阀体三维铸造工艺CAD系统
COMPUTER A PPLlCATlON 计算机应用
文章编号：1003—8345(2004)01_0026—03
阀体三维铸造工艺CAD系统
张南展，林国荣
(福州大学机械工程学院，福建福州350002)
摘要：以基于AuwCAD的二次开发工具Obj即tARX开发出阀体三维专用铸造工艺设计CAD系统，计算迅速准确．消除了人为
的计算误差，可同时对几个工艺方案进行工艺设计和比较，找出较好的方案。可以大大提高设计效率和优化设计，并缩短设
计周期。
关键词：铸造工艺设计；ObjeetARX；CAD；闷体
中圈分类号：Tc244．4；TP391．72 文献标识码：A
3D Foundry Method CAD System for Valve Bodies
ZHANG NaN—zhan．LIN Guo—tong
(Mechanical Engiaeefing Irmtimte，Fuzhou Univemlty．Fu卫hou 350002，China)
Abstract： A 3D foundry method design CAD system special for vane bodies w∞developed with the
secondary developing tool Object ARX based OFt Auto CAD，which has advantages of rapid calculation
and accurate results，eliminating mall—made calculation eITOFS，possibility to design and compare sever-
al methods for a particular casting to obtain the best method，SO that it can be used to improve design
efficiency and optimize method schemes，as well as to short the method design time．
Key words：foundry method design；object ARX；CAD；valve body
目前国内外研制开发的铸造工艺CAD系统，概
括起来可以分为通用和专用铸造工艺cAD两类”l。
通用铸造CAD系统主要用干普通砂型铸造工艺的
设计，又分为铸钢、灰铸铁、球铁及有色等种类。功
能包括浇注系统设计，补缩系统设计，分型面、起
模斜度、加工余量的确定，尺寸标注，以及工艺图
及工艺卡的输出。专用铸造CAD系统主要用于某
些特定范围和特定目的的铸造工艺设计，如压铸
型CAD、齿轮类CAD、阀体类cAD、曲轴类CAD等。
收稿日期：2003—07-29
作者简介：张南晨(1977．4-)，男，福州太学机械工程厦自动化学
院2001缓硬士研究生。
输出映射。预测结果表明，模糊神经网络预测方法
具有训练速度较快、预测精度较高、自适应能力强
等特点。为钢件热处理工艺制定提供了一个新的
辅助手段，使得热处理工艺的制定和工艺文件的
准备变得更加快速和准确。
我们所开发的阀体三维铸造工艺CAD系统属于专
用铸造CAD系统。
1 系统介绍
在阀体三维铸造工艺CAD系统中，主要由三
大模块组成：(1)数据库管理模块。建立综合数据
库，存储和管理铸造工艺设计所需的设计信息，包
括产品几何信息、浇注系统设计信息、冒口设计信
息、砂芯设计信息等；(2)产品绘制模块。采用多
功能交互式进行三维阀体产品绘制；(3)工艺设
计模块。针对不同阕体产品的特点进行铸造工艺
设计，同时完成工艺图的三维绘制。
参考文献
【I]Jang J-S R．ANFIS：Adaptive—Netwonk-Bascd Fuzzy Inference
System[J]．IEEE Trans 011 System，Man and Cybemeties．1993
23(3)：665-685．
【2ffak agi T．Sugeno M．Fury Identification of System and Its
Application to Modeling and Control[J1．IEEE Trails on Sys-
t．cwt，Mma砌qberrteties，1985，15：116—132
《现代磷铁)2004．1
万方数据
通过阀体三维铸造工艺CAD系统，以对话框
交互操作，可快速准确地进行铸造工艺设计，最终
得到铸件图、铸造工艺图等设计资料。通过加工余
量和起模斜度等的设计，用户可方便快捷地得到
准确的工艺参数，避免了繁琐的手工查表工作。利
用浇冒口对话框，可设计出符合理论的浇冒口尺
寸，通过输入浇冒口尺寸参数和点击相应按钮可
快速准确地计算出浇冒口质量。因此，本系统实现
了计算机辅助设计、绘图和计算的功能。
本系统设计的阀体主要针对福州阀门厂生产
量比较大的几类阀门的阀体。根据阀体产品的特
点，遵循传统铸造工艺设计的一般过程，方便用户
操作，以及对铸造CAD系统功能的分析总结，基于
AutoCAD的阀体三维铸造工艺CAD系．统结构如图
l所示。
目1 阉体三堆辞遣工艺cAD摹鲢鲒构
Fig 1 Construction 0f the 3D foundry method CAD system for
vdve bodies
2系统设计
本项目所开发的阀体三维铸造工艺CAD系统
是以AutoCAD为造型和开发平台，利用功能强大
的CAD二_．次开发工具ObjectARX2000，以VC++6．0
为编程语言，采用MFC类库的Windows风格界面，
开发出功能强大、界面友好的阀体专用三维铸造
t艺CAD系统。
本铸造工艺CAD系统以“铸造手册”和“砂型
铸造工艺及工装设计”为设计准则p一，并参考企业
实际生产工艺习惯和丁艺图样，建立各类相关数据
库，按照铸造工艺设计过程，根据不同功能模块的
特点进行开发。本系统目前只适用于铸铁与铸钢。
2．1阀体的三维实体造型
ObjectARX是AutoCAD提供的二次开发的强
有力T具，它可以利用AutoCAD丰富的三维实体
创建功能，实体之间可以通过布尔运算生成组合
实体。因此，系统提供了相应的功能模块，通过参
数化机制完成阀体的三维实体造型。
2．2阀体体积、模数的计算和相关几何信息存储
ObjectARX同时提供了计算“质量特性”，用
于对实体进行体积和表面积的计算，结果准确可
靠。而且可由应用程序通过ObjectARX建立扩展数
据添加到阀体对象上，以存储相关的几何信息
(包括体积、模数等信息)。
2．3铸造工艺方案确定
铸造工艺方案主要指浇注位置和分型面的选
择和确定，由于本系统是非属于专用铸造工艺
CAD系统，铸造工艺方案比较稳定，因此铸造工艺
方案直接由系统指定，用户无须进行选择确定。
2．4阕体信息的读取
在进行阀体的铸造工艺设计之前，系统自动
获取三维阀体零件的一些相关信息(零件类型、
几何尺寸、体积和模数等)。这些数据作为基本信
息将贯穿阀体整个铸造工艺设计的过程，为后续
的铸造工艺设计过程提供了原始信息。
2．5工艺参数的选择
通过阀体铸造工艺设计对话框(如图2)。可
快速准确地进行铸造工艺参数的选择。通过选择
阀体合金材料种类、成分和受阻情况来确定铸造
收缩率；通过选择加工精度等级、铸件最大尺寸和
浇注时的位暨来确定加工余量；通过选择铸造方
法、模型和测量面高度来确定起模斜度；而且法兰
工艺补正量和砂芯负数则在获取阀体的基本信息
之后，查询相关的数据而得出。至于最小铸出孔在
阀体类铸件中均按不铸出处理。这些工艺参数都
可以根据实际情况加以修改以优化参数。
2．6浇注系统设计
铸件质量在很大程度上取决于浇注系统的设
计。浇注系统设计包括浇注系统类型选择、内浇道
设计、横浇道设计、直浇道设计和浇口杯设计。用
户只需进行选择(如图2)．系统自动根据所选择
的工艺参数从数据库中查出相应数据；而浇注系
统设计的相关数据可在数据库管理模块中进行设
《现代镰铁》2蝴．1
万方数据
COMPUTER APpL|cAT|oN 计算机应用
计。
2J冒口设计
冒口设计同样对铸件质量有很大的影响。冒
口设计是根据铸铁、铸钢的不同凝固特点，铸铁件
以经验公式来确定冒口尺寸，铸钢件以模数法确
定冒口尺寸。
2．8砂芯设计
由于阀体类铸件的砂芯设计比较简单，因此
系统只对芯头进行设计(包括芯头间隙、芯头压
环、防压环和积砂槽等)，并且在工艺设计模块中
不提供选项，系统自动根据阀体件的尺寸，从数据
库中查询相关数据进行设计。以上这些全部都设
图2闽体铸造工艺设计对话框
Fig．2 Dialogue fmrne of valve body hndH method dssigm
圈3阀律诗违工艺囤
Fig．3 3D foundry method drawing 0f a valve body
计好了之后，就可以开始绘制铸造工艺如图3。
2．9 ObjeOARX与MFC联合使用技术
ObjectARX是AutoCAD提供的第三代二次开
发工具，它提供了以c++为基础的面向对象的开发
环境及应用程序接口，能真正快速地访问Auto—
CAD图形数据库；在此环境下开发的程序称为
ARX应用程序，它不再是独立的进程，实际为动态
连接库，与AumCAD共享同一地址空间，能直接利
用AutoCAD核心数据库和函数“。它功能强大、运
算效率高，其许多新特征能够实现其他开发环境
难以实现的功能，提高了开发效率，其另一特点是
ARX支持Microsoft的基础类库(MFC)。该库的主
要优点是效率高。它减少了大量在建立Windows程
序时必须编写的代码。同时它还提供了所有一般
c++编程的优点，例如继承和封装。把二者结合起
来，就能开发出完美的AutoCAD应用程序。
2．10 Vc、ObjeetARX与数据库的ADo接口技术
在阀体三维铸造工艺CAD系统设计过程中，
会用到大量的数据，系统设计中数据存储采用
Microsoft Access，VC编程中对数据的存取采用A—
DO(Active Data Objeet，活动数据对象)技术。
ADO实际上是一种基于COM(组件对象模型)的
自动化接口(Idispatch)技术，并以OLE DB(0b—
ject Linking&Embedded Database。对象连接和
镶入的数据库)为基础，经过OLE DB精心包装后
的数据库访问技术，利用它可以快速地创建数据
库应用程序。ADO提供了一组非常简单，将一般通
用的数据访问细节进行封装的对象。由于ODBC
(Open Datab∞e Connectivity)数据源也提供了一
般的OLE DB Privider，所以ADO不仅可以应用自
身的OLE DB Privider，而且还可以应用所有的
ODBC驱动程序。
3结论
三维铸造工艺CAD系统已成为铸造工艺设计
的主流。它计算准确、迅速。消除了人为的计算误
差，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。实践证明。只要建立符
合设计实际需要的铸造工艺设计参数库，便可快
速准确地进行铸造工艺设计，提高设计效率．而且
还能优化工艺设计，提高工艺出品率。
参考文献
【1制垒平计算机辅助设计在铸造工艺中的应用及发展m软件世
界．2001(8)：116
【2J中国机械工程学会铸造专业学会铸造手册——铸造工艺【M】．北
京：机械工业出版社，1994．
13】砂型铸造工艺及丁装设计联合编写组．砂型铸造工艺及1=装设
计[MI北京：北京出版社，1980
【4】邵俊昌，李旭东．AutoCAD ObjectARX2000开发技术指南fMJ．北
京：电子工业出版社．2000
《现代铸铁》20们．1
万方数据
阀体三维铸造工艺CAD系统
作者： 张南展， 林国荣
作者单位： 福州大学,机械工程学院,福建,福州,350002
刊名： 现代铸铁
英文刊名： MODERN CAST IRON
年，卷(期)： 2004，24(1)
被引用次数： 2次
参考文献(4条)
1.刘金平 计算机辅助设计在铸造工艺中的应用及发展 2001(08)
2.中国机械工程学会铸造专业学会 铸造手册—铸造工艺 1994
3.《砂型铸造工艺及工装设计》联合编写组 砂型铸造工艺及工装设计 1980
4.邵俊昌.李旭东 AutoCAD objeetARX2000开发技术指南 2000
相似文献(6条)
1.期刊论文 张勇.刘瑞祥.陈立亮 铸造工艺CAD中的快速工艺卡绘制技术 -特种铸造及有色合金2003(6)
提出了一种铸造工艺设计中快速工艺卡绘制技术,并通过ObjectARX编程在AutoCAD二次开发环境下实现.
2.学位论文 王洪涛 基于AutoCAD的铸造工艺CAD软件开发 2006
随着计算机的普遍应用，CAD技术也在各行业中普及并迅速转化成现实生产力。它在企业中的应用大大缩短了产品的设计周期，提高了企业的市场竞
争力。铸造企业为迎接挑战、促进自身发展，广泛采用计算机技术以促进企业的技术改造、提高企业的管理能力的。本铸造工艺CAD的开发，正是产生于
这种背景之下。它迎合了目前铸造工业的需求，反映了众多铸造厂家的愿望。
本文分析了国内外CAD技术发展现状和趋势，考察了我国铸造行业的现状，根据实际工艺设计流程，选择AutoCAD为二次开发平台，采用Vc++6.0为编
程语言，进行了铸造工艺CAD软件的开发。研究了AutoCAD二次开发技术，重点探讨了如何利用ObjectARX和MFC进行AutoCAD的二次开发，建立了铸造工艺
设计参数库、冒口系统设计CAD子系统和浇注系统设计CAD子系统。在软件研制与开发过程中采用了ODBC外部数据库互联技术、ActiveX控件技术、DLL技
术、MFC编程技术、菜单技术等先进的计算机技术，充分体现了CAD软件的风格和特点。基本实现了铸造工艺CAD的通用化，为铸造工艺CAD向通用化、规
范化的方向发展作了有益的尝试，为统一铸造工艺标注的标准等方面做了一些尝试性的工作。
本软件根据大量设计资料、铸造工艺设计理论和工厂的实际经验，初步开发了适用于灰铸铁及球墨铸铁的铸造工艺CAD软件。该软件可进行设计数据
的存贮与提取，可进行铸造工艺设计、并能够与AutoCAD接口，绘制相应的设计图。本软件提供了多种模数的计算和浇冒口系统的设计。
本软件界面友好，易于人机交流。
3.期刊论文 沈丙振.周进.许庆彦.柳百成.王晓玲.王奎旺 基于AutoCAD的铸铁件铸造工艺CAD的开发 -现代制造工
程2002(6)
利用Visual C++6.0和AutoCAD的二次开发工具ObjectARX开发了铸铁件铸造工艺CAD系统.采用ARX与MFC联合使用技术、AutoCAD菜单开发技术、
ODBC技术、信息保存与恢复技术,开发了通用铸造工艺参数设计、浇冒口设计和工艺工装数据库管理等功能模块,并建立了相应的图库.各模块是根据工厂
实际和用户设计习惯设计的,通过该系统可实现计算机辅助铸造工艺设计,快速的绘制铸造工艺图.
4.期刊论文 沈丙振.金平.王云爱.许庆彦.柳百成.李万鹏.乔劲松 铸造工艺CAD的开发及应用研究 -铸造技术
2001(4)
利用Visual C++6.0和AutoCAD的二次开发工具ObjectARX开发了铸造工艺二维CAD系统,该系统采用AutoCAD菜单开发技术,ARX与MFC联合使用技术、
ODBC技术、信息保存与恢复技术,开发了通用铸造工艺参数设计、浇冒口设计和工艺数据库管理等功能模块;并根据工厂实际建立了相应的图库,通过该系
统可实现计算机辅助铸造工艺设计,提高设计效率;并结合工厂零件进行了铸造工艺辅助设计.
5.期刊论文 伍光凤.胡红军.龚喜兵.张卫鹏.王克波.董腾鲜.WU Guang-feng.HU Hong-jun.GONG Xi-bing.ZHANG
Wei-peng.WANG Ke-bo.DONG Teng-xian 基于AutoCAD的铸造工艺参数化图库应用开发 -铸造技术2007,28(4)
为了加快铸造工艺设计的效率,促进设计的标准化,研究铸造工艺设计方法及技术.将AutoCAD图形数据库机制和铸造工艺参数数据库技术相结合,利用
AutoCAD2000的开放特性,采用Autodesk公司提供的功能强大的二次开发软件包objectARX2000,以微软公司提供的Vc++6.0为开发工具,与AutoCAD2000的图
形数据库将结合.运用这些软件开发技术,并结合铸造工程实际,开发出铸造工艺参数化图形库.
6.学位论文 刘健 铸钢件砂型铸造模具参数CAD软件开发 2007
铸造工艺设计，即制定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编织工艺卡等技术文件的过程，是铸造生产中一个重要的过程。将其与计算机辅助
设计相结合，形成了铸造工艺CAD，从而改善传统的手工设计方式，提高工艺设计效率及设计水平。本课题的目标在于开发一套铸钢件的铸造工艺辅助设
计软件。
本软件选择了具有良好稳定性和安全性的Windows XP操作系统作为系统平台。在软件接口方面，AutoCAD提供了三种软件开发环境：AutoLisp语言
，ADS(AutoCAD Development System)和ARX(AutoCAD R．Untime eXtension)。在AutoCAD提供的各种开发工具中，以C/C++开发工具的开发效率最高，功
能最强。ObiectARX库中包含一组通用工具，使得二次开发者可以充分利用AutoCAD的开发结构，直接访问AutoCAD数据结构、图形系统以及CAD几何造型
核心，以便能在运行期间实时扩展。AutoCAD具有的类和功能，以及全面享受AutoCAD固有命令之特权的新命令。基于对AutoCAD 2004.及其开发软件包
ObjectARX的选用，因此我们选择了与之相配合的平台Visual C++.net 2002。选用简单易用的Microsoft Office Access 2003建立数据库文件，通过其
可视化的向导，用户很容易掌握和使用。同时，在程序内部，直接使用ODBC(开放式数据接口)进行数据的读取操作。软件开发过程中充分利用了
MFC(Microsoft Foundation Class)以及ODBC(Open Database Connectivity)的功能，使该软件具有良好的用户友好界面和工艺参数数据库管理功能。
所开发软件系统共分为四个模块：铸钢件加工余量设计计算模块，实现了铸钢件可加工面的加工余量设计，为精加工做准备：铸钢件收缩余量设计
计算模块，可以用来修正铸钢件因凝固收缩而引起的尺寸变化；铸钢件拔模斜度设计计算模块，在出模方向上增加一定的拔模斜度，方便起模；铸钢件
最小铸出孔设计计算模块，确定最小铸出孔尺寸。
通过对实际铸件的工艺参数的设计应用，说明该软件在AutoCAD 2004软件的三维环境下运行平稳，且直观性和可视性好。用户能够方便地浏览、修
改工艺参数数据库,提高了设计计算中数据查找的效率。
引证文献(2条)
1.周超.顾泉佩.林国荣 基于ObjectARX的阀体铸件三维参数化建模系统[期刊论文]-福州大学学报（自然科学版）
2008(6)
2.周超.顾泉佩.林国荣 基于ObjectARX的蝶阀阀体三维铸造工艺CAD系统的开发[期刊论文]-福州大学学报（自然科
学版） 2008(4)
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_xdzt200401007.aspx
授权使用：北京工商大学(btbu)，授权号：a601ff00-c4ad-4ee5-9d8a-9eb40110f50e
下载时间：2011年3月28日
阀体三维铸造工艺CAD系统.pdf
