数值模拟技术在[铸造工艺与设备]课程教学中的应用
摘 要：《铸造工艺与设备》是材料成型与控制专业一门实践性非常强的专业方向课程，实践和现场教学是该课程的主要特点与要求，但该课程目前缺乏实验环节。随着多媒体辅助教学的普及，计算机数值模拟技术的推广，数值模拟技术在《铸造工艺与设备》课程教学中的应用逐步应用，对提高教学效率，提升教学质量，体现出了极大的优越性。
关键词：计算机数值模拟 铸造工艺 冒口 铸造缺陷
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（a）-0214-01
铸造是材料成型与控制专业的一个重要的方向之一，也是促进本科生就业的一个重要的方向，《铸造工艺与设备》是铸造专业方向的主干课程，该课程讲授铸造工程师必备的工艺理论和基础知识。目前《铸造工艺与设备》课程缺乏和理论课程相配套的实验，面临这个现实，将计算机模拟仿真技术应用于铸造专业课程的教学是一个很好的教学方法。应用计算机模拟技术及其仿真软件对砂型铸造过程进行工艺参数及砂模结构进行优化是一门前沿新技术。采用模拟仿真进行铸造工艺课程教学，既解决了实践环节缺少的矛盾，又能直观逼真地模仿铸造工艺过程，使学生较快掌握所学专业知识及并优化工艺和模具，直观生动地展现铸造过程各种物理场的细节变化，科学准确地传递大量有价值的数据，可提高教学质量，起到事半功倍的作用。
案例：铸造工艺冒口设置对铸件质量的影响，此零件为直齿轮，铸件材质为铸钢，零件净重为22.68kg，铸型重量23.98kg，铸件轮廓尺寸为83.88×Φ358.72，属于回转体中小型零件，大量生产。技术要求：铸造圆角R3-R5；齿部面淬火HRC40-45.铸件的最小壁厚为12mm，超过了可铸壁厚6-10mm的上限，不易产生浇不到的现象。考虑到铸件80mm处为整个铸型的最高处，则在此处要考虑排气问题，避免产生气孔缺陷。
两种冒口设计方案（见图1）：方案1、齿轮中央放置一个冒口；方案2、在齿轮中央放置一个冒口、边缘放置一个冒口。
方案1存在大量的卷气现象，方案2不存在卷气现象。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。见图2，图3。
计算机数值模拟技术在《铸造工艺与设备》课程教学中的应用，可以充分发挥仿真软件理论和实践结合紧密的特点，克服当前该课程理论和实践教学存在的问题，全面提高学生的素质和综合能力，促进学生对铸造工艺过程的深入了解，激发学生的独立思考和创新意识，培养学生自主学习和勇于实践的能力。教师对铸造工艺课程的教学起到了事半功倍的作用，也在一定程度上弥补了实验室实践教学缺乏的不足。但计算机模拟技术在铸造工艺教学中的应用尚处在刚刚起步的阶段，仍有不少亟待完善之处。
参考文献
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