引言 eGvOA\y:  
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模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)工業(yè)，模具制造能力的強(qiáng)弱和模具設(shè)計(jì)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一。而模具的設(shè)計(jì)與加工水平直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量與更新?lián)Q代。隨著工業(yè)的發(fā)展，人們愈來愈關(guān)注如何縮短模具設(shè)計(jì)與加工的生產(chǎn)周期及怎么樣提高模具加工的質(zhì)量，傳統(tǒng)的二維模具設(shè)計(jì)與制造方法已不能適應(yīng)產(chǎn)品及時(shí)更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求.先進(jìn)國(guó)家的模具CAD/CAM技術(shù)在20世紀(jì)80年代中期已進(jìn)人實(shí)用階段，市場(chǎng)上已有商品化的系列軟件出售，并且它的應(yīng)用帶來了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)在該技術(shù)的應(yīng)用和推陳出新方面與國(guó)外相比還存在一定差距，僅僅處于開發(fā)使用初期。因此，對(duì)模具CAD技術(shù)的研究在我國(guó)具有一定的實(shí)際應(yīng)用意義。本文介紹一種基于VB編程平臺(tái)的模架CAD系統(tǒng)，對(duì)SolidWorks API二次開發(fā)來進(jìn)行模具設(shè)計(jì)工作，以提高模具設(shè)計(jì)的效率，減少模具設(shè)計(jì)過程式中的失誤。 #xp(B5  
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1.模架設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理 ]0-<>  
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在傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)過程中，用戶首先對(duì)塑件進(jìn)行分析和選材，計(jì)算得出模具成型工作尺寸，然后通過復(fù)雜的公式計(jì)算和查找相關(guān)手冊(cè)來選擇標(biāo)準(zhǔn)模架的型號(hào)，并設(shè)計(jì)出合理的澆注系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)，最終按照以上的設(shè)計(jì)結(jié)果繪制出該塑件模具的裝配圖和工程圖。然而在設(shè)計(jì)過程中幾乎每一個(gè)流程都需要經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)查詢和計(jì)算，而且大部分流程中都是依賴于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此很難避免在模具設(shè)計(jì)過程中人為因素所造成的失誤。為了解決這些問題，筆者深人研究了注塑模具設(shè)計(jì)的原理和特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種基于SolidWorks的注塑模具的CAD系統(tǒng)，即在用戶得到塑件成型工作尺寸后，由用戶輸人注塑機(jī)信息和成型工作尺寸信息后，系統(tǒng)通過規(guī)則庫(kù)的規(guī)則從模架庫(kù)里找到最符合規(guī)則前提的模架.并通過人工輔助的方式進(jìn)行頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，然后通過SolidWorks API驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行模具的三維建模。它主要由注塑機(jī)選擇模塊、模架型號(hào)選擇模塊和人工輔助模塊組成。 N2FbrfNFa  
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2 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) H1&RI4XC  
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2.1.注塑機(jī)型號(hào)選擇模塊的設(shè)計(jì) 0T9.M(  
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注塑機(jī)型號(hào)的選擇是整個(gè)模具設(shè)計(jì)最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)之一，它關(guān)系到模具注塑量的大小、注塑周期長(zhǎng)短以及注塑塑件質(zhì)量等相關(guān)因素。在模架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，由于注塑機(jī)的定位孔的尺寸參數(shù)又決定著定位環(huán)外徑的大小，而注塑機(jī)的噴嘴孔直徑和噴嘴球半徑與澆口套的孔徑和球面半徑存在著一定的尺寸關(guān)系，所以本模塊所實(shí)現(xiàn)的功能就是把數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有的注塑機(jī)類型的相關(guān)參數(shù)顯示給用戶，然后通過用戶選擇的注塑機(jī)，根據(jù)以上的計(jì)算關(guān)系選擇出合適的定位環(huán)和澆口套完成模架中澆注系統(tǒng)的配套零件選擇，并把它們的相關(guān)零件尺寸從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出賦給數(shù)組，以備SolidWorks建模時(shí)作為參數(shù)進(jìn)行調(diào)用。 -?fR|[\[U  
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2. 2.模架選擇模塊的設(shè)計(jì) Y;_T=L  
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該模塊的主要任務(wù)是根據(jù)用戶輸人的模具成型工作尺寸后，決策確定模架的型號(hào)或由用戶直接選用的模架型號(hào)從系統(tǒng)的模架標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢出該類型模架中的零件以及總裝配體的所有尺寸。 -_>.f(1  
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本系統(tǒng)的模架數(shù)據(jù)庫(kù)，筆者選用的是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《中小塑料注射模模架及技術(shù)條件》(GB/T12556. 1-90)的模架。在該標(biāo)準(zhǔn)中，所設(shè)計(jì)的尺寸組合將近5 000余種，但對(duì)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)模架類型的確定可以遵循一定的程序步驟進(jìn)行。本系統(tǒng)采用桌面數(shù)據(jù)庫(kù)Access來集中管理這些數(shù)據(jù)，將各種類型的尺寸系列建成一系列的二維關(guān)系表，對(duì)模架采用三個(gè)表、四個(gè)參數(shù)表示:三表為模架長(zhǎng)度系列參數(shù)表、模架寬度系列參數(shù)表以及定/動(dòng)模板厚度參數(shù)表，四個(gè)參數(shù)分別為模架寬度、模架長(zhǎng)度、定模板厚度和動(dòng)模板厚度。利用這四個(gè)參數(shù)編碼作為模架索引數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢關(guān)鍵字，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)數(shù)據(jù)表之間的相互關(guān)聯(lián)，并且解決了用戶選擇與系統(tǒng)內(nèi)部決策模塊對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問的一致性。所以通過這些參數(shù)關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)采用正向推理機(jī)制可選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)模架。 Z@M6!;y#  
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系統(tǒng)從用戶箱人模具成型工作尺寸信息出發(fā)，由推理機(jī)在運(yùn)算規(guī)則庫(kù)中得到符合規(guī)則前提的運(yùn)算規(guī)則，最后執(zhí)行該法則對(duì)應(yīng)的結(jié)論，得到理論模架參數(shù)數(shù)值。而對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)中存放的各種標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào)，它們的參數(shù)不可能滿足所有的計(jì)算的理論數(shù)據(jù)，因此在確定模架型號(hào)時(shí)，本系統(tǒng)采用加權(quán)最相臨近法，即用理論數(shù)據(jù)的若干重要參數(shù)作為關(guān)鍵詞或索引條件，每次選取數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)模架的相對(duì)應(yīng)參數(shù)數(shù)據(jù)最為接近的型號(hào)作為最終選擇的模架.  }_%P6  
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2. 3.人工輔助模塊的設(shè)計(jì) E9$H nj+m  
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由于頂出系統(tǒng)的推桿和推板導(dǎo)柱位置需要根據(jù)塑件的形狀和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)確定，而且推桿和推板導(dǎo)柱在模具開合的過程中，穿插在前推板、后推板和動(dòng)模板的導(dǎo)孔之間，只有保證它們導(dǎo)孔在這三個(gè)零件上配合位置的一致性和重疊性，才不會(huì)出現(xiàn)溢料、位置干涉以及報(bào)廢整個(gè)模具的一系列后果。因此為了確保系統(tǒng)的實(shí)用性和準(zhǔn)確性，本系統(tǒng)采用人工輔助的形式輸人推桿和推板導(dǎo)柱的導(dǎo)孔位置參數(shù)，通過計(jì)算機(jī)程序保證前推板、后推板和動(dòng)模板上的各導(dǎo)孔位置參數(shù)一致性，避免了人為因素造成的設(shè)計(jì)失誤。 -oh7d$~  
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在人工輔助設(shè)計(jì)頂出系統(tǒng)的模塊中，為了使人機(jī)界面更為直觀、簡(jiǎn)潔但又不失準(zhǔn)確性，采用了數(shù)字輸入和圖形表現(xiàn)相結(jié)合的模式。由于前推板是固定推桿的零件之一，更能直觀地觀察各導(dǎo)孔的位置和判斷是否超越其固定的界限，所以選用前推板作為導(dǎo)孔位置參數(shù)輸入的基板。在人機(jī)界面中把前推板的長(zhǎng)寬尺寸按照一定的比例繪制成矩形呈現(xiàn)給用戶，并以此矩形的中心位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)，用戶則以此為基準(zhǔn)計(jì)算得出各導(dǎo)孔的位置坐標(biāo)，以數(shù)字的形式輸人給系統(tǒng)，同時(shí)計(jì)算機(jī)利用VB中的Picture控件的Circle方法在相應(yīng)的坐標(biāo)畫圓來表示導(dǎo)孔的位置和大小，并以Picture控件的背景色來填充圓形內(nèi)部，以達(dá)到孔洞的視覺效果，真正做到"所見即所得"的特性。這與傳統(tǒng)單純數(shù)字輸入模式相比，界面更為友好，易于操作。 Y[G9Vok VX  
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在畫圓的同時(shí)進(jìn)行著導(dǎo)孔間距干涉判斷，利用各圓心間距和半徑之和的大小關(guān)系，即當(dāng)兩圓圓心間距大于兩圓半徑之和時(shí)，則導(dǎo)孔間未發(fā)生干涉，反之亦然。只有當(dāng)所有輸人的導(dǎo)孔間距都未發(fā)生干涉時(shí)，系統(tǒng)才把所有的推桿和推板導(dǎo)柱參數(shù)暫時(shí)存人數(shù)組中，配套模架的相關(guān)零部件模型尺寸，調(diào)用SolidWorks程序即可生成相應(yīng)的模架頂出系統(tǒng)的三維模型。 *eGM7o*\X  
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3.基于SolidWorks模具零部件的二次開發(fā) D=&K&6rr  
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SolidWorks是專門在Windows環(huán)境下開發(fā)的面向產(chǎn)品的CAD系統(tǒng)，其繼承了Windows的優(yōu)秀界面，支持Windows的DDE機(jī)制和OLE(Object Linking Embedding，對(duì)象鏈接和嵌人)技術(shù)，其設(shè)計(jì)過程的全相關(guān)性，使得模型文件中的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，如尺寸、注釋、文件屬性等內(nèi)容與工程圖相關(guān)。用戶還可以利用SolidWorks的API并通過支持OLE編程的開發(fā)工具對(duì)SolidWorks進(jìn)行二次開發(fā)，建立適合用戶需要的、專用的Solid-Works模塊。在SolidWorks的API中，其各種功能都封裝在SolidWorks的對(duì)象中，和其他VB對(duì)象一樣，具有自己獨(dú)立的屬性、方法。這些對(duì)象涵蓋了全部SolidWorks的數(shù)據(jù)模型，用戶通過對(duì)這些對(duì)象屬性的設(shè)置和方法的調(diào)用，就可以在自己開發(fā)的應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)與SolidWorks中相同的功能，可以完成零件的建模和修改及零件特征信息的提取(如特征尺寸的設(shè)置與提取、特征所在面的信息提取及各種幾何和拓?fù)湫畔⒌取? 9XOyj5  
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由于標(biāo)準(zhǔn)模架中各個(gè)零件結(jié)構(gòu)大致一樣，只是在特征的數(shù)量和尺寸的大小方面有所不同。因此，對(duì)于形狀相似的同類型零件可以采用參數(shù)化設(shè)計(jì)，即用一組參數(shù)約束該零件的結(jié)構(gòu)尺寸，使參數(shù)與設(shè)計(jì)零件的控制尺寸相對(duì)應(yīng)，當(dāng)賦予其不同的參數(shù)值時(shí)，便可生成新的零件模型。參數(shù)化設(shè)計(jì)基本上有兩種方法: 7'