專利名稱：一種鑄造充型可視化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于砂型鑄造領(lǐng)域，具體涉及鑄件澆注充型流動(dòng)過(guò)程的觀測(cè)。
背景技術(shù)：
鑄件是金屬液澆注在一定的鑄型中凝固冷卻而成。金屬液澆注充型流動(dòng)過(guò)程是一 個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。不同的鑄件澆注系統(tǒng)會(huì)造成不同的金屬液充型過(guò)程，這將直接影響鑄 件的質(zhì)量。金屬液在鑄型中的充填順序與流動(dòng)狀態(tài)關(guān)系到澆不足、冷隔、夾渣、卷氣等缺陷。 掌握鑄件澆注充型流動(dòng)規(guī)律對(duì)優(yōu)化鑄造工藝、提高鑄件質(zhì)量具有重要的作用。鑄型的不透 明使得鑄件充型過(guò)程難以直接觀察?，F(xiàn)有的數(shù)值模擬技術(shù)可以間接地觀察鑄件的充型流動(dòng) 過(guò)程，但由于數(shù)值模擬參數(shù)的不確定性，使得數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際結(jié)果具有偏差。有人研究 采用X射線對(duì)鑄型進(jìn)行透視觀察金屬液流動(dòng)順序，但受限于鑄件尺寸，并且成本高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種鑄造充型可視化的方法。本發(fā)明的技術(shù)方 案是使用計(jì)算機(jī)對(duì)鑄件的充型過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，然后使用高溫?cái)z像頭對(duì)鑄件實(shí)際充型過(guò) 程進(jìn)行拍攝，將模擬結(jié)果與拍攝結(jié)果相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)鑄造充型的可視化。在以上所述的方法中，優(yōu)選采用計(jì)算機(jī)對(duì)鑄件澆注充型過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，間接 地觀察鑄件金屬液在型腔的流動(dòng)過(guò)程。在以上所述的方法中，優(yōu)選采用高溫?cái)z像頭對(duì)鑄件實(shí)際充型過(guò)程進(jìn)行拍攝。在鑄 件造型時(shí)將高溫?cái)z像頭埋置于砂型中，使攝像頭鏡頭暴露在鑄造型腔內(nèi)表面，可以埋設(shè)多 個(gè)高溫?cái)z像頭，使其視野覆蓋整個(gè)鑄件，或者對(duì)準(zhǔn)鑄件的關(guān)鍵局部位置。高溫?cái)z像頭與計(jì)算 機(jī)相連，當(dāng)鑄件澆注時(shí)拍攝與記錄鑄件各個(gè)局部或關(guān)鍵局部位置的金屬液充型流動(dòng)情況。在以上所述的方法中，優(yōu)選將實(shí)際拍攝得到的鑄件局部充型情況與數(shù)值模擬的 相結(jié)合，利用拍攝的實(shí)際結(jié)果對(duì)鑄件澆注充型過(guò)程數(shù)值模擬進(jìn)行校正，通過(guò)校正后的結(jié)果 可以實(shí)現(xiàn)鑄造實(shí)際充型的可視化。校正的方式可以是根據(jù)對(duì)鑄件局部拍攝的實(shí)際充型時(shí)間 順序?qū)﹁T件充型過(guò)程的數(shù)值模擬參數(shù)進(jìn)行修正，改進(jìn)鑄件充型過(guò)程的數(shù)值模擬，使得數(shù)值 模擬結(jié)果與實(shí)際結(jié)果一致或者逼近實(shí)際結(jié)果。本發(fā)明的有益效果是采用計(jì)算機(jī)對(duì)鑄件的充型流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，可以很好地間接觀察鑄件澆注充型 情況。而采用高溫?cái)z像頭拍攝鑄件鋼液的流動(dòng)過(guò)程，可以直觀真實(shí)地觀測(cè)到鑄件的實(shí)際充 型情況。將拍攝的實(shí)際充型過(guò)程對(duì)數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行校正，進(jìn)而可以觀察到校正后整體 鑄件準(zhǔn)確的充型流場(chǎng)?；谛Ｕ蟮慕Y(jié)果，可以預(yù)測(cè)分析鑄件是否會(huì)出現(xiàn)澆不足、冷隔、卷 氣，夾渣等缺陷，優(yōu)化鑄造澆注系統(tǒng)，提高鑄件的質(zhì)量。充型過(guò)程的數(shù)值模擬與實(shí)際拍攝均 適用于各種尺寸鑄件的砂型鑄造，兩者結(jié)合可以完整準(zhǔn)確地觀察鑄件充型過(guò)程，實(shí)現(xiàn)鑄造 充型的可視化。該方法中工藝成熟，操作簡(jiǎn)便，成本低。


圖1鑄件充型過(guò)程的拍攝示意圖附圖標(biāo)記1、鑄件；2、聞溫?cái)z像頭；3、砂型；4、計(jì)算機(jī)
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明中所提及的鑄造充型可視化的優(yōu)選實(shí)施過(guò)程進(jìn)行闡述。具 體步驟如下第一步，采用計(jì)算機(jī)對(duì)鑄件1澆注充型過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，間接地觀察鑄件1金屬 液在型腔的流動(dòng)過(guò)程。第二步，在鑄件1造型時(shí)將高溫?cái)z像頭2埋置于砂型中，使攝像頭2鏡頭暴露在鑄 造型腔內(nèi)表面，對(duì)準(zhǔn)鑄件1的內(nèi)澆道，高溫?cái)z像頭2與計(jì)算機(jī)4相連，當(dāng)鑄件1澆注時(shí)拍攝 與記錄鑄件1內(nèi)澆道的金屬液充型流動(dòng)情況。第三步，將實(shí)際拍攝得到的鑄件1局部充型情況與數(shù)值模擬的相結(jié)合，利用拍攝 的實(shí)際結(jié)果對(duì)鑄件1澆注充型過(guò)程數(shù)值模擬進(jìn)行校正，通過(guò)校正后的結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)鑄造實(shí) 際充型的可視化。校正的方式可以是根據(jù)對(duì)鑄件1內(nèi)澆道拍攝的實(shí)際充型時(shí)間順序?qū)﹁T件 1充型過(guò)程的數(shù)值模擬參數(shù)進(jìn)行修正，使得數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際結(jié)果一致或者逼近實(shí)際結(jié) 果。
權(quán)利要求
1.一種鑄件充型可視化的方法，其特征在于，使用計(jì)算機(jī)對(duì)鑄件的充型過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，然后使用高溫?cái)z像頭對(duì)鑄件實(shí)際充型過(guò)程進(jìn)行拍攝，將模擬結(jié)果與拍攝結(jié)果相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)鑄造充型的可視化。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種鑄件充型可視化的方法，其特征在于，采用計(jì)算機(jī)對(duì)鑄件澆注充型過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，間接地觀察鑄件金屬液在型腔的流動(dòng)過(guò)程。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種鑄件充型可視化的方法，其特征在于，采用高溫?cái)z像頭對(duì)鑄件實(shí)際充型過(guò)程進(jìn)行拍攝。
4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)3所述的采用高溫?cái)z像頭拍攝鑄件充型過(guò)程，其特征在于，在鑄件造型時(shí)將高溫?cái)z像頭埋置于砂型中，使攝像頭鏡頭暴露在鑄造型腔內(nèi)表面，可以埋設(shè)多個(gè)高溫?cái)z像頭，使其視野覆蓋整個(gè)鑄件，或者對(duì)準(zhǔn)鑄件的關(guān)鍵局部位置。高溫?cái)z像頭與計(jì)算機(jī)相連，當(dāng)鑄件澆注時(shí)拍攝與記錄鑄件各個(gè)局部或關(guān)鍵局部位置的金屬液充型流動(dòng)情況。
5.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種鑄件充型可視化的方法，其特征在于，將實(shí)際拍攝得到的鑄件局部充型情況與數(shù)值模擬結(jié)果相結(jié)合，利用拍攝的實(shí)際結(jié)果對(duì)鑄件澆注充型過(guò)程數(shù)值模擬進(jìn)行校正，通過(guò)校正后的結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)鑄造實(shí)際充型的可視化。
6.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)5所述的利用拍攝的實(shí)際結(jié)果對(duì)鑄件澆注充型過(guò)程數(shù)值模擬進(jìn)行校正，其特征在于，校正的方式可以是根據(jù)對(duì)鑄件局部拍攝的實(shí)際充型時(shí)間順序?qū)﹁T件充型過(guò)程的數(shù)值模擬參數(shù)進(jìn)行修正，改進(jìn)鑄件充型過(guò)程的數(shù)值模擬，使得數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際結(jié)果一致或者逼近實(shí)際結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種鑄造充型可視化的方法。本發(fā)明的主要技術(shù)方案是使用計(jì)算機(jī)對(duì)鑄件的充型過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，然后使用高溫?cái)z像頭對(duì)鑄件實(shí)際充型過(guò)程進(jìn)行拍攝，將模擬結(jié)果與拍攝結(jié)果相結(jié)合，利用拍攝的實(shí)際結(jié)果對(duì)鑄件澆注充型過(guò)程數(shù)值模擬進(jìn)行校正。基于校正后的結(jié)果，可以預(yù)測(cè)分析鑄件缺陷，改進(jìn)鑄造工藝，提高鑄件的質(zhì)量。充型過(guò)程的數(shù)值模擬與實(shí)際拍攝均適用于各種尺寸鑄件的砂型鑄造，兩者結(jié)合可以完整準(zhǔn)確地觀察鑄件充型過(guò)程，實(shí)現(xiàn)鑄造充型的可視化。該方法中工藝成熟，操作簡(jiǎn)便，成本低。
文檔編號(hào)B22C9/02GK102658354SQ20121014140
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
發(fā)明者游銳, 聶剛 申請(qǐng)人:北京新方尊鑄造科技有限責(zé)任公司