铸件的全生产过程进行了跟踪，记录了产品的热物性参数，为了简化操作，直接使用Procast软件中内置的虚拟沙箱功能，可以简化操作，不用再对砂型建模，砂型选用的材质是硅砂；铸件所用材料为之前章节中设置的耐低温冲击铸钢材质，浇注温度为1580℃，浇注时间经现场掐算，为10S，砂芯、冷铁均为烘干后使用，温度为40℃，所有材质与虚拟沙箱之间的换热系数选择h=500，冷铁与铸件之间的换热系数选择h=2000，保温冒口与铸件之间的换热系数选择h=200，将材质及各项热物性参数输入到Procast软件中，运行软件进行数值模拟运算。
轴承座铸造工艺方案研究及模拟
关键词 ： 轴承座 ； 铸造 ； 数值模拟
中 图 分 类 号 ：Ｇ ４ ０ ４ Ｔ ２ ，２２ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
Ｒｅ ｅ ｒｈ ａ ｄ Ｓ ｍｕ ａｉｎ ｏ ｓｉ ｇ Ｐ ｏ ｅ ｓｆｒＢｅ ｒｎ ｏ ｋ ｓ ａｃ ｎ ｉ ｌｔｏ ｎ Ｃａ ｔｎ ｒ ｃ ｓ ０ ａ ｉｇ Ｃｈ ｃ
一
个半 径 的长 度 。即 总 长 度 为 １５ ．Ｄ。其 高 度 日
＝
２ ＭＡＧＭＡ 模 拟分 析
（． ０９ Ｄ ０ ７～ ． ）
ＭＡ ＭＡ是 一套 基 于有 限差 分原 理 编 制 的用 Ｇ
同 时 ， 了保 证 冒 口对铸 件有 良好 的补 缩 能 为
力 ， 冒 口周 围撞 一层保 温 材料 ， 冒 口上表 面要 在 在 覆盖 发热 剂 和保 温剂 。
轴承座 是 机 械制 造 中 的典 型 部件 ， 公 司铸 我 造 分 厂生产 该类 铸 件 已有 数 十 年 历史 ， 年 轴 承 近 座 订货 量 仍 维 持 较 大 。为 了更 好 的 生 产 该 类 铸 件， 提高 效 率 ， 低成 本 ， 现 有 工艺 以及 预 改进 降 对 工 艺进 行模 拟 比较 ， 使其 方案 达 到最佳 ， 以便进 行 最 有效 率 的生 产 。
下：
从 图 ３中可 以看 出 ， ３ ｃ 所 示 为 去 除 冒 口 图 （） 后从 浇 注方 向俯 视 图 ， 口下 以及 轴 承座 孔 中心 冒
部位铸件表面质量均较好 ， 基本不会产生缺陷。
方案 二 ： ＩＡ ＮＹ ＭＡ 判 据 ， 示 结 果 如 图 ４所 显
示。
从 图 ４中可 以看 出 ， 轴 承 座 孔 中心 底 部 产 在
铸造过程仿真及优化方法的研究
铸造过程仿真及优化方法的研究随着现代制造业的快速发展，金属铸造技术在各个领域得到了广泛应用。
与传统的手工制造相比，机械化铸造效率更高、成本更低、品质更稳定。
然而，在铸造过程中，往往会出现一些不可避免的问题，如气孔、缩松、翘曲等，这些问题如果不能得到及时有效的解决，将直接影响到铸件的质量和性能，甚至会造成不可挽回的损失。
为了解决这些问题，铸造企业通常需要通过实验方法进行试制，这既费时又费力，而且效果也不稳定，存在一定的风险，更何况新型产品的开发需要大量的试制。
基于此，仿真技术应运而生，铸造过程仿真成为铸造工程师们日常工作的重要工具。
铸造过程仿真技术是将数学模型应用于铸造过程中的预测和分析，通过计算机仿真模拟出铸铁、铸钢、非铁金属等不同材料在铸造过程中的温度场、应力场、变形场等物理参数，从而实现对铸造过程的模拟与可视化。
仿真技术不仅可以大大缩短铸造周期、降低成本，更可以帮助工程师在设计阶段就对铸件进行评估和优化，大幅提高产品的质量和生产效率。
铸造过程仿真的核心是计算模型，计算模型涉及到材料的力学性质、传热特性、熔体流动特性等多个方面。
通过对计算模型的准确建立和优化，可以获得更真实的计算结果。
此外，还需要对仿真软件有一定的掌握，如何进行仿真条件设定、计算参数调整、结果分析等都需要掌握。
针对铸造过程中的一些典型问题，如翘曲、缩松、未充型、气孔等，可以通过针对性的模拟，找到并改善铸造工艺，优化铸造方案。
例如，通过加入温度传感器、采集实时温度数据、进行实时温度控制，可以减少铸造过程中的变形和热应力，从而避免翘曲问题的出现。
针对气孔问题，可以通过模拟观察铸件内部气流动态，调整浇注方式和浇泼速度，从而降低气体的混入，减少气孔的产生。
除了利用仿真技术进行铸造工艺优化，还可以结合多项优化策略，如优化铸造设计、改进模具结构、采用提高材料液态流动性能的铸造材料等，综合提高铸造产品的质量和生产效率。
总之，铸造过程仿真技术的应用可以大大降低铸造过程中的损失，提高产品质量，同时节约时间和成本，是铸造生产过程中不可或缺的重要工具。
利用三维模拟软件优化轴承座铸造工艺
利用三维模拟软件优化轴承座铸造工艺作者：万兴龙来源：《科学与财富》2015年第22期摘要：采用Solidworks三维软件对美卓矿山机械轴承座及工艺方案进行实体造型，用华铸模拟软件进行模拟，通过比较冒口尺寸及摆放方式，预测了形成缩孔缺陷的不同倾向，比较不同工艺缩孔分布及工艺出品率，优化冒口工艺设计，并解决了原工艺切除冒口后精整的困难，缩短了轴承座精整时间，降低了生产成本，保证了产品工期。
关键词：轴承座数值模拟出品率铸造工艺1、铸件结构特点及技术要求该件为美卓颚式破碎机用轴承座，材质为ZG20Mn2，要求不得有缩孔缩松及影响强度性能的铸造缺陷，铸件要求磁粉和超声波探伤，达到磁粉EN1369 （level 3）和超声波EN12680-1检验标准，铸件结构如图1：2、工艺方案模拟优化根据铸件结构特点，我们设计了多种工艺方案，并利用模拟软件进行模拟。
下面介绍原工艺方案及改进工艺方案。
2.1原方案：按照常规操作方法设置腰型冒口4个，冒口规格为180mm×270mm×235mm，如图2所示。
按此冒口方案进行纯凝固数值模拟，模拟结果如图3所示，铸件本体没有缩孔缩松，工艺出品率为58%，但A面不加工，切割冒口后，精整很困难，耗时耗力，不仅增加了生产成本，而且延长了生产工期，成为该产品的一个生产瓶颈，针对这种情况，我们优化工艺，设计了另一套方案。
2.2改进后方案：为避免A面放置冒口，减少精整阶段不必要的修磨，设计放置2个圆形冒口和2个冷铁，冒口尺寸为φ200mm×500mm，冷铁尺寸为100mm×60mm×40mm，如图4所示。
按此方案进行纯凝固数值模拟，模拟结果如图5所示，铸件本体没有缩孔缩松，工艺出品率为65%，模拟结果表明，改进后的工艺可行，不仅提高产品出品率，而且大大的较低了A面精整阶段的修磨量。
3、生产过程控制模具制作出口美卓的轴承座为我公司定型产品，产品订单较多，模具采用整体木模，为保证吊运、起模方便，在模具上安装起模鼻。
镁合金汽车座椅骨架压铸成形数值模拟与工艺优化
College of Mechanical Engineering of Chongqing University, Chongqing, China
April, 2008
重庆大学硕士学位论文
中文摘要
摘
要
在能源和环境问题日益突出的今天，实现汽车轻量化，对于节约能源、减少 排放、实现可持续发展具有十分积极的意义。作为 21 世纪最令人瞩目的绿色工程 材料，镁合金在汽车轻量化上极具应用前景，已成为各国的研发热点。 镁合金座椅骨架作为大型复杂压铸件，能显著减小汽车总成重量、改善车辆 动力性能和排放、降低噪声和振动、提高行驶稳定性，特别是在汽车受冲击时， 镁合金座椅骨架能够吸收分散更多的能量、防冲击凹陷，使汽车更加安全舒适。 目前、日韩及欧美部分高端车已实现镁合金座椅骨架的商业化应用，而我国镁合 金汽车座椅骨架的开发应用尚未起步。 本文针对现有的结构几乎都是针对与镁合金机械性能及成形方法完全不同的 钢和工程塑料材料设计的现状，对新型镁合金轿车座椅骨架压铸件成形工艺进行 开发探索。主要做了以下两方面的工作： 首先，在材料替代再设计三维数据的基础上，针对座椅骨架的整体结构特点、 结合镁合金材料工艺特性，分析性能结构的成形工艺性，并对工艺及模具进行初 步设计。 其次，借助计算机数值模拟技术对压铸过程进行仿真，通过压铸件充型、凝 固过程的模拟分析结果，对压铸件质量进行有效预测，从而对工艺和浇注系统进 行优化再设计，进一步优化压铸件浇注排溢系统和工艺参数组合，以期在确保压 铸质量的同时提高模具的服役寿命。 至此，镁合金汽车座椅骨架在获得最佳性能结构的同时获得了能确保铸件质 量的最佳工艺结构及工艺参数组合，满足结构件对铸件内在质量的需求，为镁合 金在汽车座椅骨架上的应用奠定了技术基础。 目前， 基于本论文工作的镁合金汽车座椅骨架压铸模正在投标制造， 预计 2008 年下半年将进行小批量试生产。 关键词：镁合金，汽车，座椅骨架，数值模拟，工艺优化
铸造工艺中的模型化设计与仿真研究
铸造工艺中的模型化设计与仿真研究铸造工艺是一种制造零件的重要方法，在工业生产中得到了广泛应用。
然而，铸造工艺中存在许多难以解决的问题，如铸造质量保证、铸造工艺参数选择、模具结构设计等。
这些问题几乎都涉及到铸造的模型化设计与仿真研究。
本文将介绍铸造工艺中的模型化设计与仿真研究的相关内容。
一、铸造工艺中的模型化设计模型化设计是指将实际工件进行三维形式的建模工作，解决有关制造过程的问题。
在铸造工艺中，模型化设计能够为铸造工艺提供多种帮助，具体包括：1. 优化铸造工艺设计模型化设计可帮助工程师更加准确地了解铸造过程，并优化铸造工艺设计。
通过合理分析模型的结构，可以减少铸造过程中的缺陷，提高零件的质量。
2. 提高精度模型化设计可使工程师更好地预测铸造过程，从而提高生产的精度。
铸造过程中的温度、压力等因素都可以通过模型化设计进行可视化和分析。
3. 减少成本模型化设计可以帮助工程师更好地了解制造过程，从而减少不必要的浪费，降低生产成本。
同时，模型化设计还可以加快生产速度，提高工作效率。
二、铸造工艺中的仿真研究仿真研究是指利用计算机模拟技术，对实际物体或过程进行模拟分析，获取有用信息的一种技术手段。
在铸造工艺中，仿真研究主要用于模拟铸造过程的各种参数和条件，对生产效果进行预测和评估。
仿真研究可帮助铸造工程师更加准确地掌握制造过程的要素，从而提高铸造的质量和效率。
1. 铸造温度仿真铸造温度是影响铸件成型的重要因素。
通过仿真研究，可以预测铸造过程中的温度分布及变化情况，并对温度进行调整和控制，从而实现优化铸造效果的目的。
2. 铸造模型仿真在铸造工艺中，铸造模型的合理选择和设计直接影响到零件的质量和生产效率。
仿真研究可以帮助铸造工程师在选择模型、调整结构等方面做出更加科学合理的决策。
3. 铸造过程仿真铸造过程是一个非常复杂的物理过程，涉及到多种因素和参数。
通过仿真研究，可以对铸造过程的温度、流动性、变形等因素进行分析和优化，从而提高到铸件的质量。
铸造工艺优化
铸造工艺优化
铸造工艺是制造产品的重要工艺之一，铸造工艺优化可以提高产品的质量和生产效率。
以下是一些优化铸造工艺的方法：
1.材料选择：选择适合产品要求的合适材料，避免使用次品材料或者劣质材料。
2.设计优化：进行必要的产品设计和结构的优化，避免出现容易出现缺陷的结构或者设计。
3.模具制作：制作高质量的模具，保证模具的精度和寿命，并进行必要的维护。
4.配料准确：严格按照配比制作合适的铸造用料，保证铸件品质和合格率。
5.铸造参数控制：控制铸造时的温度、速度、压力等参数，使得制造的产品品质稳定、可靠。
6.质量检测：进行质量检测，对制品进行抽检和全检，有效地发现产品缺陷和问题并及时改进。
7.现场管理：加强现场管理，对各个环节进行管理和监督，确保铸造工艺的稳定性和可靠性。
通过以上的铸造工艺优化方法，可以提高铸造产品的质量和生产效率。
同时，优化铸造工艺还可以有效地降低制造成本，提高企业的竞争力。
基于CAE技术的铸件的工艺设计及优化
摘要工程中的许多零件的生产都离不开铸造，采用铸造的方式可以生产许多大型的、复杂的零件。
采用铸造方法进行生产的关键是进行模具设计，模具中的浇注系统和铸造工艺参数等因素直接影响铸件最终的质量，若工艺不当，则会在铸件中产生缺陷，极大地影响了铸件的性能。
传统的铸造工艺的确定采用经验确定，若在试制件中产生缺陷时，往往通过经验不断的修模，更改工艺参数，直至产生比较满意的结果。
显然，这样的方法极大的降低了工作效率，增加了成本，且产生的结果未必能达到满意的效果。
随着计算机硬件性能的不断提高，软件的不断开发、扩展，CAE技术不断应用到铸造生产中去。
应用CAE技术彻底的改变了传统的修正方法，仅仅借助于商业化的CAE 软件就可以分析、模拟出铸件在成型过程中的真实情况，尽管未必能百分之百的反映整个成型过程，但是由于数值算法的不断改进，尤其是大量性能强大的商业化的专业软件的不断涌现，模拟情况越来越接近真实水平，同时，通过将模拟分析的改进运用到工程当中确实起到了很好的效果。
数值模拟技术为铸造过程中的工艺优化起到了很好的指导作用。
本文通过在CAD软件中建立产品的三维模型及铸造工艺图，将其导入到CAE软基金暗中进行仿真模拟。
重点分析了所选择的铸件浇注系统的设计过程，并利用铸造专业软件华铸CAE分析了其充型和凝固过程，通过软件的后置处理程序分析了缺陷产生的位置，根据理论分析采取相应的工艺进行改进，改进后确实减少和消除了缺陷的产生，最终形成了一套合理的工艺。
可见，CAE技术对铸造工艺的设计和优化有着极大的作用。
关键词：铸造；数值模拟；优化；CAE第一章绪论1.1 课题背景及意义任何机械产品毛坯的产生都离不开铸造，铸造使生产机械产品毛坯的主要方法，它在国民经济中扮演着极其重要的作用。
各行各业都离不开铸件，如大到航空航天中的运载火箭，航海中的船舶，陆上交通运输中的火车、汽车等，小到人们日常生活中的五金、小家电等都需要铸件[1]。
铸造即是指将熔融的金属液注入事先准备好的型腔中使之冷却、凝固成型的方法[2]。
铸造工艺中的数值模拟与优化研究
铸造工艺中的数值模拟与优化研究第一章：引言铸造工艺是制造业中一项重要的制造技术，它涉及到金属材料的熔化、铸型和凝固等过程。
随着现代科学技术的不断发展，数值模拟与优化研究成为铸造工艺改进的重要手段。
本文将从数值模拟和优化两个方面进行研究，以探索如何利用现代技术提高铸造工艺的效率和质量。
第二章：数值模拟在铸造工艺中的应用数值模拟是通过使用计算机模拟铸造过程中的物理现象和工艺参数，以预测和改进铸造工艺的一种方法。
在铸造过程中，流体力学、传热学和固相变化等多种物理现象相互作用，对铸件的性能和质量产生重要影响。
利用数值模拟方法可以定量地解决这些问题，并优化铸造工艺参数。
3.1 流体力学模拟铸造过程中，熔融金属流动的方式和路径对铸件质量和内部缺陷的形成有重要影响。
数值模拟可以利用计算流体力学（CFD）方法，分析流动行为、温度分布和气体冲击等因素，并通过调整浇注方式、浇注温度和铸型设计等工艺参数，优化铸造工艺，减少缺陷的产生。
3.2 传热学模拟铸造过程中的热传递对铸件的凝固和晶粒生长等过程起着重要作用。
数值模拟可以使用传热学模拟方法，分析热能在铸件中的分布和传递方式，进而优化冷却方式、浇注温度和浇注速度等工艺参数，控制铸件的凝固过程，改善铸件的组织和性能。
3.3 固相变化模拟铸造过程中，熔融金属的凝固过程会引起固态相变。
数值模拟可以模拟和预测这些相变过程，通过调整铸造参数，使固态相变能够更加均匀地进行，从而提高铸件的力学性能和组织均匀性。
第三章：优化方法在铸造工艺中的应用优化方法是指通过数学模型和算法，寻找最优解或接近最优解的一种方法。
在铸造工艺中，优化方法可以应用于铸造工艺参数的调整和铸造工艺方案的选择。
4.1 参数优化在铸造工艺中，有许多参数需要进行调整，如浇注温度、浇注速度、尺寸设计等。
优化方法可以通过建立数学模型，以最小化铸件的缺陷和提高铸件的性能为目标，确定最优的工艺参数。
4.2 工艺方案优化铸造工艺方案的选择对于铸件的质量和产能起着决定性作用。
铸造工艺与铸件形貌优化
铸造工艺与铸件形貌优化【导言】铸造是制造业的主要工艺之一，在各个领域都有着广泛的应用。
然而，如何优化铸造工艺与铸件形貌，提高铸件的品质和生产效率，一直是铸造领域的研究热点。
本文将从铸造工艺、铸件形貌和优化方法三个方面探讨该问题。
【铸造工艺】铸造工艺是指在一定的温度范围内，通过熔融金属或合金，在铸型中浇注成型连续生产铸件的工艺。
其主要过程分为模具制备、铸造、清理和检验等环节。
其中，模具制备是铸造工艺成功的关键环节之一。
模具质量的好坏直接影响到铸件的准确度和表面质量。
除此之外，冷却和浇注系统的设计也至关重要。
合理的冷却系统可以保证铸件的质量和表面光洁度，并且可以提高生产效率。
而浇注系统的设计则直接影响到铸件的形状和尺寸。
因此，在进行铸造工艺时，必须要精确计算和分析模具和浇注系统的各项参数，以达到最佳效果。
【铸件形貌】铸件的外形、尺寸和表面质量是评定铸件质量的重要指标。
优秀的铸件形貌不仅可以提高铸件的实用价值，而且也是铸造领域实施精益制造的重要手段之一。
铸件的外形直接受到模具形状、浇注系统设计和铸造温度等因素的影响。
而铸件的尺寸则在铸造过程中难以控制，但可以通过模具分析、现场工艺稳定性控制等手段进行控制。
在铸件表面质量方面，可以通过表面处理或改善浇注和冷却系统设计来实现。
【优化方法】为了优化铸造工艺和铸件形貌，可以采用多种优化方法。
具体来说：1. 模具制备方面，应该采用先进的设计软件和仿真系统，对模具的结构、材料、加工精度等方面进行优化。
2. 在铸造过程中，应该结合现场工艺控制和数据分析，进行qualitygate 的过程控制。
3. 在浇注和冷却系统的设计中，应该采用先进的数值模拟技术和试验方法，对系统参数进行优化。
4. 针对铸件表面质量进行优化，可以采用电解抛光、研磨抛光等表面处理方式，或者调整浇注和冷却系统的参数以实现表面光洁度的提高。
5. 同时，还要注意保护现有的环境资源，采用可循环利用的成本结构方式。
座体铸造工艺设计及其模拟优化
铸造过程计算机辅助分析模拟综合实验题目：座体铸造工艺设计及其模拟优化学院：机械工程学院专业：材料成形及控制工程班级：姓名：学号：指导教师：2014年3月10日目录第一章.零件简介 (2)1.1 零件基本信息 (2)1.2技术要求 (4)第二章.基于UG零件的三维造型 (4)2.1软件简介 (4)2.2 零件的三维造型图 (5)第三章.铸造工艺方案的拟定 (5)3.1工艺方案的确定 (5)3.2型（芯）砂配比 (5)3.3混砂工艺 (6)3.4 铸造用涂料、分型剂及胶补剂 (6)3.5熔炼设备及熔炼工艺 (7)3.6分型面的选择 (6)3.7 砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定 (7)3.8铸造工艺参数的确定 (7)第四章.砂芯设计及排气 (8)4.1芯头的基本尺寸 (8)4.2砂芯设计尺寸见下工艺图 (9)第五章.浇注系统设计................................................... 错误!未定义书签。
5.1浇注系统的类型及选择................................... 错误!未定义书签。
5.2浇注位置的选择................................................ 错误!未定义书签。
5.3浇注系统各部分尺寸的计算 .......................... 错误!未定义书签。
5.4合金铸造性能分析............................................ 错误!未定义书签。
5.5 设计计算步骤 ................................................... 错误!未定义书签。
5.6出气孔 (14)5.7铸件工艺出品率 (14)第六章.模拟仿真部分 (15)6.1充型模拟 (15)6.2凝固模拟 (15)第七章.结论及优化方案 (16)第八章.小结 (16)主要参考文献： (17)摘要本文通过对座体零件图的深入分析，根据零件的形状、尺寸、材料等特点，采用传统设计方法与计算机辅助设计相结合的方式对零件的铸造工艺进行设计。
冲击座铸造工艺设计及优化_赵艺
2 浇注系统设计与模拟
2.1 浇注系统设计内容
用基本搭接形式，立式浇注，浇注系统截面积确定，依据铸件重量，计算出浇注系统尺寸，得 出各部分截面积尺寸[2]。两种浇注方案实体如图 2 所示。计算按（1）进行。
A 阻=GL/kts’ （1） 式中，GL—流经截面的金属液质量； A 阻—阻流截面面积； t—浇注时间（s）； s’—金属液流动系数； t=CGL½。 查表 1[3]系数 C、k 值和铸件相对密度的关系[2]得出，C=1.0，k=0.7
3 冒口和冷铁设计
3.1 冒口设计
冒口的形状直接影响补缩效果，在设计冒口时应该使冒口相对散热面积越小越好。球形冒口最 理想，但制作较麻烦，实际生产中应用最多的圆柱形和椭圆形冒口。根据本件的特点，使用明冒口， 采取顺序凝固，相比暗冒口有利于更好的观察补缩情况[5]。冒口位置如图 4 所示。
图 4 冒口的三维实体
冲击座铸造工艺设计及优化
赵艺，杨军，陈美玲，陈彪
（大连交通大学 材料科学与工程学院，辽宁 大连 116028）
摘要：根据冲击座结构特点设计铸造工艺方案，应用数值模拟软件在设计过程中进行模拟分析。随着计算机技术和
数值模拟计算技术的发展，利用数值模拟软件对铸造工艺进行模拟分析已经成为了提高铸造生产效率与质量的重要 方法。 关键词： 冲击座，工艺，数值模拟
传统铸造工艺设计过程往往过于依赖于经验，在铸件结构简单和铸造相似铸件时经验可能起到 一定作用。但在生产大型、复杂且无相关经验时，只能通过反复工艺试验来实现工艺的合理性。当 工艺出现重大失误时，很可能将原设计彻底推翻，这样一来工作量大且效率低。
近年来，铸造过程计算机模拟技术得到飞速发展，使得通过铸造模拟来确定铸造工艺成为可能。 铸造过程计算机模拟可以减少或取消新产品的工艺试验，有效地避免可能出现的铸造缺陷，保证工 艺的可靠性，缩短新产品的试制周期。本文分析采用铸造数值模拟软件，通过对冲击座铸造工艺设 计的模拟分析，以确保铸造工艺趋向合理[1]。
Y2—400机座的铸造工艺设计与优化
Y2—400机座的铸造工艺设计与优化琚子来刘振旭赵维民(河北工业大学)摘要：由均衡凝固理论计算铸件的模数，确定冒口。
在此基础上进行工艺设计，确定浇注系统，对设计好的浇注系统进行温度场和流动场的模拟，根据温度场的分布进行工艺改进，达到很好的效果。
关键词：机座工艺优化Y2—400机座属于大型铸件。
普通的砂型铸造进行生产比较麻烦，用模拟的方法来优化铸造工艺，对于铸件的生产可以节省大量的人力和物力。
1铸件的特点铸件的材质是HT200,毛坯约重976.8kg（如图1）。
铸件壁厚不均匀，属厚壁大件，空腔不是很多，但表面的散热片比较多，形状比较复杂，铸件的平均壁厚约为20mm，最小壁厚8mm。
体积较大，容易产生缩孔缺陷。
加工也比较麻烦。
浇注温度取一般的浇注温度1350℃。
由于该铸件尚未生产过，故先采用手工造型2浇注系统设计(1)浇注位置及分型面的选择铸件基本上是圆桶形的，应使铸件呈直立放置，且全部置于同一半型内(如图2)(2)浇注系统的选择任何铸铁件的补缩工艺设计，都应该以自补缩为基础。
一个需要设置冒口补缩的铸件，也要充分利用石墨化膨胀自补缩，通过计算确定为无冒口浇注。
通过计算浇道的尺寸确定浇注系统如图3所示”。
3流动场和温度场的模拟流动场的模拟(如图4)可以看到铸件是能充满的，再进行温度场的模拟(如图5)，可以看到在最后凝固的时候直浇道的对面温度较高，缩孔也主要集中在部分(如图6)。
4原有工艺的优化(1)将与横浇道相连的直浇道延长到对面部分上，同时在最后充型时温度较高的部分添加冷铁，设计的缩孔显示如图7。
分析：采用加冷铁的方法，效果也不是很理想，虽然原来部分的缩孔减少了，但总的量还是没怎么减少，说明这种方案也是不行的。
(2)采用从中间浇注的方法。
加冷铁的结果显示，在原来的缺陷部分仍存在很多的缺陷，故采用从中间浇注的方法浇注，一方面可以缩短直浇道和铸件的距离，另一方面可以让铸件从两侧同时凝固，以变它的温度场分布，来达到优化的目的。
铸造成形工艺的研究与优化
铸造成形工艺的研究与优化一、铸造成形工艺简介铸造成形工艺是制造工业中最古老的一种工艺，也是大规模生产铸件最常用的一种技术手段。
它的主要功能是将熔化的金属或合金液体浇注至铸型中，在冷却后得到期待形状和性能的制品。
铸造成形工艺广泛应用于汽车制造、机器制造、航空制造等领域。
二、铸造成形工艺的优化（一）原材料选择制造铸件时，选用质量好的原材料是非常重要的。
合适的合金成分可以显著提升铸件的力学性能、化学性质以及耐腐蚀性。
因此，在原材料选择上应尽可能选用正确的材料，严格执行所选材料的化学成分标准。
（二）铸型制造铸型的优劣直接影响最终铸件的质量。
铸型的精度、表面光洁度以及孔隙度等参数都是制造铸件时要考虑的重要因素。
为了制造出质量上佳的铸型，可以采取以下措施：1.采用高精度加工技术，保证铸型尺寸精度和表面质量。
2.选用高质量的模具材料，以提高铸型的耐磨性和韧性。
3.使用适当的涂料以提高铸型的表面质量。
（三）浇注工艺浇注工艺是铸造成形工艺中最为重要的一个环节。
其中，液体金属的温度、流动速度、气氛、浇注口的尺寸和位置均对铸件的质量产生重要影响。
因此，在铸造过程中，应确保炉温适宜、浇注速度匀速、浇注口位置合理以及浇注柄须保持清洁等操作。
（四）冷却工艺冷却工艺对于铸件的性能和塑性有着很大的影响。
在冷却过程中，应确保铸件内部和外部的温度均匀，以防止内部产生裂纹和应力。
同时，冷却过程应慢，避免铸件收缩过快引起缺陷。
（五）去除毛刺和气孔在冷却后，铸件表面通常会残留一些毛刺和气孔。
为了保证铸件的表面质量，在这一步骤中应用采用适当的砂轮去除毛刺和气孔。
三、铸造成形工艺的研究铸造成形工艺的研究主要包括微观组织、晶体学、力学性能等方面。
其中，微观组织和晶体学研究对于塑性和断裂性能的理解起着很重要的作用。
其中含有相互作用的金属相、晶界锁定、晶内纳米级和亚微米级物质在金属粘结和拉伸时起着重要作用。
因此，研究这些方面对于铸造成形工艺的改善起到了至关重要的作用。
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铸造过程计算机辅助分析模拟综合实验题目：座体铸造工艺设计及其模拟优化学院：机械工程学院专业：材料成形及控制工程班级：姓名：学号：指导教师：2014年3月10日1 / 20目录第一章.零件简介 (2)1.1 零件基本信息 (2)1.2技术要求 (5)第二章.基于UG零件的三维造型 (6)2.1软件简介 (6)2.2 零件的三维造型图 (6)第三章.铸造工艺方案的拟定 (7)3.1工艺方案的确定 (7)3.2型（芯）砂配比 (7)3.3混砂工艺 (8)3.4 铸造用涂料、分型剂及胶补剂 (8)3.5熔炼设备及熔炼工艺 (9)3.6分型面的选择 (6)3.7 砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定 (7)3.8铸造工艺参数的确定 (7)第四章.砂芯设计及排气 (8)4.1芯头的基本尺寸 (8)4.2砂芯设计尺寸见下工艺图 (9)第五章.浇注系统设计.................... 错误!未定义书签。
5.1浇注系统的类型及选择 ............... 错误!未定义书签。
5.2浇注位置的选择..................... 错误!未定义书签。
5.3浇注系统各部分尺寸的计算 ........... 错误!未定义书签。
5.4合金铸造性能分析 ................... 错误!未定义书签。
5.5 设计计算步骤....................... 错误!未定义书签。
5.6出气孔 (14)5.7铸件工艺出品率 (14)第六章.模拟仿真部分 (15)6.1充型模拟 (15)6.2凝固模拟 (15)第七章.结论及优化方案 (16)第八章.小结 (16)主要参考文献： (19)摘要本文通过对座体零件图的深入分析，根据零件的形状、尺寸、材料等特点，采用传统设计方法与计算机辅助设计相结合的方式对零件的铸造工艺进行设计。
分析并确定采用卧式造型合箱，底注式浇注的砂型铸造工艺方案；确定了铸铁件的凝固原则、浇注位置和分型面等；确定了座体铸铁件的铸造工艺参数并计算了其体积和重量；设计并计算了箱盖砂型铸造的浇注系统；绘制了座体砂型铸造工艺图、UGIII / 20铸件图、合箱图等；并采用华铸CAE模拟软件进行模拟分析。
整体得到了一套生产该灰铸铁箱盖的砂型铸造工艺文件。
关键词：座体;砂型铸造；工艺设计；模拟分析。
箱盖铸造工艺设计及其模拟优化第一章.零件简介1.1 零件基本信息零件名称：座体铸件。
零件材料：HT200。
产品生产纲领：单件小批量生产。
结构：属厚、薄均匀的小型座体。
根据相关资料查得HT200具体成分及其含量如表所示。
表1.1.1 HT200化学成分表（质量分数，%）CSi Mn P S Cr3.3~3.5 51.95~2.150.60~0.90≤0.08≤0.120.15~0.30表1.1.1 HT200材料的力学性能抗拉强度/MPa硬度/HB延伸率/%≥200170~241≥10座体零件图：图1-1 座体零件图 1.2技术要求5 / 20(1) 结构特点及使用要求该零件结构简单，壁厚均匀为10mm，座体外形整体较大长约255mm，宽190mm，高172.5mm。
材料为灰铁，流动性较较好，收缩大，所以在浇注时容易产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、热裂、内应力以及变形和冷裂等缺陷。
（铸件体积V=1791168.0543mm3 ，质量m=13.824kg。
(2) 铸件技术要求铸造圆角R3～R5；第二章.基于UG零件的三维造型2.1软件简介UG NX[2]是由Siemens PLM Software发布的集CAD/CAM/CAE 一体化解决方案软件，它涵盖了产品设计、工程和制造中的全套开发流程。
NX 产品开发解决方案完全支持制造商所需的各种工具。
NX 与 UGS PLM 的其他解决方案的完整套件无缝结合，这些对于 CAD 、 CAM 和 CAE 在可控环境下的协同、产品数据管理、数据转换、数字化实体模型和可视化都是一个补充。
本件采用UG NX进行三维立体建模使工艺设计直观形象，便于后续分析、模拟及加工等过程的管理与控制。
2.2 零件的三维造型图通过运用NX8.5对零件进行立体建模得到如图2-1所示三维图。
图2-1零件的三维造型图第三章. 铸造工艺方案的拟定3.1工艺方案的确定[1]座体材质为灰铸铁HT200,该铸件属于薄壁小型件，无需开设冒口,成品率高。
生产纲领为单件小批量生产可采用砂型铸造，铸型和型芯都采用呋喃树脂自硬砂，每箱一件，乙醇涂料，造型时按模型材质选择合适的脱模剂。
采用树脂砂的优点有：强度高，可自硬，精度高，铸件易清理，生产效率高等特点。
3.2型（芯）砂配比根据零件结构及生产要求，该铸件采用呋喃树脂自硬砂造型、造芯即可，具体数值参考型、芯砂配比如表3.1和表3.2所示。
表3.1 型砂配比（配比重量Wt%）成新砂再生F700呋喃树固化剂附加物氧化7 / 20表3.2芯砂配比（配比重量Wt%）表中催化剂含量为占树脂砂的百分比。
3.3混砂工艺合理地选用混砂机，采用正确的加料顺序和恰当的混砂时间有助于得到高质量的树脂砂。
树脂砂各种原料称量要准确，其混砂工艺如下：砂+出砂上述顺序不可颠倒，否则局部发生剧烈的硬化反应，缩短可使用时间，影响到树脂砂的使用性能。
砂和催化剂的混合时间应以催化剂能均匀的覆盖住沙粒表面所需的时间为准。
3.4 铸造用涂料、分型剂及胶补剂铸造涂料在铸型和砂芯的表面上形成耐火的保护层，避免铸件产生表面粗糙、机械粘砂、化学粘砂以及减少铸件产生与砂子有关的其它铸造缺陷，是改善铸件表面质量的重要手段之一。
虽然采用涂料增加了工序和费用，但使用涂料之后，不仅铸件表面光洁，也减少了缺陷降低了清理费用，增加了铸件在市场上的竞争力，综合效益得以提高。
为满足要求可选水溶性涂料，根据生产纲领选用手工刷涂的方式施涂。
铸造用分型剂可在造型造芯过程中在模样、芯盒工作表面覆盖一薄层可以减少或者防止型砂、芯砂对模样或芯盒的粘附，降低起模力，以便得到表面光洁、轮廓清晰的砂型或砂芯，可手工涂涂柴油。
如砂型或砂芯出现裂纹、孔洞、掉角以及不平整等缺陷可用胶补剂进行修补，以提升生产效率。
对自硬树脂砂可用同种自硬砂+修补膏+胶合剂进行修补。
3.5熔炼设备及熔炼工艺熔炼设备：为保证获得化学成分均匀、稳定且温度较高的铁液，满足生产需要这一前提，在大批量流水生产中，宜采用冲天炉-电炉双联熔炼工艺。
它可以保证出炉铁液温度在1500℃以上，温度波动范围小于等于＋（-）10℃，化学成分（质量分数）精度达到△C小于等于＋（-）0.05%，△Si小于等于＋（-）0.10%。
9 / 20熔炼工艺：(1) 废钢加废钢可明显提高灰铸铁基体中D型石墨和初生奥氏体的数量；加废钢能促进初生奥氏体的形核及长大；可增加铸件的强度和孕育。
（2）出炉温度和浇注温度出炉温度一般都控制在1400~1450℃之内，浇注温度一般控制在1370~1440℃。
（3）孕育处理为改善石墨形态和材质的均匀性，孕育处理是十分重要的。
孕育的作用为消除白口、改善加工性能，细化共晶团、获得A型石墨，使石墨细化及分布均匀，改善基体组织、提高力学性能，减小断面敏感性。
综合孕育剂选择的主要两个因素：满足工艺性及性能、金相组织的需要；避免铸件产生气孔、缩松、渗漏等缺陷。
由于75SiFe瞬时孕育效果好，溶解性能优良，故此铸铁熔炼采用此方法。
第四章铸造工艺设计4.1、铸件零件图图4-1-1 铸件零件图4.2、分型面与浇注方式的确定4.2.1、分型面的选择该零件几何结构较为简单，采用底浇注式的方式浇注，既满足要求，又使得浇注系统的设计简化，充型平稳，减少夹渣、缩孔，有利于浮渣。
不需要再设计冒口，同时可以提高工艺出品率，合箱简单，非常适合单件、小批量的造型成型。
分型面选择如图4-2-1所示：图4-2-1 分型面的选择位置4.2.2、浇注位置的选择该零件大体轮廓属于环形构造，根据型芯情况，结合分型面的选择，决定采用底注式的浇注方式，浇注位置如图4-2-2所示。
11 / 20图4-2-2 铸件浇注位置4.2.3、主要的铸造工艺参数（1）铸件尺寸公差和重量公差该铸件材质为HT200，手工造型，经查得，铸件的尺寸公差等级为11级；重量公差等级为13级，该铸件的重量公差为24％[3]。
（2）机械加工余量该铸件为铸铁（HT200)件，砂型人工造型，经查加工余量等级为H，经查得，加工余量取7。
（3）铸造收缩率由于铸件的固态收缩(线收缩)将使铸件各部分尺寸小于模样原来的尺寸，因此，为了使铸件冷却后的尺寸与铸件图示尺寸一致，则需要在模样或芯盒上加上其收缩的尺寸。
加大的这部分尺寸为铸件的收缩量，一般用铸造收缩率表示。
经查可知该铸件的线收缩率为1.0％。
（4）不铸出孔因为采用的是单件小批量生产，零件图中的螺纹孔太小，需铸出孔要大于或等于30-50，所以该零件的孔都不能铸出，铸件图如图4-2-3所示：图4-2-3 铸件图三维图4.3、砂芯设计对于该零件有中空结构，因此需要在铸造时使用砂芯成型。
对于砂芯的要求，应具有足够的强度和刚度。
型芯设计和浇注系统放置如图4-3-1所示：如图4-3-1 型芯和浇注系统的位置4.4浇注系统设计13 / 204.4.1、浇注系统的选择原则该铸件为铸铁中小型铸件，壁厚均匀，根据铸铁件生产要求及特点，根据铸造工艺学表3-4-12选择封闭式（Ⅱ）浇注系统。
取∑S内：∑S横：∑S直=1:1.1:1.154.4.2 浇注系统的尺寸确定每个铸件质量13.824kg，共布置1件。
铸件出品率按30%估计，则型腔内金属质量为13.824/0.3=45.16kg。
(1)、确定浇注时间和浇注速度q=Bбpmn—浇注时间（S）m—铸件质量或浇注金属质量（kg）б—铸件壁厚（mm）查表计算可得浇注时间为15s(2)、计算内浇道截面积由公式：G—包括浇冒口在内的铸件总重量；一充填一个型腔的时间；一每个铸件的平均计算压力头，查表得到取值为30cm。
根据铸件情况，n取0.05经过上面公式计算和结合铸造工艺手册可得到内浇道最小总截面积约为61.2,所以取内浇道的截面积为60，一共两个内浇道，每个内浇道为30。
采用梯形断面内浇口主要考虑到是从铸件后凝固处引入，内浇口可以很好的起到补缩的作用。
采用a=h的体形尺寸，可得出内浇道截面尺寸如下表：表4-4-1 内浇道截面尺寸内浇道截面积()h(mm)a(mm) b (mm)3082428图4-4-1 内浇道界面形状(3)直浇道及横浇道尺寸该铸件属于中小型铸件，采用封闭式浇注系统，根据铸造工艺手册可得直、横、内浇道截面积比为1.15:1.1:1。
根据浇注质量为45.16Kg可得直浇道总截面积为50-60，所以取直浇道截面积为25。