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基于UG的三维铸造工艺CAD系统的研究与开发

庞晓辉  
【摘要】: 随着计算机技术的发展,CAD技术在工业生产领域得到了广泛的应用,并从最初的二维CAD技术开始过渡到三维CAD技术。在铸造生产中,采用三维CAD技术是工艺设计的必然趋势,三维CAD更容易和CAE、CAM技术集成并形成企业CIMS系统。本文主要研究铸钢件工艺CAD系统,采用的CAD平台为EDS公司的Unigraphics(简称UG),它具有强大的实体造型以及协同化装配技术。传统的铸造生产中,工艺人员需要借助经验和理论知识以及相关手册,才能设计出比较合理的铸造工艺,计算繁琐且易于出错;当前铸造CAE还主要用于模拟验证工艺并发现工艺设计问题,也无法在最初就帮助工艺人员进行工艺设计。而铸造工艺CAD系统可以辅助工艺人员进行工艺设计,并在CAE模拟之前帮助工艺人员对工艺进行最大的优化,进而充分发挥CAE模拟的验证功能并进行工艺改进。本文正是在这个背景下展开对铸造工艺设计CAD的研究和开发。 本文分析了国内外铸造工艺CAD发展现状和趋势,并结合宝鸡石油机械有限公司的要求和铸造行业标准进行铸造工艺CAD系统的结构设计,利用UG提供的二次开发接口UG/Open和VC开发工具,开发了基于UG的铸钢件工艺CAD系统。 铸钢件工艺CAD系统包括多个部分:简单工艺设计、冒口和补贴系统设计、冷铁设计、浇注系统设计。其中,冒口设计是铸钢件工艺CAD系统的关键部分,该系统又包括热节圆计算、补贴参数计算、冒口安放等多个功能模块。冒口设计采用局部模数法,通过截取铸件局部实体,求取铸件的局部模数,根据局部模数安放冒口。补贴设计则采用滚圆法和经验公式法,并实现了滚圆法的数学求解。 铸钢件工艺CAD系统将铸造常用标准数据建立数据库并采用ADO技术进行管理,系统中还提供了数据库修改接口以便用户直接对数据库数据进行修改。在整个设计过程中,用户还可以随时调用信息输出工具查看当前工艺设计数据和各项参数。 本文研究的铸钢件CAD系统是针对铸钢件生产而设计,其操作界面和UG保持一致,而且功能丰富,提供了各种工具来帮助工艺人员进行工艺设计,极大地提高了设计效率和准确性,进而可以在此基础上进行铸造工艺的CAE模拟验证,完成工艺设计、工艺验证、工艺改进和定型的整个工艺设计流程,更具科学性。


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