压铸工艺及其模具CAD系统的研究 - 文章

压铸工艺及其模具CAD系统的研究

作者：贵州工业大学罗蓬陈君德

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摘要：根据面向对象思想进行了压铸工艺及其模具 CAD系统设计框架的论述，给出了CAD系统的实现模式。
关键词：压铸；CAD；面向对象设计

前言

压铸工艺及其模具CAD系统可缩短设计周期，降低成本，提高产品竞争力，受到国内外的普遍重视。目前发展起来的系统开发方式主要有两种，一是基于通用机械CAD／CAM软件进行开发，如美国的UG与Pro/Engineer等；另一种是根据Windows环境下可视化编程语言编写CAD核心程序，核心程序之外的部件由其它的专业软件开发。如对于图形处理功能，大部分采用AutoCAD来完成。对于广大中小用户来说，后一种方法的软硬件投资较低，不失为一种经济实用，且见效快的开发方法。本研究正是采用这种开发方式。

1 压铸工艺及其模具CAD系统对象间的层次关系及设计框架

压铸工艺与模具CAD系统的构建过程是根据设计对象间的层次关系结构来完成的。对象之间消息的传递、参数的调用是通过用户在系统可视化界面上触发菜单事件来完成。系统的最终目的是设计出一付压铸工具，因此设计工作完全是以压铸模的各个组成部分(即对象)为核心来进行的。压铸工艺设计则是用以实现对象间消息传递的各个(子)过程，通过具体编写操作过程代码来体现。至于对象本身的描述和约束，则通过具体定义一个对象的各个属性变量并对其具体赋值约束来实现。当然，赋值的实现是依赖于对象间消息的传递。这样，在项目中就建立了一种围绕对象为中心的设计思想，对象之间通过消息传递机制(菜单驱动事件发生的过程描述)来发生联系。图1给出了基于面向对象思想的压铸CAD系统的层次关系。

图1 压铸CAD系统层次关系

压铸工艺与模具智能化CAD系统的总体设计框架如图2所示。

图2 压铸CAD总体设计框架

由于面向对象的思想贯穿于整个压铸工艺与模具设计过程，使得面向对象的关系型数据库与设计过程具有很好的衔接性。此外，面向对象方法的应用不受具体数据库格式类型的限制，增强了其应用的灵活性与实现的方便性，能有效地支持复杂对象体系的整个设计过程。

2 压铸工艺及其模具智能化CAD系统的实现

2.1 浇注系统与排气道设计

在得到压铸件产品样图(或实物)时，应对其工艺条件进行分析，以提取包括合金材料、铸件结构特征等因素在内的工艺信息并进行编码。这样，可对神经网络输入一个编码向量［1］。通过神经网络(已由样本模式训练好)的正向运行，可得到一个输出向量，经过加权平均，还原为一个我们所期望的压室压射压强，在一付确定的模具及压铸机下，实际的压室压射压强仅受压铸机的空压射速度这一指标的影响。因此，通过调节压射机构调整速阀的开启度，可改变空压射速度，以调节实际压射压强，达到神经网络模拟的期望值。

在点选“浇注系统”主菜单的“神经网络模拟”选项后，弹出神经网络模拟可视化界面(图3).

在点选“浇注系统”主菜单的“浇注工艺参数”选项后，弹出“浇注系统设计”可视化界面。根据压铸合金与压铸机的有关工艺参数的选取，系统可自动计算浇注系统的工艺参数。

在点选“排气道”子菜单项后，弹出“排气道设计”可视化界面(图4).

2.2 工艺校核

工艺校核由选项卡实现。例如，进行压铸机锁模力校核时，当在复选框中点选了压铸机种类后，就实现了压铸机其它种类的自动屏蔽。当点选了“一模多腔”复选框后，弹出对话框由用户人机交互输入每模的型腔数目(图5).

2.3 模具型腔成形尺寸设计

当用户点击“中心距类”单选钮时，由于不存在磨损或修模的问题，故在设计结果中自动实现“修模系数”一项的屏蔽。在有必要进行修正时，也会自动弹出相关信息提示框(图6).

2.4 工艺图纸的生成

工艺图纸包括模具装配图，模具镶块零件图，以及模块零件图等。通过可视化语言编写AutoCAD应用软件接口，可实现工艺图纸的生成。AutoCAD是作为一个通用绘图系统而设计的，为了满足模具CAD系统开发的需求，须根据AutoCAD应用软件系统提供的开放式体系结构，结合压铸工艺与模具设计中的具体技术规格和标准，实现AutoCAD的定制。在这里，我们根据AutoCAD的ActiveX Automation编程环境，编写了基于客户／服务器对象模型的AutoCAD应用接口。使得作为客户的可视化语言能够操纵在服务器AutoCAD中实现的各种对象，从而进行各种图形的生成和处理。这些在AutoCAD中实现的对象，其绝大部分属性和方法在Automation环境下可暴露给可视化编程语言，即AutoCAD对象的方法已成为提供给客户的外部公有成员函数，而其属性也成为一个公有数据域。这样，对开发者提出的任务实质上是在熟悉AutoCAD各种对象属性和方法的基础上，利用可视化编程语言实现对这些对象属性的赋值、修改，及各种方法的调用。图7给出了系统生成的压铸模具装配图。

3 结论

文中研究的基于面向对象思想的压铸工艺及其模具CAD系统设计框架与实现方法主要考虑到设计的智能性、层次性及可实现性。同时为了实现真正意义上的参数化设计，要求设计过程的标准化与数据库化，则必须建立压铸模的设计标准。今后应大力加强这方面的工作。

参考文献：
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文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (3/31/2005)


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