直流电弧炉三维参数化设计系统的研究

论文摘要

目前,传统的二维CAD系统已经被广泛应用于建筑、电子、机械等领域,但是随着人们对设计、制造等方面要求的提高,二维CAD系统在使用过程中逐渐表现出其功能的局限性,愈发不能满足设计人员的需求。而近年来三维CAD系统则凭借其可视化程度高、形象直观、设计效率高,以及能为企业数字化的各类应用环节提供完整的设计、优化的工艺和制造信息等优势获得了越来越多的专业设计人员的青睐,国内许多设计单位已经开始有计划的引入三维软件,并将其作为设计工具加以利用。本文正是基于这一发展趋势,通过对直流电弧炉的设计与制造现状进行分析,以Solid Edge为开发平台,利用其API接口,结合Visual Basic 6.0技术对Solid Edge进行二次开发,探索能够满足现代企业需求的“直流电弧炉三维参数化设计系统”的开发途径,以达到提高设计效率和保证设计质量的目的。直流电弧炉是一种新型炼钢设备,由于它自身结构复杂且附属设备较多,故整个设计过程较为繁琐。为了使设计过程变得简捷高效,本文在开发初期,根据电弧炉各组成部分的不同功能对其进行模块划分,并在Solid Edge中利用变量化或程序化的方法分别建立模型。模型建立后,通过在变量表中设置各模型的尺寸约束来保证设计的整体性。为了便于关联模块的设计和编辑,将该系统的设计界面划分为以下七个部分：主参数界面、炉壳上部分及其组件、短网、炉壳下部分及底电极、横臂装置、传动机械以及水冷件,其中每个部分又包含了多个模块,并在相应界面中给出了不同模块的设计示意图和关键参数。最后利用Visual Basic为各界面编制相关程序。通过该程序,用户只需根据示意图在设计界面中输入相应参数的值,系统便会自动调用Solid Edge的内部函数进而实现对各个模型的设计、选型和编辑。另外为了进一步减轻了设计者的负担,该系统设置了较多的互动信息,从而在设计过程中为用户提供必要的提示。本系统在开发过程中参阅了大量现有的设计经验及国家标准,它的实现为电弧炉从二维向三维参数化设计的过渡做出了有意的尝试,并对电弧炉整体设计水平的提高以及整个行业的发展具有重要意义,而且其设计方法和设计理念对其它炉型同样具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 电弧炉概述
• 1.1.1 国内外电弧炉的发展概况
• 1.1.2 直流电弧炉简介
• 1.2 CAD技术概述
• 1.2.1 CAD技术的发展概况
• 1.2.2 CAD的组成及其基本功能
• 1.2.3 CAD技术的应用
• 1.2.4 CAD技术未来的发展方向
• 1.3 课题研究背景和主要研究内容
• 1.3.1 课题研究背景及意义
• 1.3.2 本文的主要研究内容
• 第2章 直流电弧炉三维参数化系统总体设计方案
• 2.1 系统设计的预期目标
• 2.2 系统设计基本思想及实施方案
• 2.3 系统开发平台的选取
• 2.4 Solid Edge V18简介
• 2.4.1 Solid Edge的特点
• 2.4.2 Solid Edge的构成
• 2.5 二次开发关键技术
• 2.5.1 二次开发接口API函数
• 2.5.2 组件对象模型COM
• 2.5.3 ActiveX Automation技术
• 2.6 系统开发语言的选取
• 第3章 直流电弧炉结构及其模块化设计
• 3.1 直流电弧炉的构成
• 3.2 直流电弧炉的模块化设计
• 3.2.1 模块化设计的原则
• 3.2.2 模块化设计的步骤
• 3.3 模块化方案实施
• 3.4 直流电弧炉模块的划分
• 3.5 电弧炉的设计计算及变量的选取
• 3.5.1 炉体尺寸的确定
• 3.5.2 短网计算
• 3.5.3 水冷件的计算
• 第4章 直流电弧炉三维参数化系统的开发
• 4.1 变量化模型的建立
• 4.2 完全程序化建模
• 4.2.1 调用Solid Edge应用对象
• 4.2.2 关于模型轮廓的编程
• 4.2.2.1 添加、获得Solid Edge中的参考元素
• 4.2.2.2 生成轮廓
• 4.2.3 特征的编程
• 4.3 建立尺寸驱动及模型间的关联
• 4.5 建立系统的人机交互界面
• 第5章 直流电弧炉设计实例
• 5.1 电弧炉各组件的设计过程
• 5.2 各组件的装配
• 5.3 生成工程图
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢