在现代压铸生产上，信息科技、软件技术等发挥着重要作用，不少企业都致力于扭转以往依靠个人经验的局面，力图以科学化的方法，使用计算机辅助软件协助设计及生产。 由于压铸适用于大量生产，而且产品精度高、外观好，可有效地降低成本，锌、铝、镁、铅、锡、铜等合金都可进行压铸。压铸产品应用范围广泛，如汽车零部件，机械设备，家具五金，成衣配件，家用电器等，压铸工业有着广阔的发展前景。 和其他行业一样，铸造业也正经受着前所未有的挑战。归结起来，这种挑战主要体现在： 1.
以长三角、珠三角为例，这一带累计有近万台压铸机，对压铸人才需求极大。但人才严重不足，且员工流失率高，这对压铸业的发展带來了严重的影响。而技术人员）流动性大，社会上又缺乏扎实的基础理论培训体系和机构，严重影响着技术人员水平的提升。 2.
由于压铸技术参数难以控制，并互相影响，解决问题要靠经验累积，而目前高等院校有铸造专业的已经不多，而深入的压铸课程培训基本没有，因此企业普遍需要依赖少数有经验的师傅。 3.
压铸在职业竞争中并不具备太大优势，而且需要长时间培训，对年青人吸引力较低。 4.
压铸厂商多为中小企业，资金有限，较难对企业进行改造。 5.
对国际买家来说，中国是生产成本低的地区，适宜在此寻找平价产品；但对高要求的买家，他们会担心质量问题而选择其他区域。这种认识上的偏差，使得压铸产业一直在低水平徘徊，一定程度上也阻碍了压铸产业的升级。 在未有大量的经验技术人才出现之时，系统化的计算机软件将是最有效而实用的工具，这不仅可建立一套模具设计及压铸技术的知识系统，同时亦可让新一代的技术人员及模具工程师更快地掌握。 信息化技术在制造业中的应用已经不是新的命题，并且得到了广泛的工业验证。即使在压铸业也是如此。比如管理企业物流和生产流程的企业信息系统，采购系统，设计系统，甚至是工程分析仿真系统（CAE Simulation）等。在这里我们以和压铸产品与模具设计息息相关的压铸模流道设计系统进行说明。 理论上说，任何三维CAD软件如UG, PRO-E, CATIA, SOLIDWORKS等都能进行压铸模流道设计，但这些都是通用的CAD系统，功能强大但并不专业，特别是进行压铸模流道设计时非常费时费力且对使用者的要求很高。在企业中的应用状况是“一直在用但一直用不好”。由于市场规模的限制，压铸专用的软件并不多，行业内曾经使用过的有澳大利亚的CastFlow, 印度的Diedifice, 香港的Datacast等。这些软件属于针对铸造行业特别客户化的产品，在设计指导上有些改善，但仍存在许多不如人意的地方，比如Castflow技术太老,且基本属于2D的设计范畴；Diedifice完全依赖于AutoCAD的三维功能，无法让人满意，而其中的某些指导性的算法也过于粗燥并没得到很好的工业验证；Datacast是香港本地的产品，基于Solidwork平台开发，但其自动化程度仍不算高，对简单的零件意义不大，对复杂的零件，设计又未必完全满意。通过比较，我们觉得CAST-DESIGNER是这个行业中的佼佼者。 CAST-DESIGNER是C3P Software针对压铸行业专门开发的压铸模流道设计系统，其技术依托是日本理化学研究所，日本人的精细化在软件中也有所体现。和其他同类软件不同，这个系统并不依附于其它CAD软件，是一个独立的软件产品，这对我们这样的公司是非常有用的，这省却了一大堆软件升级上的问题，比如基础软件也得同时升级或两个软件的版本不匹配等。CAST-DESIGNER的几何内核是与CATIA同宗同源的OpenCASCADE BREP技术,因此其基础的三维CAD功能毫不逊色。使用CAST-DESIGNER的一个最重要原因就是利用这个软件设计非常快，设计一个包含浇铸系统、溢流槽和排气系统以及冷却水道等在内的流道系统，对于通常的零件，二十分钟左右就差不多了，最多不超过一个小时。即使对于具有非常复杂的分模面的流道设计，CAST-DESIGNER中的处理也并不复杂，这一点是值得可圈可点的。 此外，CAST-DESIGNER也是一个非常不错的铸造模拟软件的前端。我们知道，模拟软件能分析存在的问题，但并不能直接对几何模型进行修改，CAST-DESIGNER能成功地弥补一些数值模拟分析软件的不足。比如，将所用设计都参数化，如果要对一个设计进行局部修改，只需在原来数据的基础进行简单的操作，而其CAD到CAE的转换也非常顺畅，估计和公司背景有关。 采用这类属于知识型（Knowledge-based）的产品，不仅能在较短的时间内设计出专业的浇注系统直接为设计和生产服务，对企业而言既是一个培训的过程也是一个累积的过程。长期地使用这类系统，能为企业累积和建立一套标准化的设计规则，逐渐摆脱对人的过分依赖。 在进行压铸流道设计前，首先要导入三维的铸造零件，导入的可以是CAD实体模型（如STEP, IGES格式）或系统支持的任何网格模型（如STL等），但对网格模型无法进行布尔运算。虽然CAST-DESIGNER也有一些专业的接口直接读入PRO-E, UG, CATIA等的数据，但授权费用实在太贵且还存在未来版本升级的问题，故并不推荐使用。 压铸模的整条流道通常由五部分组成，根据金属流向依次是分流锥流道(sprue runner)、横浇道(runner)、浇口流道(gate runner)、内浇口(innear gate)和缓冲区(Shock absorber)。而流道系统的设计则是从浇口的末端开始，然后反金属流动方向推算，直到热室机射咀或冷室机射室。 在设计流道及选定其位置时，以下这些因素是必需要考虑的： l
如果有多个浇口，应避免流程互相重迭，产生湍流； l
多浇口设计时要讲究平衡，尽量做到金属同时到达各个浇口； l
还要考虑其它限制如分模面、表面要求的关键位置、关键精度要求、后加工、模具加工等。 严格的讲，第一步的概念设计是在脑海里形成的而不是在电脑中完成的，这是我比较喜欢CAST-DESIGNER中草图设计的一个原因。草图设计是CAST-DESIGNER中一个比较有特色的功能，因为这种设计更接近自然中的设计模式。这里的草图并不是通常CAD软件中所谓的草图，而是真正意义上的草图，或者通俗的讲就是在草稿纸上画图。其作用原理大致如下：用户在使用CAD进行流道设计前，先在平面图纸上根据零件的二维视图或工程图大致钩画出流道的走向和大小，形成一个比较整体的布局，作为将来三维设计的参考。然后将草图扫描或拍照到电脑，再采用CAST-DESIGNER转化为矢量图，进行后续的设计。这种方法是值得推崇的，特别是对比较复杂的零件。日常工作中，我们也经常需要几个工程师一起商量设计原则并确定方案，而纸质讨论无疑是最有效和最便捷的。 浇注系统的设计起源于内浇口，借助于之前调入的草图或直接根据使用者的经验（如果零件比较简单或心中有数），可以确定入水口的位置。内浇口设计的关键是确定横截面积的大小，它通常决定于铸件的大小、浇注时间、浇注速度和铸件的壁厚。我们可以直接利用软件中的一些在线帮助和指引中的数据进行内浇口设计，这些数据都来源于工业积累的数据，可用性还是比较好的，但用户仍需要学会甄别。此外，一些评估与校验工具也能协助检查设计的正确性。 浇口设计分为两大类，扇形(fan gate)及切线式设计(tangential gate)。扇形设计的好处是流动角度小(有效浇口面积大)，设计简易而且容易加工，对关键的位置，扇形浇口可以直接而有效地进入。另外，对厚铸件而言(低浇口速度)，会比切线式有效。缺点是流动角度越大，流动会变得不稳定，另外流道体积较大，造成浪费，而且容易困气。切线式是较新型的设计，好处是流动稳定，容易控制浇口速度和流动角度，流道体积小，又适合处理长浇口，缺点是处理小的流动角度和分流浇口之间的三角区比较麻烦。 如果事先设计了草图，就比较容易确定流道的网络图，否则也可以直接用线段或曲线画出简单的流道网络图。设计浇口流道和横浇道时，先应该定义代表金属流动路径的特征线，然后根据用户的要求自动提取上面的特征点，并在这些特征点上生成特征截面，最后将这些特征截面进行几何拓扑构造出光滑的流道。这项工作在所有的CAD系统中都是这么做的，但非常的费时费力，采用专业设计系统的好处就在于节省设计时间和提高设计质量。 由于金属液流动时会有压力损耗，而流道剖面由小向大流动时，会产生气包，如果依照流道剖面向前逐渐变小，就可以避免这些问题。所以流道的横截面形状和尺寸控制是至关重要的，在这方面一些早期的专业软件往往显得力不从心，使得设计范围很受限制。所以这些系统一般只说能完成70%到80%的工作，这对用户是很难接受的。我们在使用CAST-DESIGNER中，感觉到软件商在这方面做得比较到位，用户不仅能对特征截面的参数进行全面控制，而且能自动根据流动方向和流动角进行调整，避免干涉。而在整个设计过程中，所见即所得的2D/3D实时预览功能也提高了软件的使用性和较好的软件执行效率。 这部分的设计本身并不困难，基本上属于标准设定，一般要求能同时支持冷室和热室压铸机。但通常系统在进行分流锥流道设计时，同时还需要对压铸机进行选择。如果此时能对压铸机活塞的填充率、一速和二速、临界加速点等进行设计和确认，将更有益于工业生产。缓冲区设计只适用于切线浇口，用于吸收浇口流道充满时的脉冲压力，并可卷进金属前沿的气泡及杂渣。缓冲包的数据只包括圆柱及延伸长度。 在使用CAST-DESIGNER中，我们感觉到的另外一个亮点是系统能将流道设计过程中的所有数据都参数化并保存到独立的文件中，这对于复杂曲面的流道系统是非常不容易的。但这样做的意义重大，实际工作中我们发现设计一个方案并不困难，困难的是修改方案，几何上的任何修改都需要耗费大量的时间和精力，这一点相信从事过设计的朋友都有感受。CAST-DESIGNER的这个创意，不仅很容易实现同一铸件的多个方案进行比较，而且对同一产品进行方案改进或对同类产品进行设计时，变得轻而易举。 对于标准的矩形、环形以及楔形溢流槽，CAST-DESIGNER都有内置模板，而溢流槽的位置、角度和定位可以随意控制，溢流槽也可以成组定义并能导出和导入。而对于异形溢流槽就需要用户采用一般的画图方法来完成了，但这部分的工作量并不太大。 定义冷却水道和排气道前，用户需要事先用线段或曲线定义流向轨迹，CAST-DESIGNER可以直接拾取这些线段或曲线并赋上截面的特性，即可自动生成了冷却水道和排气道，不同大小的截面也可以同时定义。此外，排气系统中的急冷块也可以自动建立。 对设计好的流道系统进行校验和评估是必要的，同时这也需要一些专业的工具。在CAST-DESIGNER的校验和评估模块中，可以对流道横截面检查与面积校核、压铸填充率与收益率校核、压铸机锁模力预测与压铸参数校核等进行评估和校验。 本公司采用信息化技术并不十分积极，特别是在企业生产管理信息化系统的实施过程中更因为一些部门的不配合而差点半途而废，在企业CAD系统的普及过程中也经历了一些曲折。但在采用信息化技术进行压铸流道的设计实践中，却完全出乎公司管理层和同事的意料，真正理解到了信息化给企业带来的意义。我们的心得有如下几点： l
可作为企业内部市场部门和设计部门，企业外部企业与原厂商的沟通工具。这一点容易被人忽视，但恰恰给公司带来了巨大的利益，特别是在时间上与客户产品开发的配合非常融洽； l
工程人员很快得出初步设计方案，减少不必要的错误设计； l
设计人员可加入创新意念，不用受过往经验所局限； l
可按照企业本身条件，选择由简单的浇口设计至复杂的模流分析。 | 
IP卡
狗仔卡
发表于 2010-1-19 15:12:47
提升卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
抢沙发
千斤顶
显身卡
