计算机辅助铸造工艺设计

本书是教育部卓越工程师教育培养计划试点专业教学用书。本书以企业一线铸造和设计成果案例剖析入手，配有大量图片，详细介绍了如何利用软件对辅助铸造工艺进行设计和铸件质量预测。内容涵盖三维建模模具设计铸造参数，铸造过程仿真与后处理分析，*终实现根据仿真结果优化铸造工艺的学习目的。 

本书以计算机辅助铸造工艺设计为核心，分为4篇，包括实体造型技术、模具设计技术、AnyCasting应用、工艺设计与优化实例。本书与工程应用紧密结合，淡化对原理的讲授，突出工程应用指导，突出实践技巧培训，突出综合性，使初学者容易上手，快速掌握计算机辅助铸造工艺设计的整体流程和技术细节。

本书适合高等院校材料专业铸造方向的本、专科生使用，也可供材料工程技术人员学习、参考。

前言

第1篇实体造型技术

第1章Pro/E造型技术

11参照特征

111Pro/E操作界面简介

112创建基准平面

113创建基准轴

114创建基准点

12草图绘制简介

121草图绘制的基本流程

122标注尺寸

123修改尺寸数值

124定义几何约束

125删除尺寸

13创建实体特征

131拉伸特征

132旋转特征

133扫描特征

134混合特征

135扫描混合特征

14特征操作

141特征镜像和几何镜像

142特征阵列

15装配

151装配简介

152创建装配图

153装配约束

154进行零件装配

16思考题

第2章Pro/E三维造型实例

21足球的三维造型过程

211设置工作目录

212草绘

213旋转

214阵列/相交/边界混合

215复制/插入面/镜像

216点/轴/球心

217空间线/边界混合

218球体的形成/复制

219合并/倒角

2110复制/阵列和镜像/阵列

2111复制/镜像/阵列

2112镜像/阵列/隐藏

22直齿轮的设计案例

23思考题

目录
目录

第2篇模具设计技术

第3章Pro/E模具设计技术

31模具设计概述

311模具设计模块界面

312设置配置文件

32参照零件

321装配参照零件

322创建参照零件

33添加工件

331装配工件

332手工创建工件

333自动创建工件

34检查拔模角度

35检查零件厚度

36设置收缩率

361按尺寸收缩

362按比例收缩

37设计分型面

371分型面设计界面

372分型面的基本操作

373创建分型面的方法

374创建裙部曲面侧面影像曲线和裙部曲面的方法

375创建阴影曲面的实例

38创建模具体积块

381直接创建模具体积块

382通过分型曲面创建模具体积块

39创建模具元件

391分割形成模具体积块

392抽取模具元件

393创建活塞模具

310思考题

第4章金属型铸造模具设计实例

41产品结构分析

42主要知识点

43设计流程

44设计步骤

441设置工作目录

442设置配置文件

443新建模具文件

444装配参照零件

445设置收缩率

446创建工件

447创建分型面

448创建模具体积块

449分割工件和模具体积块

4410创建模具元件

4411创建铸件

4412仿真开模

4413保存模具文件

45实例操作方法关键点

第5章砂型铸造模具设计实例

51产品结构分析

511产品基本信息

512铸件模具设计分析

52主要知识点

53设计流程

54设计步骤

541铸件砂型设计

542上砂型模具设计

543中间砂型模具设计

544下砂型模具设计

545芯盒设计

55思考题

第3篇AnyCasting应用

第6章AnyCasting基本内容

61AnyCasting功能简介

611材料数据

612模拟分析能力

613分析模块

614系统框架

62AnyCasting与SOLIDWORKS、Pro/E三维造型软件的对接

63AnyCasting的前处理

631导入STL文件

632设置实体格式

633设置铸型

634设置求解域

635网格划分

636任务设定

637材料设置

638仿真条件设置

64AnyCasting的后处理

641一般工具及标题栏

642观察结果

65思考题

第7章铸造工艺模拟实例

71前处理模块/参数的设定

72后处理/模拟结果分析

73工艺改进

74工艺优化

741保温冒口设置方法

742模拟结果分析

75思考题

第4篇工艺设计与优化实例

第8章活塞的铸造工艺设计与优化实例

81铸件毛坯、浇注系统和冒口的设计

811铸件基本信息

812零件三维造型

813铸件毛坯三维造型

814浇注系统和冒口的设计

82基于AnyCasting的数值模拟

83优化方案

第9章管件的铸造工艺设计与优化实例

91零件基本信息

92毛坯与铸造工艺

93基于AngCasting的模拟辅助生产过程

931方案模拟参数设置

932模拟结果与分析

933小批量试制

94铸造工艺优化

941铸造工艺的初步优化

942铸造工艺的进一步优化

95思考题

参考文献

在铸造工艺设计过程中，需烦琐的数学计算和经验表查询，因人员和经验不同会导致设计结果差异，进而导致在大批量铸件生产过程中质量波动，成本攀升。随着计算机技术的发展，计算机辅助设计技术在工业生产中得到越来越广泛的应用，也为铸造工艺设计的科学化、精确化提供了良好的工具。计算机辅助铸造工艺设计是指利用数值计算的方法辅助铸造工艺设计和铸件质量预测，通常情况下先使用Pro/E（Pro/ENGINEER）、SOLIDWORKS、UG NX等软件对工件进行三维模型的建立和模具设计，然后初定铸造参数，使用Procast、AnyCasting、MagmaSoft等软件进行铸造过程仿真与后处理分析，根据仿真结果对既定铸造工艺进行优化。

本书以计算机辅助铸造工艺设计为核心，由4篇组成：第1篇是实体造型技术，介绍了Pro/E的参照特征、草图绘制、特征操作等命令，并给出了足球和直齿轮的三维造型实例；第2篇是模具设计技术，介绍了使用Pro/E进行模具设计的方法，并给出了金属型和砂型两种铸造方法的具体模具设计实例；第3篇主要介绍了AnyCasting铸造模拟软件的使用方法和实际案例；第4篇给出了活塞、管件的铸造工艺设计与优化实例。

2013年，西安工业大学金属材料工程专业获批“教育部卓越工程师培养计划”试点专业，以“以校企联合为基础，以扎实的材料科学知识为基础和突出的计算机辅助工程设计能力为培养特色”，创新培养模式。本书基于西安工业大学金属材料工程专业教改卓越班的教学经验编写，许多案例来自实际生产，希望能够对读者解决自身难题有所启发。

本书由郭永春统编审定，第1章、第3章、第6章、第7章由马志军编著，第2章、第4章、第5章、第8章和第9章由刘振亭编著。感谢西安工业大学金属材料工程专业2010级、2011级教改
实验班
学员在编写过程中给予的帮助，感谢余洲、李庚林同学在统稿方面所做的工作。书中插图及实例多是卓越班学员结合企业实际的课程设计成果和企业实习的设计成果。

本书是教育教学改革过程中的教学成果之一，感谢陕西省教育厅2015教改重点项目的资助，感谢2013年教育部卓越工程师培养计划试点专业项目的资助，感谢西安工业大学教材建设专项资金的资助。

为了配合本书在教学实践中的应用，我们制作了配套的电子教学课件，读者可以从wwwcmpeducom注册后免费下载。

由于编著者学识有限，书中难免存在不当之处，敬请读者批评指正。

编著者