耐磨铸球模具CAD软件的开发

论文摘要

文章结合耐磨铸球金属型模具的开发实例,阐述了利用VB6.0进行SolidWorks二次开发模具CAD软件的过程和关键技术,根据参数化设计原理完成了耐磨铸球金属型模具CAD软件的开发,使其成为SolidWorks的一个应用程序。同时应用COSMOSWorks有限元分析软件对设计的金属型模具进行铸球生产凝固过程的温度场和热应力计算和分析,根据模拟结果修正耐磨铸球金属型模具CAD软件的设计参数和程序,使生产的铸球无缩孔缩松缺陷,提高金属型模具使用寿命。该模具CAD软件的开发为磨球自动化生产线的模具优化设计提供了合理的工艺参数和快捷的设计方法。参数化设计过程是指从功能分析到创建参数化模型的整个过程。参数化造型是当前CAD技术发展的趋势,是近年来出现的新技术,目前仍处于发展和完善之中。它源于设计人员对CAD系统的一种期望,即在实际工程设计中,迅速方便地修改产品设计方案,满足工程的需要；有限元分析是当今最流行的一种数值模拟方法,它能够把实际生产中的情形很好的预测出来,已经成为许多行业生产中不可缺少的一道关键工序。参数化设计和有限元分析的结合(CAD与CAE技术的结合)为产品设计和生产开辟了一条高效率、低成本、保证产品质量的优化设计途径。本文基于SolidWorks的参数化设计系统开发的两种技术,建立了耐磨铸球模具设计系统。使用该系统用户可以设计任意尺寸磨球的铸造模具,也可以根据有限元分析结果来优化设计参数值,用户可以得到任意想要尺寸的模具,当然也可以根据有限元分析结果来优化参数值。实现了CAD与CAE技术的优势互补。本软件经过多次测试,运行良好,常用尺寸模具的温度场及热应力也经过反复模拟验证,相信可以变成真正的产品走向市场。本论文的完成对此软件和其他三维软件二次开发都有很好的借鉴作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 铸造模具CAD/CAE综述
• 1.1.1 模具的CAD/CAE技术
• 1.1.2 铸造工艺和模具的CAD/CAE技术
• 1.1.3 CAD软件二次开发技术
• 1.1.4 产品的模拟仿真技术
• 1.2 本课题的研究内容
• 1.2.1 选题的意义
• 1.2.2 主要目的
• 1.2.3 主要内容
• 1.3 技术路线与研究方案
• 1.3.1 二次开发及模拟软件的选用
• 1.3.2 铸球模具CAD软件的组成
• 1.3.3 铸球模具设计原理
• 1.3.4 软件所能实现的功能
• 第2章 耐磨铸球模具CAD软件开发
• 2.1 软件用户界面设计
• 2.2 模具整体结构设计
• 2.2.1 整体设计步骤
• 2.2.2 整体结构
• 2.3 SolidWorks的对象模型及开发方法
• 2.4 零件图设计
• 2.5 装配图设计
• 2.6 工程图设计
• 2.7 软件的使用
• 2.7.1 插件的制作
• 2.7.2 软件运行过程
• 2.7.3 设计实例
• 第3章 铸球凝固过程温度场及热应力模拟和分析
• 3.1 研究方案
• 3.2 凝固过程数值模拟的假设条件
• 3.3 COSMOSWorks求解的基本步骤
• 3.4 铸件凝固过程温度场数值模拟
• 3.4.1 建立分析模型
• 3.4.2 确定研究类型
• 3.4.3 定义材料热物性参数
• 3.4.4 定义载荷/制约
• 3.4.5 定义接触/缝隙条件
• 3.4.6 网格划分
• 3.4.7 求解
• 3.4.8 结果分析
• 3.5 铸件凝固过程热应力数值模拟
• 3.5.1 确定研究类型
• 3.5.2 定义载荷/制约
• 3.5.3 其它前处理设置
• 3.5.4 求解
• 3.5.5 结果分析
• 3.6 CAD软件参数的修改与优化
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢