伊新

（新疆特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院)

UG二次開發(fā)在壓鑄模CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

伊新*

（新疆特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院)

基于UG的壓鑄模CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法和參數(shù)化繪圖程序，用戶只需按照人機(jī)交互界面的提示完成參數(shù)輸入或選擇，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)完成壓鑄模各元件的設(shè)計(jì)，節(jié)省設(shè)計(jì)人員時(shí)間和精力，提高設(shè)計(jì)效率，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)在模具設(shè)計(jì)中的作用。

壓鑄模 參數(shù)化 UG 二次開發(fā) 模塊 零件

1 壓鑄模CAD技術(shù)

壓鑄模是進(jìn)行壓鑄生產(chǎn)的重要工藝裝備。壓鑄模的設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)的工程，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要查閱大量的數(shù)據(jù)，計(jì)算核算許多數(shù)據(jù)，繪制大量圖形，這些工作若依靠傳統(tǒng)的方法來(lái)完成，那將是非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力的，同時(shí)也將影響模具的精度和準(zhǔn)確度。通過(guò)對(duì)壓鑄模結(jié)構(gòu)的分析，發(fā)現(xiàn)有些零件其結(jié)構(gòu)相對(duì)固定，元件尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，因此可以通過(guò)開發(fā)具有參數(shù)化繪圖功能的UG（即Unigraphics）系統(tǒng)來(lái)輔助壓鑄模的設(shè)計(jì)，擺脫人工繁瑣的數(shù)據(jù)查閱、計(jì)算、核算、繪圖等作業(yè)環(huán)節(jié)，減輕設(shè)計(jì)者的工作強(qiáng)度，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)結(jié)果可靠性。

2 壓鑄模系統(tǒng)的組成

壓鑄模CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容大致如下：先輸入鑄件的具體形狀、尺寸和合金種類，估算出鑄件的質(zhì)量與體積；然后選擇壓鑄機(jī)，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)以及型腔鑲塊、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、模板和推出機(jī)構(gòu)等，并選用材質(zhì)；最后繪制模具圖樣。

一個(gè)完整的壓鑄模CAD系統(tǒng)應(yīng)主要包括四大部分：操作系統(tǒng)、圖形軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用程序。采用Windows XP操作系統(tǒng)、UG NX3軟件和Excel 2000數(shù)據(jù)庫(kù)，并利用VC++對(duì)UG進(jìn)行二次開發(fā)，用以對(duì)壓鑄模CAD系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)操作。壓鑄模CAD系統(tǒng)通過(guò)設(shè)計(jì)菜單方法控制各部分，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話和轉(zhuǎn)移。壓鑄模CAD系統(tǒng)的主控菜單界面見圖1。

圖1 壓鑄模CAD系統(tǒng)的主控菜單界面

壓鑄模系統(tǒng)分為五個(gè)模塊：創(chuàng)建工程，工藝參數(shù)確定，二維零件圖，三維工裝模型，標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)(包括澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、成形零件設(shè)計(jì)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì))。各模塊功能如下所述。

（1）創(chuàng)建工程

主要是便于用戶管理有關(guān)壓鑄模的文件，是系統(tǒng)工作的起點(diǎn)，用于選擇壓鑄零件，打開或建立初始化各模塊所需的公共數(shù)據(jù)文件。公共數(shù)據(jù)文件中存儲(chǔ)著各個(gè)模塊之間需要傳遞的參數(shù)，包括數(shù)據(jù)信息和路徑信息。公共數(shù)據(jù)文件是一個(gè)工程的標(biāo)志,可以通過(guò)判斷公共數(shù)據(jù)文件是否打開來(lái)判斷一個(gè)工程是否創(chuàng)建或打開。

（2）二維零件圖與三維工裝模型

UG軟件為用戶提供了一個(gè)調(diào)用二次開發(fā)結(jié)果的交互式接口User Tools。它的功能是生成彈出式對(duì)話框和工具條，其界面風(fēng)格與CAD風(fēng)格一致，通過(guò)執(zhí)行對(duì)話框或工具條，操作相應(yīng)的控件就可以運(yùn)行菜單文件、宏文件、UG/OPEN GRIP程序、UG/OPEN API程序和其他二次開發(fā)文件。本課題中的生成二維工程圖對(duì)話框就是使用該方法構(gòu)建的，其界面如圖2所示。

（3）工藝參數(shù)確定

壓鑄工藝參數(shù)包括鑄件特征值、壓鑄機(jī)型號(hào)、壓鑄機(jī)參數(shù)和橫、內(nèi)澆道尺寸 (參數(shù)如圖3所示)。工藝參數(shù)確定是一項(xiàng)很系統(tǒng)復(fù)雜的工作，我們可以根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)、社會(huì)實(shí)踐和一些計(jì)算公式得出所需要的數(shù)據(jù)并進(jìn)行校核。

（4）標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)

主要包括六大部分：澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，成形零件設(shè)計(jì)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)概括和總結(jié)壓鑄模設(shè)計(jì)的規(guī)律與經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法，利用UG二次開發(fā)GRIP語(yǔ)言及Excel電子表格由計(jì)算機(jī)交互進(jìn)行壓鑄模的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)零件的設(shè)計(jì)。

圖2 User Tools工具實(shí)現(xiàn)對(duì)話框

圖3 工藝參數(shù)

3 壓鑄模CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用工具

UG提供 UG/OPEN MenuScript、User Tools、UG/OPEN UIStyler三種界面設(shè)計(jì)工具，這三種界面設(shè)計(jì)工具和UG/OPEN API、UG/OPEN GRIP的關(guān)系如圖4所示。

壓鑄模具CAD/CAE系統(tǒng)所有源程序文件包括菜單文件*.men、用戶工具文件*.utd，對(duì)話框界面文件*.dlg、C++文件*.h和*.c，其中*.men必須位于 “用戶目錄startup”目錄中，*.utd、*.dlg必須放在 “用戶目錄application”目錄中。用戶目錄被做為環(huán)境變量添加到操作系統(tǒng)中后，將作為 UG啟動(dòng)后加載文件的搜索目錄，UG啟動(dòng)后自動(dòng)加載startup目錄中的*.men、*.utd、*.dll文件。壓鑄模CAD系統(tǒng)的運(yùn)行流程如圖5所示。

圖4 開發(fā)工具之間的關(guān)系

圖5 壓鑄模CAD系統(tǒng)的運(yùn)行流程

4 壓鑄模CAD的發(fā)展趨勢(shì)

經(jīng)過(guò)多年的研究與開發(fā)，國(guó)內(nèi)外在壓鑄模方面取得了豐碩的成果。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）面向壓鑄件特征建模技術(shù)。其基于特征的產(chǎn)品定義模型是目前被認(rèn)為最適合CAD/CAM集成的模型，它把特征作為產(chǎn)品模型的基本單元，將產(chǎn)品描述為特征的集合。

（2）壓鑄工藝并行設(shè)計(jì)系統(tǒng)模型。并行設(shè)計(jì)方法是一種系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)方法，它在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就考慮到零件的加工工藝、制造狀態(tài)、產(chǎn)品的使用功能等。

（3）ES技術(shù)與CAD技術(shù)結(jié)合。它以人類思維的認(rèn)識(shí)理論為基礎(chǔ)，將設(shè)計(jì)人員擅長(zhǎng)的邏輯判斷、綜合推理和形象思維能力與計(jì)算機(jī)的高速精確能力相結(jié)合，使系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)者作出決策。

（4）基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的壓鑄工藝參數(shù)設(shè)計(jì)。采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)模擬壓鑄澆注工藝參數(shù)設(shè)計(jì)中基本工藝狀況之間出現(xiàn)的復(fù)雜非線性映射。

（5）模糊集合理論在壓鑄工藝中的應(yīng)用。采用MATLAB模糊邏輯工具箱來(lái)實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中的模糊智能化推理過(guò)程。

（6）結(jié)合數(shù)值模擬分析的評(píng)價(jià)知識(shí)系統(tǒng)。在數(shù)值模擬后處理過(guò)程中引入知識(shí)處理機(jī)制，建立對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行歸納、分類、推理、判斷等系列符號(hào)推理的方法，對(duì)壓鑄模進(jìn)行評(píng)判并給出修改建議。

[1]夏天,吳立軍.UG二次開發(fā)技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京:電子工業(yè)出版社，2005.

[2]呂炎.鍛模設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].第2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[3]冉潁杰.壓鑄模CAD技術(shù)的研究與應(yīng)用 [J].鑄造技術(shù)，2003(6):574-575.

[4]模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì).壓鑄模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

高效節(jié)能串聯(lián)式密煉機(jī)獲獎(jiǎng)

2013年5月，由益陽(yáng)橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司自主開發(fā)的國(guó)內(nèi)首套高效節(jié)能串聯(lián)式密煉機(jī)獲得由中國(guó)化工集團(tuán)頒發(fā)的中國(guó)化工科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

近年來(lái)，該公司努力使橡機(jī)產(chǎn)品朝更加節(jié)能、降耗、環(huán)保的方向發(fā)展，在一步法煉膠設(shè)備研發(fā)上邁出了積極的步伐，成功研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)高效節(jié)能串聯(lián)式密煉機(jī)。這是目前國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際最先進(jìn)的煉膠設(shè)備，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。首臺(tái)樣機(jī)由兩臺(tái)密煉機(jī)上下串聯(lián)而成，相對(duì)于原有的煉膠方式，生產(chǎn)效率可提高50%以上，節(jié)約電能60%以上，極大地提高了膠料的分散性和均勻性，從而大大延長(zhǎng)了輪胎的使用壽命。相對(duì)于原有的煉膠生產(chǎn)線，還可減少?gòu)S房投資和設(shè)備投資約30%。

(高遠(yuǎn))

Application of UG Secondary Development of CAD System s Design for Die-casting M ould

Yi Xin

UG-based CAD system design technology for die-casting mould adopts object-oriented programmingmethod and parametric drawing program,the CAD system could automatically complete the design of each component of casting mold after parameters input or selection according to the man-machine interface.The system could help designers save time and labor,improve design efficiency and maximize the computer's application in themould design.

Die-castingmould;Parameterization;UG;Secondary development;Module;Parts

TQ 050.2

2012-12-17）

*伊新，男，1978年生，碩士，工程師。烏魯木齊市，830011。