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摘要：阐述了大型铸钢件的工艺制定过程，通过分析 CAE辅助程序在工艺设计过程中的作用，工艺执行过程与铸件质量之间的关系，提出了一套新型的铸造工艺设计理念与工艺执行过程管理方法。
关键词：设计理念 CAE模拟 关键过程控制 创新管理 大型铸钢件
1 概述
大型铸钢件作为装备制造业的基础，其生产能力与技术水平在一定程度上代表着国家的综合国力。在电站、矿山机械、冶金、船舶、石油化工等行业，大型铸钢件得到广泛的运用，例如核电设备汽轮机的外缸，水电机组的转轮、叶片等，以及大型矿山机械都涉及到大型铸钢件。国家重点工程项目的质量、安全及进度等都受到这些大型铸钢件制造能力、质量等因素的影响和制约。[1]
2 建立新型设计理念
2.1 产品介绍 对于共享铸钢来说，作为专业的铸造企业，其产品主要涉及重型铸钢件，应用领域广泛覆盖能源、冶金、矿山机械以及大型船舶等领域。
2.2 新型设计方法
2.2.1 精确的模数计算。对于重型铸钢件来说，由于工作环境较为恶劣，并且在一定程度上需要承受高温、高压、冲击载荷等。在这种情况下，对内部质量提出较高的要求，不允许存在任何缺陷，同时需要确保铸件的分模数与梯度关系相一致，如图1、表1所示。通过对冒口进行合理的设置，确保顺序凝固，并配合科学的冷铁工艺。在模数基本算法[2]的基础上，需要将共享铸钢与实际生产经验进行结合，同时对不同结构铸件的模数计算方法进行总结。通常情况下，根据下列公式计算模数基：①M=V/S。V、S分别代表铸件体积和铸件散热。②M=S/CL。S、CL分别代表铸件表面积和截面周长（不包括非散热面积）。③M=W/2。W代表铸件壁厚，2代表着有两边是非散热面。
2.2.2 CAE模拟优化铸造工艺
由于大型铸钢件的尺寸、重量都比较大，因此生产周期比较长，通常情况下都是单件、小批量生产，为了确保生产质量，虽然进行精密的模数计算，但是，对铸造工艺的可行性还是有必要利用计算机进行仿真模拟验证，对铸造工艺进行优化，进而在一定程度上避免设计工艺失误给企业带来损失。因此，在大型铸钢件的生产过程中，铸造过程仿真数值模拟技术显得尤为重要[3]。
3 创新过程管理
作为世界领先铸造技术企业，我公司主要生产重型铸钢件。在生产过程中，由于重型铸钢件成本高、生产周期长，并且工序复杂、技术难度大，为了确保产品质量，需要严格按照标准进行操作。为此，在实施过程管理时，严格遵守ISO9000标准，如图2所示。
3.1 正确认识设备、工艺和产量、质量之间的关系
工艺、质量、生产设备、产量四方面的问题，在实际生产过程中会经常遇到，为此，科学合理地处理工艺、质量、生产设备、产量之间的关系，进而在一定程度上发挥出最高效率。本文认为，设备、工艺和产量、质量之间存在着因果关系[4]。
3.2 严格控制工艺执行过程
在现有设备的基础上，通过先进的生产工艺，进一步提高产品质量，而实现工艺需要以工艺执行作保证，在这种情况下，需要对工艺执行过程进行严格的控制。铸钢件的生产流程如图3所示：
4 结论
①在大型铸钢件工艺制定过程中，精确模数计算尤为重要，这是制定良好工艺的基础。②CAE技术作为工艺制定的有效验证手段，为预测铸件缺陷提供保证。③创造了新型的大型铸钢件生产过程质量控制办法。
参考文献：
[1]黄天佑，刘小刚，康进武.我国大型铸钢件生产的现状与关键技术[J].铸造，2007，56（9）：899-904.
[2]王君卿.铸造工艺手册[M].机械工业出版社，2003.
[3]康进武，黄天佑，刘小刚，等.数值模拟技术在大型铸件中的应用[A].首届中国大型铸锻件制造技术发展论坛论文集[C].沈阳：沈阳市铸造协会，2006：273-278.
[4]成时举.全方位贯彻执行工艺是提高铸件质量的保证[J].铸造，1990（3）：34-36.
关键词：设计理念 CAE模拟 关键过程控制 创新管理 大型铸钢件
1 概述
大型铸钢件作为装备制造业的基础，其生产能力与技术水平在一定程度上代表着国家的综合国力。在电站、矿山机械、冶金、船舶、石油化工等行业，大型铸钢件得到广泛的运用，例如核电设备汽轮机的外缸，水电机组的转轮、叶片等，以及大型矿山机械都涉及到大型铸钢件。国家重点工程项目的质量、安全及进度等都受到这些大型铸钢件制造能力、质量等因素的影响和制约。[1]
2 建立新型设计理念
2.1 产品介绍 对于共享铸钢来说，作为专业的铸造企业，其产品主要涉及重型铸钢件，应用领域广泛覆盖能源、冶金、矿山机械以及大型船舶等领域。
2.2 新型设计方法
2.2.1 精确的模数计算。对于重型铸钢件来说，由于工作环境较为恶劣，并且在一定程度上需要承受高温、高压、冲击载荷等。在这种情况下，对内部质量提出较高的要求，不允许存在任何缺陷，同时需要确保铸件的分模数与梯度关系相一致，如图1、表1所示。通过对冒口进行合理的设置，确保顺序凝固，并配合科学的冷铁工艺。在模数基本算法[2]的基础上，需要将共享铸钢与实际生产经验进行结合，同时对不同结构铸件的模数计算方法进行总结。通常情况下，根据下列公式计算模数基：①M=V/S。V、S分别代表铸件体积和铸件散热。②M=S/CL。S、CL分别代表铸件表面积和截面周长（不包括非散热面积）。③M=W/2。W代表铸件壁厚，2代表着有两边是非散热面。
2.2.2 CAE模拟优化铸造工艺
由于大型铸钢件的尺寸、重量都比较大，因此生产周期比较长，通常情况下都是单件、小批量生产，为了确保生产质量，虽然进行精密的模数计算，但是，对铸造工艺的可行性还是有必要利用计算机进行仿真模拟验证，对铸造工艺进行优化，进而在一定程度上避免设计工艺失误给企业带来损失。因此，在大型铸钢件的生产过程中，铸造过程仿真数值模拟技术显得尤为重要[3]。
3 创新过程管理
作为世界领先铸造技术企业，我公司主要生产重型铸钢件。在生产过程中，由于重型铸钢件成本高、生产周期长，并且工序复杂、技术难度大，为了确保产品质量，需要严格按照标准进行操作。为此，在实施过程管理时，严格遵守ISO9000标准，如图2所示。
3.1 正确认识设备、工艺和产量、质量之间的关系
工艺、质量、生产设备、产量四方面的问题，在实际生产过程中会经常遇到，为此，科学合理地处理工艺、质量、生产设备、产量之间的关系，进而在一定程度上发挥出最高效率。本文认为，设备、工艺和产量、质量之间存在着因果关系[4]。
3.2 严格控制工艺执行过程
在现有设备的基础上，通过先进的生产工艺，进一步提高产品质量，而实现工艺需要以工艺执行作保证，在这种情况下，需要对工艺执行过程进行严格的控制。铸钢件的生产流程如图3所示：
4 结论
①在大型铸钢件工艺制定过程中，精确模数计算尤为重要，这是制定良好工艺的基础。②CAE技术作为工艺制定的有效验证手段，为预测铸件缺陷提供保证。③创造了新型的大型铸钢件生产过程质量控制办法。
参考文献：
[1]黄天佑，刘小刚，康进武.我国大型铸钢件生产的现状与关键技术[J].铸造，2007，56（9）：899-904.
[2]王君卿.铸造工艺手册[M].机械工业出版社，2003.
[3]康进武，黄天佑，刘小刚，等.数值模拟技术在大型铸件中的应用[A].首届中国大型铸锻件制造技术发展论坛论文集[C].沈阳：沈阳市铸造协会，2006：273-278.
[4]成时举.全方位贯彻执行工艺是提高铸件质量的保证[J].铸造，1990（3）：34-36.