垂直分型铸造工艺由于其生产节拍快,铸件质量及表面精度高等优点,近年来在我国得到了十分快速的发展,广泛应用于航空航天等诸多领域。随着计算机辅助设计软件的快速发展和推广,越来越多的铸造企业摒弃了传统的工艺设计方式,使用更加直观便捷的通用三维图形CAD软件取而代之,在垂直分型铸造领域也不例外。但由于该工艺的浇冒系统等组元往往标准化程度较高,且结构复杂,仅使用通用的三维图形CAD软件进行工艺设计依然难以避免大量繁琐的计算和建模工作,很难较大幅度的提高工艺设计效率,因此急需专业化的垂直分型铸造工艺CAD产品来解决上述问题。目前我国大多垂直分型铸造工艺CAD软件都是基于商业化的通用三维图形CAD软件的二次开发,升级困难,而且推广程度较低。为了解决这些问题,本文以实际生产中的管类铸件的工艺设计为例,考虑了曲面分型的实际需求,与山东华天软件公司合作开发了基于SINOVATION底层代码的垂直分型铸造工艺CAD系统。该系统中的各命令均以VS 2013为开发平台,借助V8提供的全新的开发模式,并严格遵循垂直分型工艺的设计原则和生产经验进行开发,其中命令的界面使用XML语言定义,命令的主逻辑类及API接口通过C++进行编写。本垂直分型铸造工艺CAD系统开发了确定浇注位置、创建分型面、铸件排布设计、浇注系统和冒口设计几个主要功能,并通过实例对各功能在工艺设计和优化过程中的实用性进行了验证。确定铸件浇注位置功能根据计算机图形学原理,使最初导入的任意位置的铸件自动按照实际的浇注位置放置在世界坐标系中,并提出了适应SINOVATION底层代码的曲面分型铸件的分型线和分型面创建的新型算法,该算法在保证计算机运行效率的同时,能够较好地处理几何形状中含有曲面或侧凹特征的铸件的分型线和分型面的创建问题;创建分型面功能为曲面分型铸件提供了自动和手动两种创建分型面的方法,对于平面分型铸件,仅需拾取轮廓线上一点即可快速实现分型面的创建。另外,该功能还针对一些不对称的铸件提供了一键分型面补全和铸件旋转复制等功能,极大的提高了设计效率,实现了分型面创建功能由平面到曲面、由交互式到自动化的突破;铸件排布命令给出了自动和自定义两种铸件排布设计模式供用户选择,可实现平面分型和曲面分型铸件的排布设计和模底板的创建,功能更加系统全面;为了保证铸件质量,本文所开发的浇注系统设计功能加入了多种挡渣结构供用户选择。并通过分析夹杂物在浇注系统中的运动规律,提出了适用于垂直分型的阻流式和稳流式两种新型横浇道结构;冒口设计功能可用于灰铸铁、球墨铸铁及可锻铸铁材质的铸件的冒口设计。该功能分别给出了标准圆柱体顶冒口、标准球体顶冒口和标准圆柱体侧冒口的创建算法,各类型冒口均以模数为驱动,在所创建的标准冒口库中提取冒口各部分参数并创建相应的三维几何图形。另外还提供了两类压边冒口以满足不同的需求。本文开发的垂直分型铸造工艺CAD系统具有诸多优点。首先,它覆盖了垂直分型工艺设计中所需的大多数功能,每个功能选项丰富全面,界面友好,能够很好的满足不同的设计需求;第二,设计者仅需输入相关参数即可快速完成标准化建模,不再需要繁琐的绘图操作,极大的缩短了工艺设计时间,守护用户每一瞬间的设计灵感;第三,该垂直分型铸造工艺CAD模块更加趋于智能化,将铸造工艺设计者对经验的依赖降到最低,使他们能够更容易地设计出合理的铸造工艺;最后,本软件较其他二次开发的CAD软件更易推广和升级,恰到好处地填补了当前的市场空缺。