技術案例一：鑄件結構工藝設計系統讓鑄型和澆注系統設計不再困難
行業背景
鑄件結構工藝設計是設計到制造的重要環節，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，工藝結構參數主要通過手工計算或經驗類比方法獲得，效率較低；根據工藝結構參數，使用通用三維CAD軟件創建鑄造模型、模具及澆注系統時，由于缺乏專業建模工具，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。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，曾經使用通用三維CAD進行工藝設計，但通用CAD軟件沒有專業的工藝結構參數計算和設計工具，只能依賴手工計算或經驗類比，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，已經開始采用某國外三維CAD系統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
該企業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系統鑄造工藝模塊基礎上進行定制開發，主要定制的內容包括：
（1）加強冷鐵設計系統功能：提供在鑄件附近設計創建隨型實體的功能，可根據熱節分析快速創建冷鐵。
圖 冷鐵創建示意
（2）鑄型設計：通過選定鑄件、冒口、冷鐵、澆注系統，設置砂箱材料，計算列出幾何尺寸并線框顯示，尺寸規整設置，自動創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）增加熱節分析模塊，進行模數計算，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：創建鑄件型芯與砂箱結合部的結構創建，實現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節，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，工藝結構參數主要通過手工計算或經驗類比方法獲得，效率較低；根據工藝結構參數，使用通用三維CAD軟件創建鑄造模型、模具及澆注系統時，由于缺乏專業建模工具，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。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，曾經使用通用三維CAD進行工藝設計，但通用CAD軟件沒有專業的工藝結構參數計算和設計工具，只能依賴手工計算或經驗類比，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，已經開始采用某國外三維CAD系統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
該企業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系統鑄造工藝模塊基礎上進行定制開發，主要定制的內容包括：
（1）加強冷鐵設計系統功能：提供在鑄件附近設計創建隨型實體的功能，可根據熱節分析快速創建冷鐵。
圖 冷鐵創建示意
（2）鑄型設計：通過選定鑄件、冒口、冷鐵、澆注系統，設置砂箱材料，計算列出幾何尺寸并線框顯示，尺寸規整設置，自動創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）增加熱節分析模塊，進行模數計算，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：創建鑄件型芯與砂箱結合部的結構創建，實現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。
? • 澆注系統設計方法：
? • 轉包澆注時澆注系統設計；
? • 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，自動創建等距模型可與鑄件結合或分離，實現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
專業化的鑄造工藝設計解決方案，積累了企業特有的專業化設計知識經驗。
友好的人機對話操作，專業的設計計算與建模向導，將參數化三維CAD設計與鑄造工藝知識相融合，實現鑄件工藝模型的高效創建。
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、模數計算、熱節分析和澆冒系統設計等。
熱節分析、冒口尺寸、澆注系統計算結果準確，經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。它擁有優秀的前后處理系統和有限元逆算法、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年發布首個商業版本以來得到了企業的廣泛認同，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優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，FASTAMP功能以模擬結果準確，計算時間較短，用戶界面直觀，出色的穩定性著稱。在節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，雙方合作實現在SINOVATION平臺上的集成，華天軟件將Fastamp納入SINOVATION沖壓模具行業解決方案中向市場推廣。
開發內容：
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，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。它擁有優秀的前后處理系統和有限元逆算法、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年發布首個商業版本以來得到了企業的廣泛認同，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優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，FASTAMP功能以模擬結果準確，計算時間較短，用戶界面直觀，出色的穩定性著稱。在節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，雙方合作實現在SINOVATION平臺上的集成，華天軟件將Fastamp納入SINOVATION沖壓模具行業解決方案中向市場推廣。
開發內容：
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，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模的分析和模擬。
效果反饋：
FASTAMP是專業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提供了最佳解決方案。由于零件數據、工藝數據和模擬數據均保存在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。
魯公網安備 37010502001727號