2第5章计算机技术在铸造技术中的应用
计算机技术在铸造生产管理中的应用
改进 ， 比如 增加 一 个 摇 架 ， 多一 套 传 动 ， 气 上 只 要 电
加一 个 变 频 器 ， 讯 线 延 长 一 段 ， 件 中 加 一 段 程 通 软
序， 就可 以使 机 器 升级 换 代 ， 生 一种 新 型 的花 式 捻 产
距 。等距就是每二个大肚或每二个结子之间的间距 是相等的 ； 非等距就是这个 间距 是无规则交替变化 的 。非等 距 结 子 纱 如 果 是 用 两 种 不 同 颜 色 的 纱 纺 制 ， 能 明显 看 到 结子 的颜 色变 化是 无 规 律 的 。 就
只 要 走 纱 路 线 和 喂 入 原 料 相 同 ， 种 不 同工 艺 各 的纱 线可 以混合 连 续 纺制 。如 １ｍ 花 式纱 中有 ０２ ．
命长 。
工 艺参 数 可 存储 ， 多 ４ 最 ８种 。只要 存 储过 的工 艺 ， 可直 接 调 用 ， 需 要一 个 一 个参 数 重新 设 置 。 都 不
三 、 制 技 术 控
在 一 台三 罗 拉 花 式 捻 线 机 上 ， 具有 以 上 这些 要
性能特点 ， 对电气控制来讲 ， 要求是 比较高的。因为 在 同一 台机 器 上 ， 能做 超 喂 型 的纱线 ， 既 又能 做 控 制 型 的纱线 ， 能做 混 合 型 的 纱 线 ， 化 复 杂 多 样 ， 还 变 且
又要有 条 不紊 ， 电气 控 制 就 相 当复 杂 ， 术 难 度 大 。 技
此外 ， 我们 在 可 编 程 序 控 制 器 上 预 留 了一 些 备
用 的输 入 输 出点 及 扩 展 口 ， 以后 如 果 在 机 器 上 进 行
国内外生产的各种花式 捻线机 ， 大都 采用专 门研制 的 电脑 控 制器 ， 以满 足 上 述 控 制 要 求 。 而 我 们 的方 案是 选 用 计算 功 能 较 强 ， 算 速 度 较 快 的 西 门子 公 运
计算机技术在现代铸造中的应用
近空 白， 当尽快实施甩图板 、 应 甩红蓝铅笔 、 甩铸造手册工程 ， 实
现 铸造 工艺 的计算 机设计 。这是 铸造 行业技 术改 必 然要求 。 （ ） 力推 广铸 造Ｃ Ｅ 术 。 目前 国内采用 铸造 Ｃ Ｅ 术 的 ２大 Ａ 技 Ａ 技 企 业不 到 １０ ， 占所 有铸 造厂 家 的Ｏ ％左 右 ， ０家 仅 ． ５ 与西方工 业 发达 国家 （０ １％左 右 ） 差别很 大 ， 推广 应用 工作 应 大力 加强 。一 方 面国 内铸 造业 应解 放思 想 ． 大胆 采用 最 新科 技成 果 ． 一方 面 还应 正 另 确认 识铸 造Ｃ Ｅ Ａ 系统 的作 用 ， 它侧重 于分 析 、 化铸 造工 艺 ， 它 优 但 绝 对不 能完 全代 替 铸造 工 程技 术人 员 ， 不能 神 化它 的功 用 ． 亦不 应无 视其 作用 ， 切地 说它是 铸造 ＿ 作者 手 中的有利 工具 。 确 Ｔ （ ） 造 工 装 初 步 实 现Ｃ Ｄ Ｃ Ｅ Ｃ Ｍ Ｒ Ｍ一 体 化 ， 一 ３铸 Ａ ／ Ａ ／ Ａ ／Ｐ 进 步 实 现远 程 制 造 。 整 个 铸 造 生产 巾 ， 在 铸造 工装 尤 其 是铸 造 模 具／ 板 的设 计 制 造 ， 比较 易 于 实 现Ｃ Ｄ Ｃ Ｅ Ｃ Ｍ／ Ｐ 模 Ａ ／ Ａ ／ Ａ Ｒ Ｍ一 体 化 。 目前 国 内一 些 铸 造 工 装 企 业 已初 步 采 用 了 上述 先 进 设 计 制造 技 术 ， 至 实 现 了远 程 制造 。 甚 （ ） 强 人 才 培 训 铸 造 Ｃ Ｄ、 Ａ 推 广 应 用 的 另 一 个 关 ４加 Ａ Ｃ Ｅ 键 是 人 才 培训 。 能 先 进 的Ｃ Ｄ、 Ａ 软 件 系 统 必 须 配 以 高 素 性 Ａ Ｃ Ｅ 质 的应 用 人 才 才 能 达 到 最 佳效 果 。 因此 在 推 广 高 技 术 的 同时 应 大 力 加 强 人 才培 训 ３计 算 机检 测 与 控 制 ． 利 用 计算 机 实 现 对 生 产 设 备 或 生 产 过 程 进 行 检 测 与 控 制 是 计 算 机 在铸 造 生 产 中应 用 的重 要 内容 。近 些 年 来 已 经 出 现 了很 多 利 用微 机 来 测 试 各 种 参 数 、 视生 产状 况 、 制 生 产过 监 控 程 的 设 备及 装 置 ， 而 有 效 地提 高 了铸 件 质 量 及 生 产 效 率 ． 从 降 低 了铸 造 成 本 。铸 造 过 程 采 用 微 电 子 及 计 算 机 技 术 进行 检 测 与 控 制是 生 产 高 质 量 铸 件 的 必 备 条 件 ，也 是 现 代铸 造生 产 的 个重要标志 。 微 机 检 测 与 控 制 系 统 通 常 由 计 算 机 硬 件 与 软 件 、 ０接 ｌ ／ 口 、 数 转 换 器 （ ／ 、 模 转 换 器 （ ／ 、 感 器 及 执 行 机 械 模 ＡＤ）数 ＤＡ）传 等部 分 组 成 。 目前 在 铸 造 生 产 中 运用 的微 机 检 测 与 控 制 系 统 主要 有 如 下 几 个方 面 。 （） １ 型砂性能及砂 处理过程微 机检测 与控 制。 主要功 能有 紧实 率、 抗压 强度 、 抗拉强度 、 粘土含量 、 性测定及水 分控制 。 有效 透气 （ 冲天 炉 熔 炼 的微 机 检 测 与 控 制 。主 要 功 能有 配 料 的 自 ２）
计算机仿真技术在《铸造工艺课程设计》教学中的应用研究
计算机仿真技术在《铸造工艺课程设计》教学中的应用研究随着计算机技术的发展，计算机仿真技术在工程设计、制造、建筑设计等领域发挥着越来越重要的作用，因为计算机仿真技术不仅可以在实际操作之前预测系统的性能，而且还可以降低实验的成本和时间。
在工程设计领域，模拟和分析铸造工艺的计算机辅助设计技术已经被广泛应用。
在这篇文章中，我们将讨论计算机仿真技术在《铸造工艺课程设计》教学中的应用研究。
1. 绪论现代铸造工艺的复杂性和多样性要求工程师需要运用优先的设计工具来协助制造高质量的铸造部件。
而计算机仿真技术正是其中之一。
计算机仿真技术已被广泛应用于铸造工艺的各个方面，如模具设计、铸造工艺、温度场模拟、流动分析等。
在铸造工艺课程设计中，计算机仿真技术可以使学生们更好地理解铸造工艺的复杂性和多样性，提高其设计水平。
2. 计算机仿真技术的应用2.1 模具设计在铸造过程中，模具是至关重要的。
模具的设计和制造涉及到很多复杂的工艺流程和几何形状。
在传统的铸造工艺设计中，模具通常通过手工绘图来设计。
但这种方法往往需要专业技能和大量的时间，如果出现错误会导致成品的质量下降或重做。
使用计算机仿真技术，可以通过三维建模快速高效地设计模具，同时可以预测模具容器的尺寸和形状、铸造时模具与熔融金属的接触情况等。
这样铸造工艺设计师和学生可以快速预测模具的性能和可能的缺陷，并及时进行修正。
2.2 铸造过程模拟铸造工艺的重要组成部分是铸造过程，这是制造高质量铸造件的重要步骤。
铸造过程模拟可以帮助教师和学生理解铸造过程并有效地预测其结果。
使用计算机仿真技术，可以在虚拟环境中模拟铸造过程，从而更好地理解该过程中的传热、流动、自由面和变形等现象。
计算机仿真技术还可以分析铸造过程中的塑性流变特性，减少浪费和节约成本。
2.3 温度场模拟和流动分析使用计算机仿真技术还可以模拟铸造过程中的温度场和流动行为，确定铸造局部局部结构中的温度分布、热应力和变形。
因此，可以确定最佳的冷却时间和材料成分来优化铸造部件的设计并提高其质量和效率。
计算机模拟辅助技术在铸造工艺设计中的应用
计算机模拟辅助技术在铸造工艺设计中的应用随着科技的不断进步，计算机模拟辅助技术在各个领域的应用也越来越广泛。
铸造工艺设计作为制造业的重要环节，也受益于计算机模拟辅助技术的发展。
本文将探讨计算机模拟辅助技术在铸造工艺设计中的应用。
一、背景介绍铸造是一项在制造业中应用广泛的工艺，它通过将熔融金属或合金浇注到特定的模具中，并在冷却后获得所需形状的零部件。
铸造工艺设计是指确定最佳的工艺参数和流程来满足产品要求的过程。
在传统的铸造工艺设计中，需要依靠经验和试错来确定工艺参数，不仅耗时耗力，而且效果不一定理想。
而计算机模拟辅助技术的引入，为铸造工艺设计带来了新的思路和方法。
二、计算机模拟辅助技术的应用1. 几何建模在铸造工艺设计中，通过计算机模拟辅助技术可以对待铸件的几何形状进行建模。
利用计算机辅助设计（CAD）软件，工程师可以将零部件的三维模型输入到模拟软件中，从而准确地模拟出铸造过程中可能出现的缺陷和变形情况。
这为后续的工艺参数优化提供了基础。
2. 流动模拟在铸造过程中，熔融金属或合金会在模具中流动，形成零件的形状。
利用计算机模拟辅助技术，可以通过流动仿真软件模拟熔体在模具中的流动情况，预测可能出现的缺陷，如气孔、夹杂等。
这样工程师可以针对性地调整模具结构或加热系统，进一步优化铸造工艺。
3. 温度场模拟在铸造工艺中，材料的温度分布对产品质量有着重要的影响。
利用计算机模拟辅助技术，可以模拟出熔融金属或合金在铸造过程中的温度场分布。
通过温度场模拟，工程师可以调整冷却系统和铸造参数，以获得更理想的温度分布，提高产品的性能和质量。
4. 应力和变形模拟铸造过程中的冷却和凝固过程会导致零件产生内应力和变形。
通过计算机模拟辅助技术的应用，可以模拟出铸件在冷却过程中的变形情况，并预测可能出现的变形缺陷，如裂纹。
这样一来，工程师可以通过调整冷却速度和工艺参数，减少变形缺陷的出现，提高产品的成型精度。
三、优势和挑战计算机模拟辅助技术在铸造工艺设计中的应用带来了诸多优势，比如节省时间和资源，提高产品质量，降低成本。
计算机在“铸造工程基础”课程教学中的应用
计算机在“铸造工程基础”课程教学中的应用计算机在“铸造工程基础”课程教学中的应用近年来，随着计算机技术的发展，计算机已经渗透到了各行各业，铸造工程领域也不例外。
在“铸造工程基础”课程教学中，计算机的应用不仅有助于提升学生对铸造工程的理解和实践能力，同时也能够提高教学的效率和质量。
本文将从计算机辅助设计、模拟仿真等方面探讨计算机在“铸造工程基础”课程教学中的应用。
一、计算机辅助设计（CAD）计算机辅助设计（CAD）是指利用计算机软件来辅助完成产品设计的一种技术手段。
在“铸造工程基础”课程中，通过CAD软件的应用，可以实现对铸造产品进行三维建模和虚拟设计。
学生可以通过CAD软件绘制各种形状的铸件，并进行参数调整和优化，从而得到更合理、更高效的设计方案。
同时，CAD软件还可以提供快速原型制作功能，学生可以通过打印机将设计好的模型快速打印出来，加快学习和实践的速度。
二、计算机辅助制造（CAM）计算机辅助制造（CAM）是指利用计算机来辅助实现产品制造的一种技术手段。
在“铸造工程基础”课程中，通过CAM软件的应用，可以实现对铸件的数控加工。
学生可以通过CAM软件将CAD软件中的设计数据转换成数控程序，然后通过数控加工设备对铸件进行加工。
相比传统的手工操作，CAM技术具有精度高、稳定性好等优势，能够提高加工效率和质量。
三、模拟仿真在“铸造工程基础”课程中，学生需要了解铸造过程中的各种物理现象和过程变化。
然而，传统的实验教学存在成本高、操作繁琐等问题。
而计算机模拟仿真技术可以通过建立数学模型和仿真算法，实现对铸造过程的模拟，将现实中的问题转化为计算机中的问题，从而方便学生进行实验和理论的验证。
学生可以通过计算机模拟仿真软件对不同铸造参数进行模拟测试，观察铸造过程中的液态流动、凝固过程等变化，并分析不同参数对产品质量的影响。
通过模拟仿真技术，学生不仅可以加深对铸造过程的理解，还能够提高实验技能和问题解决能力。
四、虚拟实验室传统的实验室教学存在时间和空间上的限制，而虚拟实验室可以通过计算机技术实现实验的虚拟化。
计算机凝固模拟技术在铸造工艺优化中的应用
铸件在凝 固过程中 ， 补缩通道被切断 ， 失去了冒口对 铸件最后凝 固部位的补缩作用。
网 １ 铸 件 螺 栓 孔处 缩 松
１ 对 原铸造 工艺 的计算 机凝 固模 拟 ． ２
根据原 工艺 的 ＰｏＥ三维造 型 ， 图 ２所 示 。对 ｒ／ 如
收稿 １期 ：０ ０ ０ — ３ ３ ２ １— ４ １
２２１ 方案 一 ． ．
大后 ， 大 了滞 后 凝 固的液 相孤 岛体 积 ， 增 但是 两 螺 栓 孔处 的液相 孤 岛 并没 有 连接 在 一起 。从 局 部凝 固时
间 图 ９中看 到 ，补缩 通 道保 持 畅通 的时 间虽 然 有 所
加长 ， 但是从概率缺陷参数剖视 图 ８ 中看到 ， 在螺栓 孑 附 件还 是会 有 现 缺 陷 的 可能 。 Ｌ ｝ ｛
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根据原铸造工艺模拟的结果 ，我们确定螺栓孔
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保持 补缩 通 道 的畅 通 ， 栓孔 处 存在 液 相 孤 岛 ， 螺 在凝 固后 期 产生 的石 墨 化膨 胀 小 于凝 固收缩 ，致 使在 螺 栓孔 附 近 的最后 凝 固处 得 不 到补 缩 ，从 而形 成缩 松
计算机应用 Ｃ Ｍ Ｕ Ｅ ＰＬ Ａ ＩＮ Ｏ Ｐ ＴＲＡ ＰＩ Ｔ Ｃ Ｏ
计算机数值模拟技术在铸造工艺优化中的应用
１０４３
９０３
应用计算机模拟技术， 对原工艺进行了模拟分析。
孔洞
７６３ ６２３
４８４
３４４
２０４
６４
图 １ 差速器原铸造工艺
１ 原工艺模拟分析
模拟结果表明， 差速器铸件中心热节较大， 铸 件凝固约 ９００ ｓ 时冒口颈就被切断， 此时铸件内 尚有大量液体， 而冒口因没有补缩通道无法向铸 件中心补缩， 造成铸件产生缩孔缺陷（ 图 ２） 。冒口 先于铸件凝固， 说明冒口尺寸偏小， 需增加冒口 和冒口颈尺寸。而且原工艺中两个铸件各自用各 自的冒口， 工艺出品率不高， 有必要加以改进。
参考文献：
［１］ 郭 玉 玺． 辗 钢 车 轮 的 低 应 力 设 计 与 制 造 ［Ｊ］． 太 重 技 术 导 报， １９９７，（１）：２１－３３．
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［３］ Г．А．比 比 克．火 车 车 轮 的 制 造［Ｍ］． 北 京： 冶 金 工 业 出 版 社， １９９０．
板拉伸时金属沿轴向等值移动是不贴切的， 其金属 补偿量均匀分布于辐板中部两侧， 这与辐板压弯拉 缩变形不一致。按“数值模拟法”设计 Ｓ 形辐板车 轮， 相对于“等值移动法”获得了较高的综合技术指 标。图 ５ 是某产品按两种设计方法设计的 Ｓ 形辐板 的试验比较， 由（ ａ） 图看出， 等值移动法得到的压弯 辐板形状较差， 预留的金属余量集中在过渡辐板中 部， 在被拉缩的区域金属并未得到补偿。（ ｂ） 图显示 按数值模拟思路设计的压弯辐板形状合理。
闭， 冒口和铸件连通的时间大大延长， 而且冒口晚 于铸件凝固， 这有利于提高冒口的补缩能力， 降低 铸件的缩孔（ 松） 倾向， 这说明工艺改进后冒口的 补缩能力有了提高。
计算机技术在铸造中的应用
计算机技术在精密铸造中的应用
SDV法就是把所制零件的CAD模型转换成型壳的数字化零件，还能显示在屏幕上，然而当确定好每个型壳上零件的数量、型壳壁厚以及收缩率、浇注系统等铸造参数后，计算机就能更加快速的显示所制铸件型壳的几何形状，然后用来进行铸造工艺的模拟，再把有关数据传输给SPU。
没有被粘结的耐火材料粉料能对粘结层起到支撑作用，在焙烧后，回收未粘结的粉末，就能浇注金属液。
DSPC法还会让熔模铸造省去了制造压型、制造蜡模及涂挂工序，工艺过程极大的简化了，而且由于不用考虑蜡模变形等因素，就能制得近净形零件。
利用这个工艺的工厂，就能在收到定单后的一周内交付精密铸造熔模铸件。
CT技术就是计算机层析射线摄影法，是一种X射线检测技术，可以用来获得零件断面的二维图象，然后把各断面二维图象组合，就能获得被测对象的三维立体形态。
利用这个技术，能精确获得铸件的CAD模型数据，结合快速样件制造和数值模拟，还能缩短生产准备时间，降低制造型壳的成本。
与此同时，CT技术测得的零件形状，能用来对比设计铸件和生产铸件的尺寸；检测实际铸件和设计铸件的缺陷位置和数值模拟预测结果的符合程度。
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第5章计算机技术在铸造技术中的应用铸件凝固过程数值模拟概述在铸造生产中，铸件凝固过程是最重要的过程之一，大部分铸造缺陷产生于这一过程。
凝固过程的数值模拟对优化铸造工艺，预测和控制铸件质量和各种铸造缺陷以及提高生产效率都非常重要。
凝固过程数值模拟可以实现下述目的：（1）预知凝固时间以便预测生产率。
（2）预知开箱时间。
（3）预测缩孔和缩松。
（4）预知铸型的表面温度以及内部的温度分布，以便预测金属型表面熔接情况，方便金属型设计。
（5）控制凝固条件。
（6）为预测铸应力，微观及宏观偏析，铸件性能等提供必要的依据和分析计算的基础数据。
铸件凝固过程数值模拟开始于60年代，丹麦FORSUND把有限差分法第一次用于铸件凝固过程的传热计算。
之后美国HENZEL和KEUERIAN应用瞬态传热通用程序对汽轮机内缸体铸件进行数值计算，得出了温度场，计算结果与实测结果相当接近。
这些尝试的成功，使研究者认识到用计算数值模拟技术研究铸件的凝固过程具有巨大的潜力和广阔的前景。
于是世界上许多国家都相继开展了铸件凝固过程数据模拟以及与之相关的研究工作。
数学模型的建立和程序设计液态金属浇入铸型，它在型腔内的冷却凝固过程是一个通过铸型向环境散热的过程。
在这个过程中，铸件和铸型内部温度分布要随时间变化。
从传热方式看，这一散热过程是按导热，对流及辐射三种方式综合进行的。
显然，对流和辐射的热流主要发生在边界上。
当液态金属充满型腔后，如果不考虑铸件凝固过程中液态金属中发生的对流现象，铸件凝固过程基本上看成是一个不稳定导热过程。
因此铸件凝固过程的数学模型正是根据不稳定导热偏微分方程建立的。
但还必须考虑铸件凝固过程中的潜热释放。
基于分析和计算模型开发相应的程序，即可实现铸造凝固过程温度场的计算。
温度场的数值模拟在热模拟中,温度场的数值模拟是最基本的，以三维温度场为主要内容的铸件凝固过程模拟技术已进入实用阶段,日本许多铸造厂采用此项技术。
英国的Solstar系统由三维造型,网格自动剖分,有限差分传热计算,缩孔缩松预测,热物性数据库及图形处理等模块组成。
铸件充型过程的数值模拟铸件充型过程的数值模拟是通过计算金属液充型过程中的流体流动得出的。
充型过程的数值模拟可以分析在给定工艺条件下，金属液在浇注系统中以及在型内的流动情况。
包括:流量的分布、流速的分布以及由此导致的铸件温度场分布。
充型过程数值模拟一方面分析金属液在浇冒口系统和型腔中的流动状态,优化浇冒口设计并仿真浇道中的吸气,以消除流股分离和避免氧化,减轻金属液对铸型的侵蚀和冲击;另一方面,分析充型过程中金属液及铸型温度变化,预测冷隔和浇不足等铸造缺陷。
充型过程数值模拟技术由于所涉及的控制方程多而复杂,计算量大而且迭代结果易发散，加上自由表面边界问题的特殊处理要求使其难度软件可对中等复杂铸件进行三维流场分析，获得比较符合实际情况的初始温度场分布。
铸造充型过程数值模拟技术主要有三种方法：（1）SIMPLE法,即压力连接方程半隐式方法(Semi- Implicit Method for Pressure Linked Equation)；（2）SMAC法,即简化标示粒子法(Simplifed Marker and Cell)；（3）SOL A- VOF法,即解法(Solu-tion Algorithm)及体积函数法(Volume of Fluid)。
应力场的数值模拟铸件热应力的数值模拟是通过对铸件凝固过程中热应力场的计算、冷却过程中残余热应力的计算来预测热裂纹敏感区和热裂纹的。
应力场分析可预测铸件热裂及变形等缺陷。
由于三维应力场模拟涉及弹性-塑性-蠕变理论及高温下的力学性能和热物性参数等,研究的难度大。
现在研究多着重于建立专门用于铸造过程的三维应力场分析软件包,有些研究是利用国外的通用有限元软件对部分铸件的应力场进行模拟分析,这对优化铸造工艺和提高铸模寿命发挥了重要作用。
应力场模拟分析正向实用化发展，但迄今为止还没有一种科学方法准确测量金属铸件各个部位的热应力或残余应力。
铸件微观组织模拟铸件微观组织数值模拟是计算铸件凝固过程中的成核、生长等,以及凝固后铸件的微观组织和可能具备的性能。
铸件微观组织模拟经过了定性模拟、半定量模拟和定量模拟阶段，由定点形核到随机形核。
这一研究存在的问题是很难建立一个相当完善的数学模型来精确计算形核数,枝晶生长速度及组织转变等。
瑞士 M Rappaz教授与美国 Stefanescu教授在1985年前后同时进行该项目的研究。
他们从宏观温度场入手,分别对铝合金及镍基合金和铁的晶粒数,晶粒尺寸分布及二次臂距进行估算。
铸件微观组织模拟研究今后将向定向凝固及单晶方面发展,同时在计算精度、计算速度等方面有很多工作要做。
低压铸造工艺模拟低压铸造适合于生产内部质量要求较高、尺寸精度要求较高的铝镁合金铸件。
充型速度可控，使得充型平稳，可有效控制卷气和夹渣，防止合金氧化，适合于易氧化的铸件。
且铸件在压力下凝固，辅以合理的冷却系统，有利于补缩，易于获得无缺陷铸件。
低压铸造工艺可分为开放式和封闭式。
开放式指模具型腔直接与空气接触，因此充型后没有增压、保压凝固过程。
封闭式指型腔通过透气孔与大气相连，充型后可进行增压、保压。
由于封闭式可以根据铸件的结构与凝固特点制定增压、保压规范，获得更高的内部质量，因此是常见的低压铸造工艺。
图5-1 铸件实体图图5-2 低压铸造传统工艺过程（1）低压铸造充型过程流场数值模拟金属液体为粘性不可压缩流体。
低压铸造充型过程压力可控，充型比较平稳，通常可以考虑为层流流动。
采用的控制方程如下：动量方程：连续性方程：能量方程：（2）低压铸造凝固过程温度场数值模拟低压铸造是一个周期性循环生产的过程，每个周期基本上可分为合模充型、保压凝固与冷却、卸压冷却及开模操作四个阶段。
冷却系统通常在保压凝固阶段初期开放，在保压凝固末期关闭。
在这些操作阶段，模具不断地[被加热和冷却，模具中的热量始终处在不平衡的状态。
但总的来看，当生产达到稳定后，每个周期中模具吸收的总热量与释放的总热量相当。
影响低压铸造的工艺因素很多，如各操作阶段的时间长短、冷却系统的分布及其开放与关闭的时间及冷却强度、涂料工艺等。
低压铸造传热计算的控制方程如下：图5-3 凝固过程温度场铸造工艺计算机辅助设计技术铸造工艺CAD在铸造工艺设计过程中，有许多繁琐的数学计算和大量的查表选择等工作，仅凭工艺设计人员的个人经验和手工操作，不但要花费很多时间，而且设计结果往往因人而异，很难保证铸件质量，60年代以来，特别是进入80年代后，随着电子计算机技术的迅猛发展，计算机辅助设计技术在工业中得到愈来愈广泛的应用，也为铸造工艺设计的科学化、精确化提供了良好的工具，成为铸造技术开发和生产发展的重要内容之一。
典型的铸造工艺CAD系统工作过程是：（1）接收用户送给的铸件图纸，在以工程图方式接收时可自行进行三维造型；（2）工艺分析和报价；按需要从任一角度或对铸件任一部分结构加以观察，根据三维实体计算铸件重量和不同部位的模数，计算浇冒口等工艺数据，进行铸件的初步设计，估算成本并提出报价。
（3）进行铸件的详细设计；从建立的铸件三维实体抽取数据进行三维凝固模拟并修改铸件设计，然后自动生成相应的铸型、芯盒或模具图。
（4）铸型、芯盒和模具经数控加工成形，进行浇铸和检验，收集生产中的数据供质量跟踪和知道以后的铸件设计。
目前铸造工艺CAD的软件功能一般是单一的，分为铸件设计、凝固模拟和模样加工等相对独立的系统。
铸造工艺CAD的特点首先将零件图通过数字化仪或其他图形输入设备输入计算机内，然后根据要求标出浇注位置和分型面的位置，进一步绘出加工余量及不铸孔、槽的符号，以及拨模斜度，并标出尺寸，形成铸件图；以此为依据进行铸件模数和重量计算、进行补缩系统和浇注系统设计；将设计计算的结果以图形方式加到铸件图上，再绘出砂芯形状，算出芯头间隙、芯头压紧环、防压环、积砂槽和芯头分块线及尺寸等，从而形成一个完整的工艺图；最后绘制出铸造工艺卡片。
将图形由绘图仪输出，完全取代了手工绘制工艺图和描图、晒图等繁琐工序，而且修改、存档方便，大大提高了设计效率。
与传统的铸造工艺设计方法相比，用计算机设计铸造工艺有如下特点：（1）计算准确、迅速、消除了人为的计算误差。
（2）可同时对几个不同的方案进行工艺设计和比较，从而找出较好的方案。
（3）能够储存并系统利用铸造工作者的经验，使得使用者不论其经验丰富与否都能设计出较合理的铸造工艺。
（4）计算结果能自动打印记录，并能绘制铸造工艺图等技术文件。
计算机辅助设计不仅使计算机代替了人工设计铸造工艺和绘制工艺图，而且还能优化工艺设计，提高工艺出品率。
铸造工艺计算机辅助设计程序的功能主要表现在以下几方面：（1）铸件的几何、物理量计算，包括铸件体积、表面积、重量及热模数的计算。
（2）补缩系统的设计计算，包括冒口的设计和计算、冷铁设计计算和设计合理的补缩通道。
（3）浇注系统的设计计算，包括选择浇注系统的类型和各部分截面积计算。
（4）绘图，包括铸件图、铸造工艺图、铸造工艺卡等图形的绘制和输出。
图形处理的软件系统近年来，国内外在铸造工艺计算机辅助设计方面已作了较多的研究和开发，相继出现了一批较实用的软件，如美国铸协（AFS）的AFS-oftware软件，可用于铸钢铸铁的浇冒口设计；英国Foseco公司的FEEDERCALC软件可计算铸钢件的浇冒口尺寸，补缩距离及选择保温冒口套等；丹麦DISA公司的DISAMA TIC软件专用垂直分型生产线的浇冒口设计；清华大学研制开发的FTCAD软件适用于球铁浇冒口系统设计；铸造工艺辅助设计集成软件--CASTCAD适用于铝合金、铸件和铸钢生产；华北工学院开发的铸钢件集成软件提出了改进RUDDLE三次方法设计冒口且实现了参数化设计。
此外，还有许多这方面的软件都已在铸造生产中得到较好的应用，产生了明显的经济效果。
铸造工艺计算机辅助设计中，微机上较多的是采用AutoCAD软件(2D)作为图形处理的支撑软件，国内已有很多再其基础上二次开发的软件，完成铸件图、铸造工艺卡等图形处理功能。
但目前,3D软件发展很快,既有大型软件,如UG、Pro/E、CATIA，也有中档软件，如Solid Edge、Solid Work、MDT等以及低档的一些软件。
对工作站，基本上是大型软件。
（1）Auto CAD软件包及基本功能AutoCAD是美国Autodesk公司为PC机开发的一个交互式图形软件包，它主要是一个二维图形软件包，具有很强的二维作图编辑功能，也具有简单的三维作图功能，它是目前我国微型计算机上应用最广泛的软件包。
AutoCAD自1982年在美国首次推出版本后，版本不断升级，目前已有AutoCAD2000版本。