對於此模架設計系統，用戶可以向系統輸入模具成型工作尺寸，由系統根據運算規則選擇出最適合的模架型號，同時通過用戶向系統以人工輔助的形式輸入推桿和推板導柱位置參數後，便可從系統數據庫中取出相應模架數據來生成整個模具的三維實體裝配圖和工程圖，也可以使用系統的維護管理模塊來更新系統的模架數據庫和知識庫，以適應生產的各種情況，具有較好的實際應用意義，提高了模具的設計效率，縮短了模具的設計週期。 優站 佳工機電網_模具設計與製造
0 引言
模具工業是國民經濟中的基礎工業，模具製造能力的強弱和模具設計水平的高低，已成為衡量一個國家機械製造水平的重要標誌之一。而模具的設計與加工水 平直接關係到產品的質量與更新換代。隨著工業的發展，人們愈來愈關注如何縮短模具設計與加工的生產週期及怎麼樣提高模具加工的質量，傳統的二維模具設計與 製造方法已不能適應產品及時更新換代和提高質量的要求.先進國家的模具CAD/CAM技術在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，並且它的應用帶來了巨大的社會效益和經濟效益。我國在該技術的應用和推陳出新方面與國外相比還存在一定差距，僅僅處於開發使用初期。因此，對模 具CAD技術的研究在我國具有一定的實際應用意義。本文介紹一種基於VB編程平台的模架CAD系統，對SolidWorks API二次開發來進行模具設計工作，以提高模具設計的效率，減少模具設計過程式中的失誤。
1 模架設計系統的設計原理
在傳統的模具設計過程中，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，然後通過複雜的公式計算和查找相關手冊來選擇標準模架的型號， 並設計出合理的澆注系統和頂出系統，最終按照以上的設計結果繪製出該塑件模具的裝配圖和工程圖。然而在設計過程中幾乎每一個流程都需要經過大量的數據查詢 和計算，而且大部分流程中都是依賴於設計者的經驗進行設計，因此很難避免在模具設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 具設計的原理和特點，設計出一種基於SolidWorks的注塑模具的CAD系統，即在用戶得到塑件成型工作尺寸後，由用戶輸人注塑機信息和成型工作尺寸 信息後，系統通過規則庫的規則從模架庫裡找到最符合規則前提的模架.並通過人工輔助的方式進行頂出系統的設計，然後通過SolidWorks API驅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。流程如圖1所示。
2 系統功能的實現
2.1 注塑機型號選擇模塊的設計
注塑機型號的選擇是整個模具設計最為重要的一個環節之一，它關係到模具注塑量的大小、注塑週期長短以及注塑塑件質量等相關因素。在模架系統的設計過 程中，由於注塑機的定位孔的尺寸參數又決定著定位環外徑的大小，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係，所以本 模塊所實現的功能就是把數據庫中的所有的注塑機類型的相關參數顯示給用戶，然後通過用戶選擇的注塑機，根據以上的計算關係選擇出合適的定位環和澆口套完成 模架中澆注系統的配套零件選擇，並把它們的相關零件尺寸從數據庫中調出賦給數組，以備SolidWorks建模時作為參數進行調用。
2. 2 模架選擇模塊的設計
該模塊的主要任務是根據用戶輸人的模具成型工作尺寸後，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的模架標準數據庫查詢出該類型模架中的零件以及總裝配體的所有尺寸。
本系統的模架數據庫，筆者選用的是國家標準《中小塑料注射模模架及技術條件》(GB/T12556. 1-90)的模架。在該標準中，所設計的尺寸組合將近5 000餘種，但對於國家標準模架類型的確定可以遵循一定的程序步驟進行。本系統採用桌面數據庫Access來集中管理這些數據，將各種類型的尺寸系列建成 一系列的二維關係表，對模架採用三個表、四個參數表示:三表為模架長度系列參數表、模架寬度系列參數表以及定/動模板厚度參數表，四個參數分別為模架寬 度、模架長度、定模板厚度和動模板厚度。利用這四個參數編碼作為模架索引數據庫的查詢關鍵字，從而實現各個數據表之間的相互關聯，並且解決了用戶選擇與系 統內部決策模塊對系統數據庫訪問的一致性。所以通過這些參數關聯的結構採用正向推理機制可選擇合適的標準模架。
系統從用戶箱人模具成型工作尺寸信息出發，由推理機在運算規則庫中得到符合規則前提的運算規則，最後執行該法則對應的結論，得到理論模架參數數值。而對於數據庫中存放的各種標準模架型號，它們的參數不可能滿足所有的計算的理論數據，因此在確定模架型號時，本系統採用加權最相臨近法，即用 理論數據的若干重要參數作為關鍵詞或索引條件，每次選取數據庫中標準模架的相對應參數數據最為接近的型號作為最終選擇的模架.
2. 3 人工輔助模塊的設計
由於頂出系統的推桿和推板導柱位置需要根據塑件的形狀和設計者的經驗確定，而且推桿和推板導柱在模具開合的過程中，穿插在前推板、後推板和動模板的 導孔之間，只有保證它們導孔在這三個零件上配合位置的一致性和重疊性，才不會出現溢料、位置干涉以及報廢整個模具的一系列後果。因此為了確保系統的實用性 和準確性，本系統採用人工輔助的形式輸人推桿和推板導柱的導孔位置參數，通過計算機程序保證前推板、後推板和動模板上的各導孔位置參數一致性，避免了人為 因素造成的設計失誤。
在人工輔助設計頂出系統的模塊中，為了使人機界面更為直觀、簡潔但又不失準確性，採用了數字輸入和圖形表現相結合的模式。由於前推板是固定推桿的零 件之一，更能直觀地觀察各導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孔位置參數輸入的基板。在人機界面中把前推板的長寬尺寸按照一定的 比例繪製成矩形呈現給用戶，並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孔的位置坐標，以數字的形式輸人給系統，同時計算機利用VB 中的Picture控件的Circle方法在相應的坐標畫圓來表示導孔的位置和大小，並以Picture控件的背景色來填充圓形內部，以達到孔洞的視覺效 果，真正做到"所見即所得"的特性。這與傳統單純數字輸入模式相比，界面更為友好，易於操作。其界面如圖2所示。
在畫圓的同時進行著導孔間距干涉判斷，利用各圓心間距和半徑之和的大小關係，即當兩圓圓心間距大於兩圓半徑之和時，則導孔間未發生干涉，反之亦然。 只有當所有輸人的導孔間距都未發生干涉時，系統才把所有的推桿和推板導柱參數暫時存人數組中，配套模架的相關零部件模型尺寸，調用SolidWorks程 序即可生成相應的模架頂出系統的三維模型，如圖3所示。
3 基於SolidWorks模具零部件的二次開發
SolidWorks是專門在Windows環境下開發的面向產品的CAD系統，其繼承了Windows的優秀界面，支持Windows的DDE機 制和OLE(Object Linking Embedding，對象鏈接和嵌人)技術，其設計過程的全相關性，使得模型文件中的設計數據，如尺寸、註釋、文件屬性等內容與工程圖相關。用戶還可以利 用SolidWorks的API並通過支持OLE編程的開發工具對SolidWorks進行二次開發，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的對像中，和其他VB對像一樣，具有自己獨立的屬性、方法。這些對象涵 蓋了全部SolidWorks的數據模型，用戶通過對這些對象屬性的設置和方法的調用，就可以在自己開發的應用程序中實現與SolidWorks中相同的 功能，可以完成零件的建模和修改及零件特徵信息的提取(如特徵尺寸的設置與提取、特徵所在面的信息提取及各種幾何和拓撲信息等。
由於標準模架中各個零件結構大致一樣，只是在特徵的數量和尺寸的大小方面有所不同。因此，對於形狀相似的同類型零件可以採用參數化設計，即用一組參 數約束該零件的結構尺寸，使參數與設計零件的控制尺寸相對應，當賦予其不同的參數值時，便可生成新的零件模型。參數化設計基本上有兩種方法:
(1)編程法:將設計過程的所有關係式都包括在應用程序中，利用程序來順序地執行設計過程。
(2)尺寸驅動法:在保持模型結構不變的情況下將模型的尺寸標註視為變量，給予不同的尺寸值，就能夠獲得一系列結構相同而尺寸不同的相似零件。
本系統就利用尺寸驅動法，根據用戶選擇的標準模架參數和已事先存放在數組的零件數據，利用程序驅動已設計好的模具模架零件模型和裝配模型來進行參數 化建模，而且每次修改或重建只需調出相應的模型進行尺寸驅動即可。系統最終通過Solid Works生成的模架總裝配實體模型
如圖4所示。
最後利用已生成的模架三維模型生成工程圖是本系統的最終目的。工程圖是生產製造模具過程中的主要依據，它的詳略與否，關係著模具製造的質量和效率。 SolidWorks可根據生成的模架零件的三維圖形快捷地生成完整的、符合實際產品需要的工程圖樣，由三維實體自動生成任何不同方向的視圖、局部視圖、 副視圖和相關視圖。圖紙的全相關性簡化了設計的過程，實體模型、圖紙和裝配能自動相關地更新。設計人員可直接根據此工程圖進行模具的加工製造，從而大大地 節省了設計人員的工作量和精力，提高了模具設計製造質量。
4 結束語
對於此模架設計系統，用戶可以向系統輸入模具成型工作尺寸，由系統根據運算規則選擇出最適合的模架型號，同時通過用戶向系統以人工輔助的形式輸入推 桿和推板導柱位置參數後，便可從系統數據庫中取出相應模架數據來生成整個模具的三維實體裝配圖和工程圖，也可以使用系統的維護管理模塊來更新系統的模架數 據庫和知識庫，以適應生產的各種情況，具有較好的實際應用意義，提高了模具的設計效率，縮短了模具的設計週期。
摘自: 佳工機電網_模具設計與製造
http://www.minest.net/ArticleContent.asp?ID=634
其他關於模架:
基於Pro/E的三維注射模標準模架庫的建立
http://www.newmaker.com/art_6093.html
以UG軟體中Mold Wizard模塊,創建「中國國家標準塑料模架」數據庫
http://www.mie168.com/CAD/2006-08/167974.htm
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