二維鑄造工藝CAD系統(tǒng)在球墨鑄鐵鑄造中的相關(guān)研究和開發(fā)

靳淑琪

（大同煤礦集團(tuán)機(jī)電裝備制造有限公司 中央機(jī)廠，山西 大同 037001）

0引 言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對鑄造行業(yè)產(chǎn)生了很大的影響，鑄造工藝CAD系統(tǒng)逐漸應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)中，能夠有效提升計(jì)算機(jī)快速準(zhǔn)確的計(jì)算能力，對于工藝涉及效率的提升具有非常重要的作用，本文主要針對二維鑄造工藝CAD系統(tǒng)在球墨鑄鐵鑄造中的相關(guān)研究與開發(fā)予以簡單分析研究。

1 課題研發(fā)的意義

鑄造業(yè)可謂是整個國民經(jīng)濟(jì)之根基，從陸地到海航、空航無處不在，鑄造業(yè)的設(shè)計(jì)工藝在長期的積累總結(jié)中已擁有了成熟的流程。然而科技在進(jìn)步，尤其是計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)給市場經(jīng)濟(jì)帶來的巨大沖擊，使得鑄造業(yè)設(shè)計(jì)將傳統(tǒng)流程與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合成為大勢所趨，CAD作為工藝設(shè)計(jì)的輔助工具，它的水準(zhǔn)決定了工藝制造的水準(zhǔn)，企業(yè)需要將CAD這個平臺進(jìn)行完善優(yōu)化，最大限度地節(jié)約生產(chǎn)成本，提高客戶對產(chǎn)品的滿意度。從鑄件的二維零件設(shè)計(jì)圖到電子圖的導(dǎo)入，再到在電子圖上繪制并輸出方案是CAD系統(tǒng)的工作需求。

2 課題研發(fā)的內(nèi)容與目標(biāo)

本課題主要是在吉鑫科技原有CAD鑄造基礎(chǔ)上對系統(tǒng)加以優(yōu)化，開發(fā)出針對球墨鑄鐵鑄造的CAD系統(tǒng)，我們的目標(biāo)是讓吉鑫科技開發(fā)的CAD系統(tǒng)能夠在進(jìn)行模塊繪圖之前就能將設(shè)計(jì)所涉及到的圖層提前添加，利用鼠標(biāo)的點(diǎn)擊自動生成分模線與分型面，在系統(tǒng)中，能夠?qū)庸び嗔刻砑颖壤x項(xiàng)，在工藝補(bǔ)正量中添加比例選項(xiàng)，增加冷鐵系統(tǒng)類型、砂芯類型、冒口類型、澆注系統(tǒng)類型，保存常用砂箱到數(shù)據(jù)庫，具有本體試料、導(dǎo)線標(biāo)注、補(bǔ)貼、引出氣和工藝說明。系統(tǒng)升級完成后，對其進(jìn)行調(diào)試，并形成系統(tǒng)的教程文件，包括軟件的安裝和編程調(diào)試，并對編碼關(guān)鍵的地方添加注釋，以便于后來者對系統(tǒng)的優(yōu)化和維護(hù)。為方便用戶操作，我們需要設(shè)計(jì)人性化的操作界面，使操作簡便，讓用戶集中注意力完成鑄造設(shè)計(jì)。

3 球墨鑄鐵鑄造中CAD的結(jié)構(gòu)與工藝?yán)碚?/h2>

3.1 球墨鑄鐵鑄造中CAD結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)

鑄造行業(yè)的CAD系統(tǒng)將傳統(tǒng)鑄造技術(shù)和計(jì)算機(jī)的軟件和硬件相結(jié)合，據(jù)此來幫助設(shè)計(jì)人員完成工藝設(shè)計(jì)，完成產(chǎn)品的零件圖到最終整個工藝設(shè)計(jì)圖紙的整合。

1）球墨鑄鐵鑄造中CAD系統(tǒng)界面。本課題研究的CAD系統(tǒng)基于CAD2010，在傳統(tǒng)的CAD界面中添加CAD系統(tǒng)菜單和相應(yīng)的工具條，各模塊有相應(yīng)的對話框，我們的設(shè)計(jì)原則是簡單明了易于操作，最大限度地方便設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)。

2）球墨鑄鐵鑄造中CAD數(shù)據(jù)庫。對于設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)中涉及到的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，在傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)中，這些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)往往需要從手冊中獲取，然后再繪制到圖紙中，顯然是對時間和人力的極大浪費(fèi)，在筆者的研究與開發(fā)課題中，我們采用MS提供的Access作為數(shù)據(jù)庫存儲，針對不同的設(shè)計(jì)需求，保存與之相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，分門別類，隨時調(diào)用。

3.2 球墨鑄鐵鑄造中CAD系統(tǒng)的工藝?yán)碚?/h3>

在工藝鑄造的操作過程中，鑄件的最終獲得需要在冷箱中先進(jìn)行冷卻然后取出，為了便于鑄件型腔的控制和取得，需要在澆鑄前分型鑄件，選擇分型面的原則是用盡量少的泥芯和活塊、分型面，要平整沒有懸掛的砂礫，分型面的尺寸要合適使得鑄件大部分可以包攏于分型面里。分型面的數(shù)量能少即少。為了避免在分型面上添加的用來防止砂箱上下面相對滑動導(dǎo)致的造型不平整造成的鑄件型腔變高，生產(chǎn)時需要減掉一部分即確定分型負(fù)數(shù)來使高度平衡。為了減少鑄造成本，提高尺寸精度，對于較簡單的鑄件要少用砂芯，而對于較復(fù)雜的鑄件，則可分塊制造然后拼接使用，砂芯的形狀也要靈活，方便安裝填置。冒口用于存儲金屬液體，多為圓柱或圓錐型，可以對鑄件進(jìn)行收縮，還有收集過濾雜質(zhì)的作用。

4 球墨鑄鐵鑄造中CAD系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境及技術(shù)

4.1 球墨鑄鐵鑄造中CAD系統(tǒng)的開發(fā)平臺

CAD系統(tǒng)基于CAD2010進(jìn)行二次開發(fā)，綜合微軟的VC++NET2008，在Windows7系統(tǒng)中使用。之所以選擇CAD2010，是因?yàn)榇丝钴浖挠脩粽J(rèn)可度高，公司的設(shè)計(jì)人員幾乎均以此軟件為繪圖工具，比較熟悉，操作方便，且在二維繪圖方面，CAD較傳統(tǒng)手工制圖更快更精準(zhǔn)。

開發(fā)工具我們選擇AbjectARX2010。Autodesk公司為了滿足不同行業(yè)的需求，已研發(fā)了三代開發(fā)工具，第一代為AutoLISP，第二代為ADS，第三代為AbjectARX，AbjectARX優(yōu)于前兩代之處在于它是動態(tài)鏈接，可以直接對CAD內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用，訪問系統(tǒng)核心。

4.2 球墨鑄鐵鑄造中CAD系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)

圖1 ODBC訪問數(shù)據(jù)原理

1）數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)是工藝制造設(shè)計(jì)過程中會大量涉及的，在CAD系統(tǒng)的二次開發(fā)中，根據(jù)工藝制造手冊里的數(shù)據(jù)和圖標(biāo)建立相對應(yīng)的數(shù)據(jù)文件，在需要的時候直接從CAD系統(tǒng)中調(diào)用即可，方便快捷，這項(xiàng)功能的技術(shù)支撐是ODBD（開放數(shù)據(jù)庫互聯(lián)技術(shù)），其原理如圖1所示。

ODBC驅(qū)動程序管理器通過控制驅(qū)動程序，然后連接數(shù)據(jù)庫，從而實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問和修改。

2）界面交互技術(shù)。AbjectARX為開發(fā)者提供了大量基于MFC的用戶界面，其中亦有與CAD界面極相似的風(fēng)格，還可以通過MFC建立與Windows聯(lián)系的對話框，實(shí)現(xiàn)Windows資源共享。在ARX環(huán)境中，MFC有AuDi和AcUi兩個類，其中AuDi用于擴(kuò)建和界面相關(guān)的MFC類，包含了CAD的核心內(nèi)容，AcUi用來實(shí)現(xiàn)CAD界面的外觀設(shè)置。

3）動態(tài)拖動。在工藝設(shè)計(jì)過程中，修改與變動不可避免，如能直觀地看到整個繪圖過程，比如在圖紙中放置一個冒口，如果能在CAD界面中看到冒口的形狀而且冒口可以跟隨鼠標(biāo)移動并能放置在設(shè)計(jì)者想放的位置，將使設(shè)計(jì)更方便，我們稱這一技術(shù)為動態(tài)拖動，可以通過acedGrRead函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

acedGrRead 函數(shù)定義為 intacedGrRead（ inttrack，int*type，structresbuf*result）； 其中 track 指定函數(shù)控制位，進(jìn)行位選擇。位0：輸入?yún)?shù)1，返回拖動坐標(biāo)；位1：輸入?yún)?shù)2，返回所有關(guān)鍵值；位2：輸入?yún)?shù)4，返回用type參數(shù)控制光標(biāo)顯示；位3：輸入?yún)?shù)8，不顯示錯誤。

5結(jié) 語

本文所研發(fā)的CAD工藝系統(tǒng)能夠完成工藝設(shè)計(jì)中的絕大部分流程設(shè)計(jì)，不僅方便工藝機(jī)件設(shè)計(jì)流程的順利進(jìn)行，而且提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。今后，隨著社會的進(jìn)步，CAD系統(tǒng)也將與計(jì)算機(jī)技術(shù)有更為緊密的結(jié)合，為鑄造業(yè)添彩。

［1］ 樊甜甜.球鐵件二維鑄造工藝CAD系統(tǒng)的研究與開發(fā)［D］.武漢：華中科技大學(xué)，2012.

［2］ 陳磊.鑄鋼工藝CAD實(shí)用化軟件的研究與開發(fā)［D］.武漢：華中科技大學(xué)，2013.