基于IGES中性文件的铸钢件三维铸造工艺CAD/CAE技术的研究

摘要

利用铸造工艺CAD/CAE技术辅助工艺人员进行工艺设计和优化，可以省去现场生产试错的麻烦，在提高设计效率和准确性的同时，更可以有效提高铸件的质量。铸造工艺CAD是CAD/CAE一体化技术关键环节之一，目前大部分三维铸造工艺CAD系统都是基于商用三维建模软件进行二次开发的，这种方式受制于三维软件厂商提供二次开发包接口，系统交互性操作受限，同时涉及商业版权。由于各铸造企业的实际情况不同，购买的软件类型和版本上有不同程度的差异，三维软件的不断升级更新会给企业带来很大不便，限制了铸造工艺CAD的通用性。正是在这个背景下，本文展开了基于成熟的三维CAD软件几何内核的铸造工艺CAD的研究工作。
　　本文分析了基于现有三维建模软件二次开发的铸造工艺CAD的不足之处，创新性地提出了基于OpenCASCADE几何内核和中性文件的三维铸造CAD系统。首先，以铸钢件为研究对象，系统研究了铸钢件三维铸造工艺设计知识，包括铸造工艺参数设计、浇注系统设计、冒口设计，冷铁设计等理论；其次，研究了OpenCASCADE几何内核框架，对IGES中性文件的文件结构、元素信息以及数据记录格式进行了深入剖析，探讨了基于OpenCASCADE几何内核IGES中性文件解析流程；最后，设计了基于OpenCASCADE几何内核的实体造型类，并给出了铸造工艺图元三维CAD造型算法。
　　以VC++6.0作为开发平台，基于MFC和OpenCASCADE提供的基类、建模数据类、建模运算类、可视化类、数据转换类，本文搭建了一个通用的三维铸造工艺CAD系统，设计了系统界面和主要框架，实现了铸造工艺设计功能模块。最后，将铸件工艺方案以STL文件导入华铸CAE进行充型和凝固过程模拟，预测缺陷和校验工艺。该系统打破了传统三维铸造CAD系统的局限性，为CAD/CAE一体化提供了新的设计工具。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 课题的来源与意义

1.2 铸造工艺CAD/CAE国内外研究现状

1.3 三维铸造工艺CAD/CAE技术的发展趋势

1.4 课题的主要研究内容

2 铸造CAD工艺设计及中性文件

2.1 铸钢件铸造工艺理论

2.2 三维中性文件

2.3 本章小结

3 系统设计及关键技术

3.1 CAD系统需求分析

3.2 CAD/CAE一体化总体设计

3.3 三维CAD技术

3.4 铸造工艺CAD图元造型算法

3.5 本章小结

4 三维铸造工艺CAD系统实现及应用实例

4.1 铸造工艺CAD系统功能实现

4.2 CAD/CAE一体化应用实例

4.3 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

附录1： 攻读硕士学位期间发表的论文