铸造工艺设计是铸造生产的基本组成部分和关键环节，长期以来，多是靠人的经验、习惯进行，而且大量的纸质工艺图查找很费时，在很大程度上不利于图纸的规范化管理，不符合工业信息化发展的要求。铸造工艺CAD是将铸造工艺设计与计算机先进的软硬件技术结合起来，能辅助工艺人员进行数字化工艺设计，将手册上的标准、图表、公式编成程序，减少了工艺人员的工作量，增加了科学性和标准化，同时，电子化的铸造工艺图利于管理。便于保存及查询调用。近年来铸造工艺CAD的研究与应用有了长足的发展，有些成果已经用于实际生产中。因为每个厂的标准和习惯不同，铸造工艺CAD的通用性受到限制，推广和使用远不如铸造CAE技术成熟。
本研究基于AutoCAD2006平台，利用VC++.NET2002开发环境和ObjectARX2006二次开发工具包，根据铸造工艺要求，采用ODBC数据库和参数化设计等技术进行了二维铸造工艺CAD系统的设计与开发。
1 CAD系统的二次开发
1.1 二次开发原理
铸造工艺设计涉及大量专业性的计算或表现方式。以及专业性的图形数据，这些数据的计算、查询和图形绘制功能，难以用AutoCAD的通用功能实现，有些即便能实现也比较繁琐，效率低。如果基于AutoCAD平台进行二次开发，把图表转化为数据库，将公式计算和专业性图形绘制编成程序，开发出某些专业化的铸造工艺设计模块，能减少设计者繁重的查手册和枯燥的计算与绘图工作，加快工艺设计效率。
目前，对AutoCAD所使用的二次开发工具主要有三种：Visual LISP，ObjectARX，以及VB/VBA的ActiveX开发。其中，ObjectARX在C/C++的支持下。能够访问很多的AutoCAD底层工具，功能非常强大，支持与Microsoft的基础类库(MFC)的混合编程，能创建基于MFC的用户界面，可以方便地设计出具有典型Windows风格的AutoCAD应用程序同。
1.2 浇注系统设计
在浇注系统设计过程中，先根据零件选择浇注系统类型、形式及布置方式，然后计算浇注系统各组元的尺寸。首先需要得到浇注系统最小截面(阻流截面)的尺寸，然后再以最小截面为基数，按经验比例关系确定其他组元的截面积。
计算阻流截面的流体力学公式可以表述为：
式中：F阻为阻流截面面积(cm2)；m为流经阻流截面的金属液总质量(kg)；ρ为金属液密度(kg/cm3)；μ为阻流截面的流量系数；t为充填型腔的总时间(s)；g为重力加速度(cm/s2)；Hp为平均压力头(cm)。
1.3 冒口系统设计方法
以铸钢件为例，依据铸钢件的凝固特点，铸钢件冒口计算原理适用于按顺序凝固的一切合金铸件。最常用的冒口设计方法有模数法、比例法嗣。下面是模数法的简单介绍。
要实现完好的补缩效果，要求冒口的凝固时间τr应大于铸件被补缩部位的凝同时间τr。运用Chvonnov公式有τr=(Mr/Kr)2和τc=(Mc/Kc)2，于是得：
式中：Mr、Mc分别为冒口模数和铸件模数；Kr、Kc分别为冒口、铸件的凝固系数。对于普通冒口Kr=Kc，故式(2)可写为：
式中：f为冒口的安全系数，f≥1。
对铸钢、低合金钢铸件，冒口、冒口径、铸件的模数应符合一定的比例关系，再结合具体的冒口类型和形状即可确定冒口尺寸。