近年来,国内缝制机械行业以创新作为企业转型升级的主线,自动化的数控技术以及信息化技术凭借智能高效、节省人力、市场反应力敏捷等综合性能开启缝制领域的新市场。本文在国家科技支撑计划课题“陕西省数控一代机械产品创新应用示范工程”的背景下,以工业平缝机壳体为研究对象,对机壳零件外形尺寸及局部特征进行设计,对零件进行参数化的设计,对壳体的有限元分析及结构优化等方面进行了研究,其具体工作内容分别在以下四方面展开：(1)依据尺寸相似原理、形态要素设计原则、机械设计标准完成壳体的造型设计。确定了壳体各个尺寸之间的比例关系以及各部分的形态特征,完成了壁厚、加强筋、孔及凸台等局部特征的设计。(2)运用三维绘图软件SolidWorks对壳体进行三维参数化建模,依托VB高级编程语言对SolidWorks进行二次开发,设计出嵌入机壳零件以及底板零件尺寸数据库的用户交互界面,SolidWorks通过调用自带的API函数实现工业平缝机壳体模块的可视化。(3)对三维实体模型进行一定的简化,并通过SolidWorks和有限元分析软、Workbench之间的专用接口,将模型导入Workbench中。运用Workbench对壳体进行有限元静态分析及动态分析,得到了位移分布云图,应力分布云图,前六阶的固有频率及相应的振型,为壳体的结构优化提供了理论基础。(4)将APDL语言与Workbench优化模块相结合,以壳体的一阶固有频率远离缝纫机最大工频为优化目标,对壳体质量灵敏度较大的一组壁厚参数进行了优化设计,在较小降低壳体性能的条件下,通过软件模拟得到机壳壁厚及底板板厚的最佳组合。采用Workbench软件提供的拓扑优化功能对有限元模型进行拓扑优化,找出在提高强度与刚度前提下的最佳材料分配方案,对壳体细节结构进行针对性的改进。本文的创新之处是将模块化的设计思想应用于工业平缝机中,工业平缝机被划分成各种独立的功能模块,壳体模块是其他功能模块和专用模块的基础,本文即是对壳体模块进行设计与研究。作者通过先进的计算机技术开发出工业缝纫机壳体的参数化设计系统,通过尺寸驱动法完成壳体的自动建模及通过数据存储多样性的功能对壳体的数据库进行柔性管理。壳体模块的设计完成后,在壳体模块上有序的组合和拼装不同的功能模块构成不同性能和规格的工业平缝机,实现产品的多样性。