三偏心金属硬密封蝶阀体积较小、重量较轻、操作力矩小、启闭快速、具有良好的密封效果,是各行业广泛使用的机械设备之一。目前该产品已经系列化,其通用化和标准化程度很高。作为国民经济中大量使用并频繁更换的产品,三偏心金属硬密封蝶阀的设计和生产周期越来越短。目前,该类产品的设计大多基于已有产品设计文件进行修改设计,设计效率和设计质量难以满足市场需求,开发和建立基于3D CAD系统的三偏心金属硬密封蝶阀系列化产品数字化设计系统是满足市场需求,提高产品设计效率和质量的重要途径。目前,三偏心金属硬密封蝶阀数字化设计系统还存在市场空白;产品参数化建模方法研究还存在盲区;自动化建模,装配及成图方法研究滞后,主要零部件的自动有限元静力学分析的实现方法比较欠缺。理论研究和系统开发严重滞后于市场需求。本课题以三偏心金属硬密封蝶阀为研究对象,在形成完善的阀门设计理论基础上,针对其系列化产品的零部件参数化建模方法;产品的虚拟自动装配;产品主要零部件的自动有限元静力学分析方法开展研究,最终开发出集成一体化三偏心金属硬密封蝶阀系列化产品的3D CAD系统,填补该类产品的建模方法的研究空白,解决市场的迫切需求,有效提升产品的设计效率与质量。本课题通过理论分析与现场调研,结合三偏心金属硬密封蝶阀的设计实践,全面完善了该类产品的设计理论,并在阀板和阀轴设计上进行了理论创新;在完善设计理论基础上通过特征分析,拓扑关系规划,参数提取及建立参数计算体系,完成了该类产品所有零件的参数化模型,形成了基于几何模型及数学模型的3D零件参数化建模理论;基于SolidWorks系统,使用VB语言编程,通过API函数为接口调用SolidWorks系统的零件建模、虚拟装配、工程图设计及Simulation模块功能,开发完成集零件自动建模、自动装配、工程图设计及主要零件自动有限元静力学分析功能于一体的三偏心金属硬密封蝶阀系列化产品3D CAD系统,突破了产品设计、分析功能集成的难点及系统集成的技术瓶颈;通过函数传递,功能调用及程序控制,形成了基于零件模型及参数自动传递模式下,调用Simulation功能完成零件自动有限元静力学分析的方法,解决了基于SolidWorks系统实现自动有限元分析的难题。本课题的完成,进一步完善了三偏心金属硬密封蝶阀的设计理论,形成了基于几何模型和数学模型进行参数化建模的理论,开发完成了集成一体化三偏心金属硬密封蝶阀的3D CAD系统,并完成了系统集成。所取得的研究成果填补了机械产品参数化建模理论的部分空白,突破了机械产品3D CAD参数化设计系统开发的诸多难点,形成了较完善的理论与方法体系,也为相关产品的3D参数化设计系统的开发提供了理论与方法参照。同时,集成一体化系统的开发完成,填补了该类产品集成一体化设计系统的空白,满足了生成实际需求,很大程度上提高了三偏心金属硬密封蝶阀的修改设计效率与质量,改善了设计环境,有效促进阀门产业的发展。