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闸阀CAD/CAM系统的研究
点击次数:200 发布时间:2018-06-29

提出闸阀CAD/CAM系统应具有优化设计、有限元分析、参数设计、自动绘图和计算机辅助制造等功能,由此开发设计了闸阀CAD/CAM系统。系统采用设计计算、分析、动态图库、CAM等模块来满足功能要求,并采用具有实时数据交换功能的动态数据库将各个模块在一起。在设计计算中,各零件的设计采用参数驱动的概念模式,由系列化的尺寸参数驱动产生具体模型;在数控编程中,根据零件的特征,系统提供了三种粗切削的方式。可通过三种仿真形式验证NC程序的正确性和有效性

关键字:闸阀 CAD CAM

CAD技术在各行各业的应用彻底改变了传统设计模式,创造了巨大的社会效益和经济效益。目前,CAD技术已从单纯的绘图工具走向集成化CAD/CAM阶段,支持产品设计制造全过程。据统计,工厂产品设计应用CAD技术后缩短设计周期1/32/3,提高工效310倍,产品设计的一次成功率显著提高,企业在制造技术上有了很大发展,向现代化制造业前进了一大步[1,2]。但是,石油行业乃至全国生产闸阀产品的绝大多数厂家长期以来采用半经验、半理论的传统设计方法,产品性能和交货期都不能满足用户要求,影响了产品的市场竞争力。

功能设计

  闸阀CAD/CAM系统应面向市场,满足用户需求,同时要利用现有成果,利用CAD/CAM系统实现设计与制造信息流的集成,为管理信息流提供依托,为CIMS走向中、小企业打下基础。所以根据未来的发展趋势[3],设计的闸阀CAD/CAM系统是一个基于网络的开放系统,并应具有如下三大功能。

  1.优化设计与有限元分析功能
  闸阀的设计是建立在系列模型级基础上的模块化设计,设计计算包含的内容比较复杂,要求精度高,适用范围广,因此一方面采用近年来国内外先进的科研成果和新的设计计算理论,提高闸阀的总体性能,实现闸阀产品的更新换代,满足用户的要求;另一方面采用优化设计和有限元分析等现代化设计方法,建立具有优化处理能力和结构分析的、实用的设计计算模块。

  2.参数设计与自动绘图功能
  由于联接形式的改变和压力等级的不同,闸阀结构形式也是各种各样的,用户的设计参数和要求不同,结构随时发生变化。为保证CAD系统的先进性实用性,模块采用了参数化构造形式[4],主要有如下内容:
  (1)CAD系统的结构设计 为了提高产品的先进性,合理地分配和利用计算机资源,把闸阀分成可变不变两种处理方法。所谓可变,是指随设计方案的不同而发生变化的部分,如闸板、阀座等非标准件。这部分设计和参数绘图的方式自动完成,计算机自动处理来确定结构形状、尺寸和大小。而不变部分是指相应的标准图形库,以满足各种设计方案的需要。
  (2)参数绘图子系统 CAD系统除了能自动完成各种所需的图形外,还能自动确定各零件在总装图中的位置、装配关系及自动进行尺寸检验,后用绘图机输出整套设计图纸。在这个子系统中动态图库是核心,它包括系列闸板、阀座、手柄等20多种不同规格的零部件图库,以保证随时方便可靠地完成闸阀总装及零部件的设计与绘图。

  3.CAM功能
  CAM模块在进行零件结构细化、生成零件生产图的同时,自动产生CAM所需的结构数据和工艺信息,自动生成NC加工代码、工时定额、生产计划、资源需求等,并设计了NC加工代码的模拟仿真与开发,以便加工前对实际走刀过程和轨迹进行仿真,避免加工过程中产生的各种损坏情况,实现CADCAM的信息集成。

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