引言
pbEWnx_ wgIm{;T[u 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟中的基礎(chǔ)工業(yè)，模具制造能力的強弱和模具設(shè)計水平的高低，已成為衡量一個國家機械制造水平的重要標志之一。而模具的設(shè)計與加工水平直接關(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)計與制造方法已不能適應(yīng)產(chǎn)品及時更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求.先進國家的模具CAD/CAM技術(shù)在20世紀80年代中期已進人實用階段，市場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效益和經(jīng)濟效益。我國在該技術(shù)的應(yīng)用和推陳出新方面與國外相比還存在一定差距，僅僅處于開發(fā)使用初期。因此，對模具
CAD技術(shù)的研究在我國具有一定的實際應(yīng)用意義。本文介紹一種基于VB編程平臺的模架CAD系統(tǒng)，對
SolidWorks API二次開發(fā)來進行模具設(shè)計工作，以提高模具設(shè)計的效率，減少模具設(shè)計過程式中的失誤。
6`7tTn?n %VFoK-a 1.模架設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)計原理
YHO}z}f[! ?$K-f:?c 在傳統(tǒng)的模具設(shè)計過程中，用戶首先對塑件進行分析和選材，計算得出模具成型工作尺寸，然后通過復(fù)雜的公式計算和查找相關(guān)手冊來選擇標準模架的型號，并設(shè)計出合理的澆注系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)，最終按照以上的設(shè)計結(jié)果繪制出該塑件模具的裝配圖和工程圖。然而在設(shè)計過程中幾乎每一個流程都需要經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)查詢和計算，而且大部分流程中都是依賴于設(shè)計者的經(jīng)驗進行設(shè)計，因此很難避免在模具設(shè)計過程中人為因素所造成的失誤。為了解決這些問題，筆者深人研究了注塑模具設(shè)計的原理和特點，設(shè)計出一種基于SolidWorks的注塑模具的CAD系統(tǒng)，即在用戶得到塑件成型工作尺寸后，由用戶輸人注塑機信息和成型工作尺寸信息后，系統(tǒng)通過規(guī)則庫的規(guī)則從模架庫里找到最符合規(guī)則前提的模架.并通過人工輔助的方式進行頂出系統(tǒng)的設(shè)計，然后通過SolidWorks API驅(qū)動程序進行模具的三維建模。它主要由注塑機選擇模塊、模架型號選擇模塊和人工輔助模塊組成。
QmjE\TcK/ {?`7D:]`^ 2 系統(tǒng)功能的實現(xiàn)
zzh Z1;\ \wD/TLS} 2.1.注塑機型號選擇模塊的設(shè)計
AwXzI;F^ z?<B@\~ 注塑機型號的選擇是整個模具設(shè)計最為重要的一個環(huán)節(jié)之一，它關(guān)系到模具注塑量的大小、注塑周期長短以及注塑塑件質(zhì)量等相關(guān)因素。在模架系統(tǒng)的設(shè)計過程中，由于注塑機的定位孔的尺寸
參數(shù)又決定著定位環(huán)外徑的大小，而注塑機的噴嘴孔直徑和噴嘴球半徑與澆口套的孔徑和球面半徑存在著一定的尺寸關(guān)系，所以本模塊所實現(xiàn)的功能就是把數(shù)據(jù)庫中的所有的注塑機類型的相關(guān)參數(shù)顯示給用戶，然后通過用戶選擇的注塑機，根據(jù)以上的計算關(guān)系選擇出合適的定位環(huán)和澆口套完成模架中澆注系統(tǒng)的配套零件選擇，并把它們的相關(guān)零件尺寸從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出賦給數(shù)組，以備SolidWorks建模時作為參數(shù)進行調(diào)用。
*d jLf.I@ t$(#$Z,RS 2. 2.模架選擇模塊的設(shè)計
'=vZAV` @]%e L 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或由用戶直接選用的模架型號從系統(tǒng)的模架標準數(shù)據(jù)庫查詢出該類型模架中的零件以及總裝配體的所有尺寸。
x;)I% c Fy"M 4;7 本系統(tǒng)的模架數(shù)據(jù)庫，筆者選用的是國家標準《中小
塑料注射模模架及技術(shù)條件》(GB/T12556. 1-90)的模架。在該標準中，所設(shè)計的尺寸組合將近5 000余種，但對于國家標準模架類型的確定可以遵循一定的程序步驟進行。本系統(tǒng)采用桌面數(shù)據(jù)庫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，對模架采用三個表、四個參數(shù)表示:三表為模架長度系列參數(shù)表、模架寬度系列參數(shù)表以及定/動模板厚度參數(shù)表，四個參數(shù)分別為模架寬度、模架長度、定模板厚度和動模板厚度。利用這四個參數(shù)編碼作為模架索引數(shù)據(jù)庫的查詢關(guān)鍵字，從而實現(xiàn)各個數(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)部決策模塊對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫訪問的一致性。所以通過這些參數(shù)關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)采用正向推理機制可選擇合適的標準模架。
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P4q5#r 系統(tǒng)從用戶箱人模具成型工作尺寸信息出發(fā)，由推理機在運算規(guī)則庫中得到符合規(guī)則前提的運算規(guī)則，最后執(zhí)行該法則對應(yīng)的結(jié)論，得到理論模架參數(shù)數(shù)值。而對于數(shù)據(jù)庫中存放的各種標準模架型號，它們的參數(shù)不可能滿足所有的計算的理論數(shù)據(jù)，因此在確定模架型號時，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)庫中標準模架的相對應(yīng)參數(shù)數(shù)據(jù)最為接近的型號作為最終選擇的模架.
A[uE#T ^ ':fp|m)M 2. 3.人工輔助模塊的設(shè)計
r u@#s2 ( ne[a2%> 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)計者的經(jīng)驗確定，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、后推板和動模板的導(dǎo)孔之間，只有保證它們導(dǎo)孔在這三個零件上配合位置的一致性和重疊性，才不會出現(xiàn)溢料、位置干涉以及報廢整個模具的一系列后果。因此為了確保系統(tǒng)的實用性和準確性，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)，通過計算機程序保證前推板、后推板和動模板上的各導(dǎo)孔位置參數(shù)一致性，避免了人為因素造成的設(shè)計失誤。
g%l ,a3" $*942. =Q 在人工輔助設(shè)計頂出系統(tǒng)的模塊中，為了使人機界面更為直觀、簡潔但又不失準確性，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。在人機界面中把前推板的長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原點，用戶則以此為基準計算得出各導(dǎo)孔的位置坐標，以數(shù)字的形式輸人給系統(tǒng)，同時計算機利用VB中的Picture控件的Circle方法在相應(yīng)的坐標畫圓來表示導(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。
wYf\!]}' S?d< P 在畫圓的同時進行著導(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，即當兩圓圓心間距大于兩圓半徑之和時，則導(dǎo)孔間未發(fā)生干涉，反之亦然。只有當所有輸人的導(dǎo)孔間距都未發(fā)生干涉時，系統(tǒng)才把所有的推桿和推板導(dǎo)柱參數(shù)暫時存人數(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。
z'm}p !h4T3sO 3.基于SolidWorks模具零部件的二次開發(fā)
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