传统铸造工艺
传统铸造工艺范文第1篇
关键词：快速成型；铸造；石膏型；覆膜砂；冷冻铸造
一、快速成型技术简介
快速成型技术（RP，Rapid Prototyping）是 20 世纪 80 年代末期发展起来的先进制造技术的重要组成部分，它的最大特点就在于其制造的高柔性，即无需任何专用工具，由零件的CAD 模型，直接驱动设备完成零件或零件原型的成形制造；只需改变零件的CAD模型，就能很方便的获得相应的零件或原型[1]。
目前快速成型技术在“分层制造”思想的基础上，己出现了几十种工艺。现今比较成熟并已经投入商品化生产的工艺主要有以下几种：
① 固化成型（SLA-stereo Litho-rapid Apparatus）工艺，基于液态光敏树脂的光聚合原理工作，它是以热固性光敏树脂等为材料的薄板实体制造。
② 叠层实体制造（LOM-Laminated Object Manufacturing）工艺，又称薄型材料选择性切割工艺，是以纸、金属箔、塑料等为材料的薄板实体制造。
③ 选择性激光烧结（SLS-Selected Laser Sintering），是利用红外线激光来提供热量，熔化热塑性材料以形成三维零件。
④ 熔积成型（FDM-Fused Deposition Modeling），又称丝状材料选择性熔覆，是以石蜡、塑料、低熔点金属为材料的熔丝堆积造型。
⑤ 固体基础固化（SGC-Solid Ground Goring）是利用 UV 射线（紫外线），通过玻璃罩照射在树脂表面，使零件截面形状固化的造型。
二、快速成型技术在工艺品铸造中的应用
工艺品铸造是最重要的制造生产金属工艺品的技术之一，传统金属工艺品的制作方法一般是熔模铸造，这种工艺方法过程复杂，而且只适用单件生产，而且制作成本比较高，所以要铸造出一件完美的工艺品件，也不是一件容易的事。将快速成型技术与铸造技术结合起来，采用快速成型技术直接或间接完成铸型的制造，将大大提高铸件的柔性，使铸造技术在制造柔性方面发生巨大的变化和明显提高。
采用快速原型的离散-堆积成形原理与工艺完成铸型制造的技术与方法称为RP铸型制造。RP铸型制造又可分为间接RP铸型制造和直接RP铸型制造，前者运用RP技术所完成的仅是铸型的原型，需进一步地翻制和转换才能获得用于浇注的铸型，如硅胶型、石膏型和陶瓷型等，故称为间接RP铸型制造；后者运用RP技术直接完成可供浇注的铸型，如裹覆砂型、树脂砂型等，称为直接RP铸型制造。下面分别介绍几种用于铸造的快速成型技术：
（一）基于快速成型方法的石膏型精密铸造方法
快速成型技术与精密铸造技术相结合，为铸造模具快速设计与制造提供了新途径，并大大提高铸造生产的柔性，其中将RP原型运用到石膏精密铸造技术中就是新发展之一。
快速成型技术与石膏型精密铸造相结合主要有两种途径：一种是采用LOM、FDM、SLS 或SLA工艺制造的原型作为母模或硅橡胶中间转化模，进行石膏型拔模精密铸造来获得所需的工艺品。由于最终的得到零件或模具是RP原型翻制模，即RP原型与生产出的铸件互为铸件、铸型关系，结构正好相反，因而被称为间接RP-石膏型制造工艺[2]；另一种是采用RP原型作为主模型，翻制硅橡胶，采用硅橡胶翻制蜡型或直接采用LOM等工艺制造的原型，进行石膏型熔模精密铸造，铸造最终产物与RP原型尺寸、结构完全相同，是RP原型不同材质的翻版，因而称为直接RP-石膏型制造工艺[3]。
（二）基于覆膜砂激光快速成型方法的铸造方法
覆膜砂具有加热固化的特点，其固化温度一般为200～280℃。当激光扫描覆膜砂时，表面的覆膜砂吸收的光能转化成热能并向深层的覆膜砂传播，使固化温度范围内的砂粒发生固结。
利用覆膜砂过热炭化失效的特点，可以产生一种基于激光束轮廓线扫描直接获得覆膜砂铸型的方法。首先利用CAD软件，在计算机中建立要加工零件的三维立体模型，并用分层切片软件对其进行处理，得到不同高度上每一截面层的平面几何信息。CAD/CAM系统根据截面信息生成x-y激光束在各层粉末上的数控运动指令。在计算机的控制下，按照截面轮廓的信息，在粉末上扫描出截面形状，激光的功率要足够大，使得轮廓边界处的粉末完全炭化而失去固化作用，逐层扫描直至堆积出零件的三维曲面结构的分型面。按照覆膜砂固化工艺条件的要求对砂箱内型砂进行加热固化，使固化后的覆膜砂沿着分型面分型，就可得到目标铸型[4]，其后铸型即可用来浇注金属而得到所需的工艺品。
（三）基于快速成型方法的冷冻铸造方法
冷冻铸造技术在国内外都尚处于起步阶段，有资料报道的只有美国的 Duramax 公司在 1991年开始致力于冷冻铸造工艺 （Freeze Casting Process）的研究，并申请了美国专利。另外， 近些年有些研究者将快速成型技术（RP） 和冷冻铸造技术结合起来，形成了快速冷冻工艺（Rapid Freeze Prototyping） 并取得了一定的进展，具有代表性的是美国的密苏里大学和中国的清华大学。
用 RFP 技术制作冰模的工艺流程与FDM（ 熔丝沉积） 类似，只是成形材料为水，并且要在冷冻环境下成形[5]。首先在计算机中用RFP成形机可接受的软件系统对冰模进行三维造型，然后用切片软件将三维图形离散成二维图形，根据成型件的二维几何模型的层片信息，在计算机精确控制下用特种喷头喷射出水滴，再在冷冻状态下逐层堆积得到冰模。RFP系统包括运动系统、喷射系统、控制系统和低温成形室。由于水是一种粘度低、流动性好的液体，为得到尺寸精度高、表面光洁的冰模，喷头必须能够喷射出足够细微的水滴。
冷冻冰模可以用于陶瓷型和熔模铸造，而这两者都可用来生产金属工艺品。用冷冻冰模翻制铸型与传统的陶瓷型和熔模铸造工艺的主要区别是：一些工序必须在低温环境中进行。造型材料必须为适应低温环境作出相应调整或重新选择。目前，较多的研究集中在熔模铸造中。
三、总结
本文在介绍了快速成型的基本原理和工艺方法的基础上，论述了几种用于工艺品铸造上的快速成型方法。在当今技术创新、技术融合的大背景下，将快速成型方法引入传统工艺品铸造生产中，必然会产生出更加适应现代经济社会发展的新型铸造工艺，也将对传统铸造工艺的升级提高起到良好的助力作用，从而使得铸造行业获得科学发展、可持续发展。
参考文献：
[1]吴志超，叶升平，等.快速成型技术及其在铸造中的应用（二）[J].中国铸造装备与技术，2002，（3）：23-25.
[2]张丽桃.基于RT技术的石膏型快速金属模具的研制[J].华北航天工业院学报，2005，（15）：13-15.
[3]苗红顺，王高潮，等.基于选域激光烧结技术的石膏型精密铸造工艺研究[J].热加工工艺，2006，（35）：55-57.
传统铸造工艺范文第2篇
摘要：本文介绍了CA精密铸造工艺。重点阐述了计算机辅助工程，包括三维CAD、凝固过程数值模拟等在精密铸件研制过程中的应用。IDEAS可以方便地进行三维设计或逆向工程，获得三维模型，然后通过快速成型技术，能迅速得到铸造原型;用ProCast对铸件的浇注工艺进行模拟，以优化浇注参数，消除铸造缺陷。
关键词：CA精密铸造计算机辅助工程
1引言：
精密铸造是用可溶(熔)性一次模型使铸件成型的方法。精密铸造的最大优点是表面光洁，尺寸精确，而缺点是工艺过程复杂，生产周期长，影响铸件质量的因素多，生产中对材料和工艺要求很严[1]。在生产过程中，模具设计和制造占很长的周期。一个复杂薄壁件模具的设计和制造可能需一年或更长的时间。随着世界工业的进步和人们生活水平的提高，产品的研发周期越来越短，设计要求响应时间短。特别是结构设计需做些修改时，前期的模具制造费用和制造工期都白白地浪费了。因而模具设计和制造成为新产品开发的瓶颈。计算机辅助工程的发展，使得传统产业与新技术的融合成为可能。三维CAD可以把设计从画图板中解放出来，大大简化了设计者的设计过程，减少出错的几率。并且随着快速成型(RP)技术，特别是激光选区烧结工艺(SLS)的发展[2,3,4]，三维模型可以通过RP设备，快速转变成精密铸造所需的原型，打破了模具设计的瓶颈。另外在传统铸造中，开发一个新的铸件，工艺定型需通过多次试验，反复摸索，最后根据多种试验方案的浇铸结果，选择出能够满足设计要求的铸造工艺方案。多次的试铸要花费很多的人力、物力和财力。采用凝固过程数值模拟，可以指导浇注工艺参数优化，预测缺陷数量及位置，有效地提高铸件成品率。CA精密铸造技术就是将计算机辅助工程应用到精密铸造过程中，并结合其他先进的铸造技术，以高质量、低成本、短周期来完成复杂产品的研发和试制。目前，利用CA精铸技术，已完成多种航天、航空、兵器等关键部件的试制，取得满意的效果。
2材料与实验方法
CA精铸可应用于不锈钢、耐热钢、高温合金、铝合金等多种合金，CA精铸工艺流程见图1。三维模型可采用IDEAS、UGII、PROE等三维设计软件进行设计，工艺结构和模型转换采用MagicRp进行处理和修复，在AFSMZ320自动成型系统上进行原型制作，采用熔体浸润进行原型表面处理，凝固过程数值模拟采用PROCAST和有限差分软件进行计算。
3CA精密铸造工艺的关键问题及相关技术讨论
近年来，与CA精铸技术相关的三维CAD设计、反求工程、快速成型、浇注系统CAD、铸造过程数值模拟(CPS)以及特种铸造等单体技术取得了长足的进步，这些成就的取得为集成化的CA精铸技术的形成奠定了基础，促进了CA精铸技术的迅猛发展和应用。为了使各单体技术成功地用于CA精铸，必须消除彼此之间的界面，将这些技术有机地结合起来。从而在产品开发中做到真正意义上的先进设计+先进材料+先进制造。
3.1三维模型的生成与电子文档交换
如何得到部件精确的电子数据模型，是CA精铸至关重要的第一步。随着三维CAD软件、逆向工程等技术的发展，这项工作变得简单而且迅捷。在此主要介绍利用IDEAS进行实体建模和数据转换的过程。IDEAS9集成了三维建模与逆向工程建模模块。通过MasterModeler模块可以得到复杂模型(见图2)，既可以进行全几何约束的参数化设计，又可进行任意几何与工程约束的自由创新设计;曲面设计提供了包括变量扫掠、边界曲面等多种自由曲面的造型功能。逆向工程Freeform可将数字化仪采集的点云信息进行处理，创建出曲线和曲面，进行设计，曲面生成后可直接生成RPM用文件，也可传回主建模模块进行处理(见图4)。实体文件生成后需转变成STL文件(见图3)以作为RP设备的输入。转换过程应注意选择成型设备名称，通常选用SLA500，三角片输出精度在0.005~0.01之间。采用MagicRp处理时应注意乘上25.4，得到实际设计尺寸。
3.2凝固过程的数值模拟
3.2.1凝固过程的数值模拟原理
铸造是一个液态金属充填型腔、并在其中凝固和冷却的过程，其中包含了许多对铸件质量产生影响的复杂现象。实际生产中往往靠经验评价一个工艺是否可行。对一个铸件而言，工艺定型需通过多次试验，反复摸索，最后根据多种试验方案的浇铸结果，选择出能够满足设计要求的铸造工艺方案。多次的试铸要花费很多的人力、物力和财力。
铸造过程虽然很复杂，偶然因素很多，但仍遵循基本科学理论，如流体力学、传热学、金属凝固、固体力学等。这样，铸造过程可以抽象成求解液态金属流动、凝固及温度变化的问题，就是要在给定的初始条件和边界条件下，求解付立叶热传导方程、弹塑性方程。计算机技术的发展，使得求解物理过程的数值解成为可能。应用计算机数值模拟，可对极其复杂的铸造过程进行定量的描述。
通过数学物理方法抽象，铸造过程可表征成几类方程的耦合：
1热能守恒方程： 2连续性方程： 3动量方程： 常用的数值模拟方法主要是有限差分法、有限元法。有限元差分法数学模型简单，推导简单易于理解，占用内存较少。但计算精度一般，当铸件具有复杂边界形状时，误差较大，应力分析时需将差分网格转换成有限元网格进行计算。有限元法技术根据变分原理对单元进行计算，然后进行单元总体合成，模拟精度高，可解决形状复杂的铸件问题。无论采用什么数值方法，铸造过程的数值模拟软件应包括三个部分：前处理、中间计算和后处理。前处理主要为中间计算提供铸件、型壳的几何信息;铸件和型壳的各种物理参数和铸造工艺信息。中间计算主要根据铸造过程设计的物理场，为数值计算提供计算模型，并根据铸件质量或缺陷与物理场的关系预测铸件质量。后处理是指把计算所得结果直观地以图形方式表达出来。图5是铸造过程的数值模拟系统组成。
铸造过程流场、温度场计算的主要目的时就是对铸件中可能产生的缩孔缩松进行预测，优化工艺设计，控制铸件内部质量。
通过在计算机上进行铸造过程的模拟，可以得到各个阶段铸件温度场、流场、应力场的分布，预测缺陷的产生和位置。对多种工艺方案实施对比，选择最优工艺，能大幅提高产品质量，提高产品成品率。
3.2.2铸造过程数值模拟软件[5]
经过多年的研究和开发，世界上已有一大批商品化的铸造过程数值模拟软件，表明这项技术已经趋于成熟。这些软件大都可以对砂型铸造、金属型铸造、精密铸造和压力铸造等工艺进行温度场、应力场和流场的数值模拟，可预测铸件的缩孔、疏松、裂纹、变形等缺陷和铸件各部位的纤维组织、并且与CAD实体模型有数据转换接口，可将实体文件用于有限元分析。
ProCAST是目前应用比较成功的铸造过程模拟软件。在研制和生产复杂、薄壁铸件和近净型铸件中尤能发挥其作用。是目前唯一能对铸造过程进行传热-流动-应力耦合分析的系统。该软件主要由八大模块组成：有限元网格剖分，传热分析及前后处理，流动分析，应力分析，热辐射分析，显微组织分析，电磁感应分析，反向求解等。
它能够模拟铸造过程中绝大多数问题和物理现象。在对技术充型过程的分析方面，能提供考虑气体、过滤、高压、旋转等对铸件充型的影响，能构模拟出消失模铸造、低压铸造、离心铸造等几乎所有铸造工艺的充型过程，并对注塑、压蜡模和压制粉末材料等的充型过程进行模拟。ProCAST能对热传导、对流和热辐射三类传热问题进行求解，尤其通过“灰体净辐射法”模型，使得它更擅长解决精铸尤其是单晶铸造问题。应力方面采用弹塑性和粘塑性模型，使其具有分析铸件应力、变形的能力。
对铸件进行分析时，简单的模型网格可以直接在ProCAST生成。复杂模型可以由IDEAS等软件生成，划分网格后输出*.unv通用交换文件，该文件应带有节点和单元信息。Meshcast模块读入网格文件后输出四面体单元用于前处理。PreCast对模型进行材料、界面传热、边界条件、浇注速度等参量进行定义，最后由ProCAST模块完成计算。
应用IDEAS与ProCAST，我们对某发动机部件进行了凝固过程模拟。该部件由于有一个方向尺寸较薄，浇注过程中极易发生裂纹与变形，通过模拟，对浇注系统结构进行了优化，减少应力集中，防止变形和开裂，取得明显的效果。
结论：
1.计算机辅助工程与精密铸造结合而成的CA精密铸造技术具有很强的通用性，可以缩短研制周期，节约开发成本;
2.IDEAS与RPOCAST的配合，可以对复杂件进行铸造过程数值模拟;
传统铸造工艺范文第3篇
关键词：消失模铸造；砂型铸造；工艺研究；成效
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.019
0 引言
消失模铸造与砂型型铸造工艺是当今铸造业的两大工艺其有缺点也有优点，在当今制造技术迅猛发展下，我们需要对这两大工艺加以改良、改进、扬长避短，为铸造业发挥出各自的贡献。
1 消失模铸造工艺、成效及远景
（1）什么叫消失模铸造工艺：消失模铸造工艺被称之为实型铸造、汽化模制造，由美国史洛尔发明并于1958年取得专利，期初该工艺用于工艺美术铸件的生产，50年代末西德最先将消失模铸造工艺用于工业铸件的生产。从此以后，世界各国铸造行业都竞相研究，研发出了无粘结剂的干砂法，使该工艺进入了以物理造型为特征的新实型铸造时期。其特点是采用无粘结剂的干砂造型，高频低幅振动紧实，成型后无需取出模样。浇注时泡沫塑料在金属的作用下气化分解。泡沫塑料分解后的空间位置被金属液体所取代，金属凝固后就是所要的铸件。
（2）消失模铸造工艺成效特点：首先泡沫塑料在制作的过程中无需整体完成，可分块制作再粘接成所需的的形状，造型时不需起模，能生产出传统造法无法生产的复杂铸件，当然铸件尺寸精度和表面光洁度与泡沫塑料件的制造精度是成正比的，已经达到了趋于稳定的熔模铸造的铸件，大量减少了毛坯的机械加工量。其次是优化简化了工艺，造型时已不用砂芯不用分型，不需起模与合箱，砂处理不需混砂，落砂简单方便，还可以有效消除水、粘结物和附加物所造成的铸造缺陷。再次就是易于实现自动化、机械化生产。且旧砂的回收率可达到90%以上，能耗成本节约率在15%左右，铸件成本降低30%左右。得利于生产工序的大规模的简化，设备的简化，人工物料成本的降低，可以有效的为企业节省大笔资金。
（3）消失模铸造工艺的研究方向：首先是消失模模型材料及制模技术的研究，消失模铸造是使熔化的液态金属取代塑料模型而实现铸件的生产工艺，因此，模样材料及成型质量直接影响铸件产品的质量。所以铸造用模型的材质要求是发气量要少，密度小，其强度能得以抵抗型砂压力还有外力引起的变形。目前消失模T造所采用的的EPS材料其缺点是用于铸钢、铸铁类铸件生产就容易出现表面皱皮，表面增碳等缺陷，且EPS模由于密度低在生产过程中容易造成损坏。国外的EPMMA可以有效解决铸钢件的增碳，但价格昂贵。我国这方面研究欠缺，都是从国外进口EPS粒子，国内没有生产EPS的厂家。这就需要我国相关领域的工作者及相关行业的研究机构研发出高质量的模样材料，以便于更好的提高模样的制作质量。
其次是要研究新型的的铸造用材料：因与传统工艺不同，消失模铸造是将涂料涂于模样待其干燥好方可埋入砂中进行浇注，所以说对涂料的要求是保证较高的强度和良好的透气性，以便使气体快速的溢出，此外涂料还起到控制金属液的流动速度，保持了金属液与汽化膜之间合适的压力，因此对涂料的要求超过传统的空腔铸造所需涂料，要研制高品质的涂料，还有很多工作要做，再次就是消失模在干砂研究：消失模铸造工艺给造型工艺带来了一场彻底的变革。加大了其应用范围，并为自动化、机械化大量生产带来了便利，在干砂震动方面，日本和美国走在了世界的前列。我国在这方面还有所欠缺，还需要加大研究力度。
2 砂型铸造工艺及成效
（1）砂型铸造工艺：是有造型、造芯、烘干、合型、浇注、落砂、清理等工序组成的铸造体系。砂型铸造工艺所铸造产品的区别是砂型铸造是名副其实，用这些产品模型和其它工艺装备制成“砂型”再将熔化的液态金属充填到砂型中，待其冷却就得到所需的铸件；砂型铸造不受数量多少的限制，适用于各种不同铸件的铸造，工序较多，因此砂型铸造更为复杂。
（2）砂型铸造工艺成效特点：其优点是砂型铸造工艺所造出的砂型模具与其它模具比工作温度不超过300℃，工作压力不超过1.5Mpa，其模具材料选用范围广，使用寿命长，模具使用费用成本低。其缺点有三方面；首先是尺寸精度不稳定的问题，因为铸件是依模而作。模的尺寸无一例外会受铸件影响。特别是一些复杂铸件，由于采用多个模具制造，其累计的误差已严重影响铸件尺寸，由此可见砂型铸造，要想追求零误差，那是不现实。
其次铸件表面粗糙，砂型模具无可避免的有一些粗糙的地方，所以想得到外表光亮洁净的铸件很难。再次就是铸件有缺陷，大部分的铸件缺陷来自于铸模质量不佳所造成的，如铸模表面弯曲不平或倾斜。会导致模型不好，破损的模型表面会造成产品有缺陷；在安装的过程中安装偏差会导致挤箱、砂眼；浇注系统不规范或随意安装导致金属液流动偏离工艺要求，进而造成缩陷、产生气孔。这些因素导致了砂型铸造工艺产品的所铸造的产品不稳定。
（3）砂型铸造工艺的前景：随着社会经济的发展，铸造行业不断的进步，砂型铸造工艺的高紧实造型法（包括高压造型、射压造型、气冲造型）会得以广泛应用。其特点是在运箱、合箱、浇注的过程中，损坏少，变形少，其生产出的铸件尺寸精度高，表面质量大幅提高，且废品少。在高压造型法问世以来砂型的大幅回弹引起了一些学者和铸造科研人员的关注，一些铸造工作者对此指出：回弹会随着压实比压增加而增大，大的回弹会引起铸型型腔的变化，影响铸件尺寸精度。但是国内外对砂型的回弹问题都处于静态测量，缺乏有力的依据我们还需对其不断的加深探讨，现今高紧实度砂型好，但是高紧实砂型又制约工艺铸件提高的更上一层楼。与国外相比我国的铸造业水平还有很大差距，很多不足。这需要我们转换思维、转换机制，不断摸索，不断学习来壮大祖国的铸造行业。
参考文献：
传统铸造工艺范文第4篇
铸造是材料成型与控制专业的一个重要的方向之一，也是促进本科生就业的一个重要的方向，《铸造工艺与设备》是铸造专业方向的主干课程，本课程讲授铸造工程师必备的工艺理论和基础知识，使学生了解和掌握铸件生产的过程；铸造工艺及工装设计的基础知识[1]；掌握铸造生产过程中铸造工艺理论和基本操作技能，促进知识向技能转化；对铸造生产的铸件进行具体设计。
1 该课程的现状
（1）课程体系不完整，该课所涉及的领域较多，必须先修完金属学、传热学、流体力学、材料力学、铸件凝固原理等基础课和专业基础课，才能很好的理解和学习铸造工艺学。也是铸造工艺学是一门理论性与实践性兼备的课程。例如，流体力学就没有这门课程，在学习《铸造工艺与设备》中相关浇道系统设计时，就要用到伯努力流体力学方程，就造成了学生的理解困难[2]。另外还缺少《合金熔炼与设计》课程。铸造专业方向作为材料成型与控制专业的方向之一，其专业基础课程和其它方向有其显著特点。需要抓紧铸造的课程体系建设，对本课程体系进一步的调研和调整。
（2）缺乏实验环节，目前实验室建设在初级阶段，没有专门的实验室及实验人员。铸造合金性能、造型材料检测、铸件无损检测、铸造CAE等实验都没有条件开展[3]。缺乏和理论课程相配套的实验。其中造型材料检测系列实验不仅是铸造方向必备，在科研上的应用也是相当好。
2 采取的措施
在当前教学条件极其有限的情况下，针对课程特点采取了一些措施。
（1）课程内容的选取。
课程的内容安排上，从工程实际出发，既保证理论内容的完整和严密性，又不拘泥于烦琐和枯燥的理论推导。按照从铸件工艺性分析到材料对工艺性影响因素的分析、从工艺方案选择到浇注系统设计、从现代铸件设计方法到工厂的铸造工艺设计、从传统的造型材料到现代造型材料顺序循序渐进安排教学内容，由浅入深，由简单到复杂，符合学生的认知规律[4]。
在教学内容上，根据最新科技发展状况及时加入一些新内容，转移侧重点，删除一些过时的内容，使学生能够及时了解和掌握实用的专业知识和本专业科学技术发展最前沿的动态[5]。将一些计算机模拟结果引进浇注系统和冒口的设计中。调整与其它课程的关系，避免内容上的重复，与整个教学体系融为一体。例如，在本课程的“金属-铸型的相互作用”的内容有大量的内容与《材料成型原理》的“凝固原理”里面的内容重复。把铸造工艺设计与工厂实际生产挂钩，挑选一些有代表性的实用零件进行工艺分析和设计。以工厂目前实践中应用的最具有代表性铸件为背景内容进行介绍，使得学生很容易掌握本专业设计前沿技术，同时也掌握工程应用中的一些非常重要的概念和结论。例如，将学生生产实习过程中（东风公司）看到的铸件为课堂实例进行讲解。
（2）建立铸造工艺资料库，为保证《铸造工艺与设备》课程以及课程设计、毕业设计的顺利进行，提高教学质量，提高学生铸造工艺设计能力，弥补铸造工程实践的不足[6～7]。在互联网上收集了大量的铸造工艺图片、视频，得到大量的工厂实际工艺设计实例，以及大量适合于铸造工艺设计的机器零件图，且可以满足学生毕业设计和课程设计的题目需求。
（3）建立网络学习环境，目前本课程的电子教案和电子网络课件进入“网络课程综合平台”上运行，学生可以在网上阅读和下载与教学相关的资料，同时也可以通过网络对学习中遇到的问题进行交流和讨论。今后将继续对本课程的网上资源进行补充和完善。
3 建议
为加强本方向的实践环节作以下建议：（1）加快引进具有高级职称的人才或者对年轻教师进行企业培训；铸造方向需要加紧人才引进。在适当的时候应该选派青年教师到重点高校或者企业进行专业性培训，使得在专业上得到更快的成长。（2）加快铸造工艺实验室的建设和规划；参与铸造工艺设计大赛，中国机械工程学会、中国机械工程学会铸造分会举办的“中国大学生铸造工艺设计大赛”，清华大学、华中科技大学、重庆大学等国内知名大学参与，有大量的硕士与本科生参赛，并且取得较好成绩。建议参与比赛，以压力铸造为主，结合“压铸工艺”课程、三维建模软件UG、AnyCasting计算机模拟软件，结合实际开发的压铸模具与工艺。
传统铸造工艺范文第5篇
1.1物联网的体系结构
物联网通过感知服务，对产品进行管理和控制，其技术体系包括感知、处理、传输和应用四层结构[4,5]，如图1所示。感知层识别货物编码，将产品的特征信息采集到计算机管理网络，其关键技术包括二维码标签和读写器、RFID标签和读写器、各类传感器等；传输层将采集到的信息传给处理层，并把处理获得的最新指令传给物理现场，部分较成熟的应用有3G、ZigBee等；处理层接收底层传输的信息，为物联网提供决策服务；应用层主要面向不同用户，有选择的利用物理现场采集到的信息，实现对各自行业的优化管理和决策。
1.2铸件物流模型构建
物联网最初的研究方向是条形码、RFID等技术在物流领域的应用，并提出不同的编码方案[3]。例如，基于RFID和Internet的EPC编码，利用固定的二进制码对物理实体编码，方便了物流供应链的管理；利用uID系统的128位Ucode管理物理实体，实现溯源和资产管理等。而在实际的铸件物联网管理中，批次、批量受客户订单等影响，且标识设定与管理难度较大，很难对铸件的供需物流以及应用情况进行溯源优化。因此，建立如图2所示的物流模型。从铸件的供需、配送、销售等标识管理出发，按“铸件生产配送销售及应用”流程，跟踪铸件物流信息，进行跟踪管理，有助于二次优化铸件物流供需；另外，从铸件应用的全生命周期成本管理和控制角度出发，对批次批量铸件溯源管理，也有利于改良铸造工艺。图2所示的铸件物流模型基于NetworkedAuto-ID体系结构。与传统的物理实体标识相异，该模型按批量、批次设定RFID标识，在物流和销售过程中，铸件的标识信息采集到手持RFID终端数据库，然后由配套的数据库管理系统，将产品物流汇总到铸件物联网服务器系统。服务器提供一系列数据分析与处理、决策与诊断、预测与咨询等服务，根据汇总得到的批量/批次等信息，对实际的铸件物流进行优化调度，同时也便于实现铸件应用质量的追踪和管理。
2铸件物流模型的开发
2.1RFID标签和读写器
标签和RFID读写器是硬件的主要组成。标签内置芯片和天线，根据铸件的批量和批次等信息，将标签与铸件供应链配对（每个标签对应唯一编码），供应链处理完一个进程，用户可通过RFID读写器将铸件物流信息写入标签[6]。RFID手持终端通过天线实现读写器与标签联系，利用手持终端的通道模块，根据控制处理模块发出的指令，通信模块发出射频信号到标签，标签对信号做出反应，将存储的信息反馈到手持终端，如图3所示，同时，为实现手持终端中数据的汇总，RFID读写器通过RS232通信与计算机连接，方便数据交互。由图3可知，RFID终端由天线、射频通道模块和控制模块组成。射频通道主要对射频信号处理，在读写RFID标签信息时，由射频处理器发出射频信号，标签经信号响应，通过接收电路获取标签信息。接收电路获取的信息经运算放大、解码后存储到手持终端的标识解析服务器，而终端的信息服务器不断发出采集指令，控制射频通道发出RFID信号。
2.2软件部分
与硬件相类似，软件也包括数据感知、传输和处理部分。数据感知阶段，通过软件编码，将铸件工艺、批量、批次等信息写入RFID标签，当RFID标签处在终端接收器敏感范围内，记录铸件信息的标识与读写器建立联系，经过中间件系统的标识校验，满足读写器采集标识范围会自动将铸件信息采集到终端的数据库，如图4所示。为实现对所有铸件物流信息的管理，计算机端和手持RFID终端的数据库分别采用SQLServer/CE[7]。手持RFID终端数据库SQLServerCE可与计算机端数据库同步，采集到的铸件信息更新到数据库，并同步铸件新批次/批量信息。
2.3分散铸件物流的物联化
某铸造单位主要生产货车铸铁配件，包括货车后桥、后桥半轴、支架、齿轮减速箱体等。当为汽配单位提供铸铁配件时，由于铸造工艺差别较大，铸件的物流信息显得尤为重要，因此，按铸件工艺（批次）/批量设置标签，且为防止标签损坏，RFID标识与同类型铸件打包在一起。在铸件发货时，将相关信息由RFID读写器写入，到达目的地，按实际的应用状况采集铸件信息，并能根据铸件的应用追踪铸件的使用质量，以实现全周期的成本控制。经过一段周期的应用，该物联网模型实现供应链中分散、杂乱的铸件物流信息的物联化管理，如图5所示，其优势具体表现为：1）实现铸件物流信息的“有源”管理。通过铸造工艺、批量、批次等铸造信息与物流信息的关联，供应链中的铸件“有址可寻”。当出现质量问题时，可按RFID标签记录的铸件特征信息追源查找制造工艺等过程，以不断改进铸造工艺，提高产品质量。2）动态管理实际的铸件运输线路，使供配链更加灵活。3）有助于实现资产的优化管理，并调度生产计划。
3结束语
