胡紅軍等

摘 要：《鑄造工藝與設(shè)備》是材料成型與控制專業(yè)一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)方向課程，實(shí)踐和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)是該課程的主要特點(diǎn)與要求，但該課程目前缺乏實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。隨著多媒體輔助教學(xué)的普及，計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)的推廣，數(shù)值模擬技術(shù)在《鑄造工藝與設(shè)備》課程教學(xué)中的應(yīng)用逐步應(yīng)用，對(duì)提高教學(xué)效率，提升教學(xué)質(zhì)量，體現(xiàn)出了極大的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬 鑄造工藝 冒口 鑄造缺陷

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）03（a）-0214-01

鑄造是材料成型與控制專業(yè)的一個(gè)重要的方向之一，也是促進(jìn)本科生就業(yè)的一個(gè)重要的方向，《鑄造工藝與設(shè)備》是鑄造專業(yè)方向的主干課程，該課程講授鑄造工程師必備的工藝?yán)碚摵突A(chǔ)知識(shí)。目前《鑄造工藝與設(shè)備》課程缺乏和理論課程相配套的實(shí)驗(yàn)，面臨這個(gè)現(xiàn)實(shí)，將計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)應(yīng)用于鑄造專業(yè)課程的教學(xué)是一個(gè)很好的教學(xué)方法。應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)及其仿真軟件對(duì)砂型鑄造過程進(jìn)行工藝參數(shù)及砂模結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化是一門前沿新技術(shù)。采用模擬仿真進(jìn)行鑄造工藝課程教學(xué)，既解決了實(shí)踐環(huán)節(jié)缺少的矛盾，又能直觀逼真地模仿鑄造工藝過程，使學(xué)生較快掌握所學(xué)專業(yè)知識(shí)及并優(yōu)化工藝和模具，直觀生動(dòng)地展現(xiàn)鑄造過程各種物理場(chǎng)的細(xì)節(jié)變化，科學(xué)準(zhǔn)確地傳遞大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)，可提高教學(xué)質(zhì)量，起到事半功倍的作用。

案例：鑄造工藝冒口設(shè)置對(duì)鑄件質(zhì)量的影響，此零件為直齒輪，鑄件材質(zhì)為鑄鋼，零件凈重為22.68kg，鑄型重量23.98kg，鑄件輪廓尺寸為83.88×Φ358.72，屬于回轉(zhuǎn)體中小型零件，大量生產(chǎn)。技術(shù)要求：鑄造圓角R3-R5；齒部面淬火HRC40-45.鑄件的最小壁厚為12mm，超過了可鑄壁厚6-10mm的上限，不易產(chǎn)生澆不到的現(xiàn)象?？紤]到鑄件80mm處為整個(gè)鑄型的最高處，則在此處要考慮排氣問題，避免產(chǎn)生氣孔缺陷。

兩種冒口設(shè)計(jì)方案（見圖1）：方案1、齒輪中央放置一個(gè)冒口；方案2、在齒輪中央放置一個(gè)冒口、邊緣放置一個(gè)冒口。

方案1存在大量的卷氣現(xiàn)象，方案2不存在卷氣現(xiàn)象。方案1存在大量的缺陷，方案2不存在缺陷，因此，采用方案2是合理的。見圖2，圖3。

計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)在《鑄造工藝與設(shè)備》課程教學(xué)中的應(yīng)用，可以充分發(fā)揮仿真軟件理論和實(shí)踐結(jié)合緊密的特點(diǎn)，克服當(dāng)前該課程理論和實(shí)踐教學(xué)存在的問題，全面提高學(xué)生的素質(zhì)和綜合能力，促進(jìn)學(xué)生對(duì)鑄造工藝過程的深入了解，激發(fā)學(xué)生的獨(dú)立思考和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和勇于實(shí)踐的能力。教師對(duì)鑄造工藝課程的教學(xué)起到了事半功倍的作用，也在一定程度上彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)缺乏的不足。但計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在鑄造工藝教學(xué)中的應(yīng)用尚處在剛剛起步的階段，仍有不少亟待完善之處。

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