二维铸造工艺CAD系统在球墨铸铁铸造中的相关研究和开发

靳淑琪

（大同煤矿集团机电装备制造有限公司 中央机厂，山西 大同 037001）

0引 言

随着计算机技术的广泛应用，对铸造行业产生了很大的影响，铸造工艺CAD系统逐渐应用于实际的生产中，能够有效提升计算机快速准确的计算能力，对于工艺涉及效率的提升具有非常重要的作用，本文主要针对二维铸造工艺CAD系统在球墨铸铁铸造中的相关研究与开发予以简单分析研究。

1 课题研发的意义

铸造业可谓是整个国民经济之根基，从陆地到海航、空航无处不在，铸造业的设计工艺在长期的积累总结中已拥有了成熟的流程。然而科技在进步，尤其是计算机的出现给市场经济带来的巨大冲击，使得铸造业设计将传统流程与计算机技术相结合成为大势所趋，CAD作为工艺设计的辅助工具，它的水准决定了工艺制造的水准，企业需要将CAD这个平台进行完善优化，最大限度地节约生产成本，提高客户对产品的满意度。从铸件的二维零件设计图到电子图的导入，再到在电子图上绘制并输出方案是CAD系统的工作需求。

2 课题研发的内容与目标

本课题主要是在吉鑫科技原有CAD铸造基础上对系统加以优化，开发出针对球墨铸铁铸造的CAD系统，我们的目标是让吉鑫科技开发的CAD系统能够在进行模块绘图之前就能将设计所涉及到的图层提前添加，利用鼠标的点击自动生成分模线与分型面，在系统中，能够对加工余量添加比例选项，在工艺补正量中添加比例选项，增加冷铁系统类型、砂芯类型、冒口类型、浇注系统类型，保存常用砂箱到数据库，具有本体试料、导线标注、补贴、引出气和工艺说明。系统升级完成后，对其进行调试，并形成系统的教程文件，包括软件的安装和编程调试，并对编码关键的地方添加注释，以便于后来者对系统的优化和维护。为方便用户操作，我们需要设计人性化的操作界面，使操作简便，让用户集中注意力完成铸造设计。

3 球墨铸铁铸造中CAD的结构与工艺理论

3.1 球墨铸铁铸造中CAD结构的总体设计

铸造行业的CAD系统将传统铸造技术和计算机的软件和硬件相结合，据此来帮助设计人员完成工艺设计，完成产品的零件图到最终整个工艺设计图纸的整合。

1）球墨铸铁铸造中CAD系统界面。本课题研究的CAD系统基于CAD2010，在传统的CAD界面中添加CAD系统菜单和相应的工具条，各模块有相应的对话框，我们的设计原则是简单明了易于操作，最大限度地方便设计人员设计。

2）球墨铸铁铸造中CAD数据库。对于设计人员在进行工艺设计中涉及到的标准设计，在传统工艺设计中，这些标准设计数据往往需要从手册中获取，然后再绘制到图纸中，显然是对时间和人力的极大浪费，在笔者的研究与开发课题中，我们采用MS提供的Access作为数据库存储，针对不同的设计需求，保存与之相对应的数据，分门别类，随时调用。

3.2 球墨铸铁铸造中CAD系统的工艺理论

在工艺铸造的操作过程中，铸件的最终获得需要在冷箱中先进行冷却然后取出，为了便于铸件型腔的控制和取得，需要在浇铸前分型铸件，选择分型面的原则是用尽量少的泥芯和活块、分型面，要平整没有悬挂的砂砾，分型面的尺寸要合适使得铸件大部分可以包拢于分型面里。分型面的数量能少即少。为了避免在分型面上添加的用来防止砂箱上下面相对滑动导致的造型不平整造成的铸件型腔变高，生产时需要减掉一部分即确定分型负数来使高度平衡。为了减少铸造成本，提高尺寸精度，对于较简单的铸件要少用砂芯，而对于较复杂的铸件，则可分块制造然后拼接使用，砂芯的形状也要灵活，方便安装填置。冒口用于存储金属液体，多为圆柱或圆锥型，可以对铸件进行收缩，还有收集过滤杂质的作用。

4 球墨铸铁铸造中CAD系统的开发环境及技术

4.1 球墨铸铁铸造中CAD系统的开发平台

CAD系统基于CAD2010进行二次开发，综合微软的VC++NET2008，在Windows7系统中使用。之所以选择CAD2010，是因为此款软件的用户认可度高，公司的设计人员几乎均以此软件为绘图工具，比较熟悉，操作方便，且在二维绘图方面，CAD较传统手工制图更快更精准。

开发工具我们选择AbjectARX2010。Autodesk公司为了满足不同行业的需求，已研发了三代开发工具，第一代为AutoLISP，第二代为ADS，第三代为AbjectARX，AbjectARX优于前两代之处在于它是动态链接，可以直接对CAD内的数据进行调用，访问系统核心。

4.2 球墨铸铁铸造中CAD系统开发的关键技术

图1 ODBC访问数据原理

1）数据库开发技术。标准数据是工艺制造设计过程中会大量涉及的，在CAD系统的二次开发中，根据工艺制造手册里的数据和图标建立相对应的数据文件，在需要的时候直接从CAD系统中调用即可，方便快捷，这项功能的技术支撑是ODBD（开放数据库互联技术），其原理如图1所示。

ODBC驱动程序管理器通过控制驱动程序，然后连接数据库，从而实现对数据库的访问和修改。

2）界面交互技术。AbjectARX为开发者提供了大量基于MFC的用户界面，其中亦有与CAD界面极相似的风格，还可以通过MFC建立与Windows联系的对话框，实现Windows资源共享。在ARX环境中，MFC有AuDi和AcUi两个类，其中AuDi用于扩建和界面相关的MFC类，包含了CAD的核心内容，AcUi用来实现CAD界面的外观设置。

3）动态拖动。在工艺设计过程中，修改与变动不可避免，如能直观地看到整个绘图过程，比如在图纸中放置一个冒口，如果能在CAD界面中看到冒口的形状而且冒口可以跟随鼠标移动并能放置在设计者想放的位置，将使设计更方便，我们称这一技术为动态拖动，可以通过acedGrRead函数实现。

acedGrRead 函数定义为 intacedGrRead（ inttrack，int*type，structresbuf*result）； 其中 track 指定函数控制位，进行位选择。位0：输入参数1，返回拖动坐标；位1：输入参数2，返回所有关键值；位2：输入参数4，返回用type参数控制光标显示；位3：输入参数8，不显示错误。

5结 语

本文所研发的CAD工艺系统能够完成工艺设计中的绝大部分流程设计，不仅方便工艺机件设计流程的顺利进行，而且提高了企业的生产效率。今后，随着社会的进步，CAD系统也将与计算机技术有更为紧密的结合，为铸造业添彩。

［1］ 樊甜甜.球铁件二维铸造工艺CAD系统的研究与开发［D］.武汉：华中科技大学，2012.

［2］ 陈磊.铸钢工艺CAD实用化软件的研究与开发［D］.武汉：华中科技大学，2013.