面问低压铸造的参数化三维铸造工艺设计系统研究

发布时间：2017-10-20 06:25

  本文关键词：面问低压铸造的参数化三维铸造工艺设计系统研究

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【摘要】：低压铸造是一种反重力铸造成型工艺方法,该方法使得铸液至下而上充型,并在较高的保压压力下凝固结晶,从而获得致密的金属组织。但在低压铸造实际设计中,设计效率低,设计周期漫长。其主要原因为：低压铸造工艺设计一般为三维和二维交替使用的设计模式,由于设计过程数据的不统一,并且设计过程中需要大量查阅设计标准以及重复修改设计工艺,极大影响了设计效率。为了解决上述问题,本文研究了“面向低压铸造的参数化三维铸造工艺设计系统”的关键技术,研究内容及成果如下：(1)完成了系统总体框架的设计。设计了面向低压铸造的参数化三维工艺铸造设计系统的体系结构、系统的工作流程以及系统的功能模块,并针对研究需求,提出了解决问题的主要关键技术。(2)研究了铸造工艺MBD模型的构造方法,把铸造工艺MBD模型作为设计全生命周期的唯一数据集,并将其定义为三维标注模型、工艺信息模型、工艺特征模型的集合。提出了三维标注模型设计方法,研究三维标注建模与表达方法,建立三维标注模型与铸件设计模型的关联,保证三维标注信息的正确传递。提出了工艺信息模型的建立方法,将建模过程涉及的完整信息包括工艺属性、设计历史、工艺数据等,定义合适的结构数据与三维模型进行关联与存储。提出了铸造特征模型设计方法,特征模型为设计过程中三维模型的集合,详细了研究工艺设计过程中模型的增量式建立方法。最后详细介绍了三维标注模型、工艺信息模型、工艺特征模型信息三者关联和信息提取,实现三维铸造工艺的参数化设计。(3)研究了低压铸造浇冒系统的设计方法,确定了浇注参数以及浇冒系统设计流程。提出了浇注系统工艺MBD模型设计方法,根据浇道截面设计原则确定了浇道特征模型设计,研究了浇道模型建立时三维标注模型智能标注方法,介绍了建立浇道时工艺信息的建立过程。提出了冒口系统的工艺MBD模型设计方法,利用铸件分割从而确定铸件组元的模数,为冒口特征模型尺寸设计以及模型定位提供设计依据。(4)利用ACIS造型内核、HOOPS显示内核、SQL Sever2008数据库以及VS2008平台实现系统的底层搭建,开发了面向低压铸造的参数化三维铸造工艺设计原型系统,并以某铸造筒体件为例,验证了本系统功能模块。
【关键词】：三维铸造工艺 铸造工艺MBD模型 参数化设计 浇注系统设计 冒口设计
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG249.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 选题背景及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 铸造工艺设计技术国内外研究现状及存在问题9-11
• 1.2.2参数化设计国内外研究现状及存在问题11-13
• 1.3 课题来源及主要研究内容13-14
• 第二章 参数化三维铸造工艺设计系统体系架构14-19
• 2.1 系统需求分析14
• 2.2 系统的体系结构14-18
• 2.2.1 系统框架结构14-16
• 2.2.2 系统功能模块16-17
• 2.2.3 系统工作流程17-18
• 2.3 参数化三维铸造工艺设计系统的关键技术18
• 2.4 本章小结18-19
• 第三章 基于MBD的三维铸造工艺模型参数化建模方法19-44
• 3.1 构造铸造工艺MBD模型19-21
• 3.2 三维标注模型的设计方法21-26
• 3.2.1 三维标注模型建立21-22
• 3.2.2 外部三维标注的解析与导入22-25
• 3.2.3 三维标注的重建模机制25-26
• 3.3 工艺信息模型的设计方法26-34
• 3.3.1 适用于铸造三维工艺的拓扑元素命名26-30
• 3.3.2 工艺设计历史与工艺树的映射30-32
• 3.3.3 铸造工艺数据交互32-34
• 3.4 工艺特征模型的设计方法34-39
• 3.4.1 设计模型导入时的模型处理方法34-35
• 3.4.2 铸造毛坯特征模型生成方法35-39
• 3.5 铸造工艺MBD模型的参数化实现过程39-43
• 3.5.1 铸造工艺的添加39-40
• 3.5.2 铸造工艺的删除40-41
• 3.5.3 铸造工艺的修改41-42
• 3.5.4 三维铸造工艺模型文件输出42-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第四章 低压铸造浇冒系统三维工艺设计方法44-61
• 4.1 低压铸造浇冒系统设计方法44-48
• 4.1.1 低压铸造基本原理44-45
• 4.1.2 低压铸造浇注工艺参数的确定45-47
• 4.1.3 浇冒系统设计流程47-48
• 4.2 浇注系统工艺MBD模型设计方法48-55
• 4.2.1 浇注系统的设计原则48
• 4.2.2 浇道特征模型的设计48-52
• 4.2.3 浇注系统三维标注模型的设计52-53
• 4.2.4 浇注系统工艺信息模型的设计53-55
• 4.3 冒口工艺MBD模型设计方法55-60
• 4.3.1 铸件的模数计算方法55-58
• 4.3.2 冒口计算方法58-59
• 4.3.3 冒口特征模型的建立59-60
• 4.3.4 冒口三维标注与工艺信息建模方法60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 原型系统的开发61-72
• 5.1 系统开发方案61-62
• 5.1.1 系统开发方法的选择61
• 5.1.2 系统内核的选择61-62
• 5.1.3 系统开发平台62
• 5.2 系统运行实例62-71
• 5.2.1 铸造零件模型的导入62-63
• 5.2.2 铸造毛坯模型的参数化设计63-66
• 5.2.3 浇注系统的设计66-68
• 5.2.4 冒口系统的设计68-69
• 5.2.5 完成三维工艺整体创建69-70
• 5.2.6 数据库参数查询与过程参数记录70
• 5.2.7 三维工艺模型的导出70-71
• 5.3 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 工作总结72
• 6.2 研究展望72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-76

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