基于UG NX3.0的產(chǎn)品CAD注塑工藝信息系統(tǒng).pdf

模 具 技 術(shù) 2 0 0 6 . N o . 451 文章編號1 0 0 1 - 4 9 3 4 ( 2 0 0 6 ) 0 4 - 0 0 5 1 - 0 2 基于 U G N X 3 . 0的產(chǎn)品 C A D注塑工藝信息系統(tǒng) 劉 偉陳 軍 上海交通大學(xué) 國家模具 C A D 工程研究中心上海 2 0 0 0 3 0 摘要提出了產(chǎn)品 C A D工藝信息模型的概念研究了 C A D幾何模型與工藝信息模型之 間的關(guān)系并以二次開發(fā)為手段解決了注塑工藝信息附著與傳遞的關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)建了基于 U G N X 3 . 0的產(chǎn)品 C A D注塑工藝信息系統(tǒng) 關(guān)鍵詞C A D 注塑工藝模型二次開發(fā) 中圖分類號T G 3 9 1 . 2文獻(xiàn)標(biāo)識碼B A b s t r a c tC o n c e p t o f i n f o r m a t i o n m o d e l w a s p u t f o r w a r d a n d r e l a t i o n s h i p b e t w e e n C A D m o d e l a n d p r o c e s s i n f o r m a t i o n w a s s t u d i e d P r o b l e m o f i n f o r m a t i o n a d d - i n a n d d a t a e x c h a n g e w a s s o l v e d b a s e d o n s o f t w a r e s e c o n d a r y d e v e l o p m e n t t e c h n i q u e s F u r t h e r m o r e p l a s t i c i n - j e c t i o n p r o c e s s i n f o r m a t i o n s y s t e m b a s e d o n U G N X h a s b e e n r e a l i z e d K e y w o r d sC A D p l a s t i c i n j e c t i o n p r o c e s s m o d e l s e c o n d a r y d e v e l o p m e n t 收稿日期2 0 0 6 - 0 4 - 1 3 作者簡介劉偉1 9 8 2男助理工程師 0 引言 在模具制造行業(yè)尤其是注塑模具生產(chǎn)領(lǐng) 域U G以其良好的 C A D / C A M / C A E集成特性而 被廣泛應(yīng)用在實(shí)際注塑模具生產(chǎn)中設(shè)計與制 造兩個階段是緊密銜接的設(shè)計階段需要考慮生 產(chǎn)生產(chǎn)制造階段反饋設(shè)計工藝信息在產(chǎn)品的 設(shè)計階段是較少得到體現(xiàn)的制造部門通常也只 能獲得 C A D模型的幾何信息無法獲得產(chǎn)品 C A D 幾何信息之外的制造工藝信息如何在產(chǎn)品 的設(shè)計階段就能有效地反映制造工藝信息成為解 決問題的關(guān)鍵 1 產(chǎn)品 C A D工藝信息模型 一個完整的產(chǎn)品模型不僅是產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集 合還應(yīng)反應(yīng)出各類數(shù)據(jù)的表達(dá)方式以及相互間 的關(guān)系工藝信息模型中除了包含幾何信息還 包括了尺寸公差形位公差粗糙度材料等非 幾何信息 本文在對 U G N X 3 . 0進(jìn)行二次開發(fā)的基礎(chǔ) 上引入了 C A D工藝信息模型的概念把注塑 件的 C A D設(shè)計分為兩個階段幾何建模和注塑 工藝信息建模幾何建模需要參考設(shè)計手冊中給 出的設(shè)計規(guī)則注塑工藝信息建模需要考慮塑件 壁厚粗糙度均勻性模具設(shè)計要求 開發(fā)人員通過調(diào)用包含在 U G / O p e n A P I 中的 函數(shù)和過程利用面向?qū)ο笾械某橄蠓庋b繼 承和多態(tài)等特點(diǎn)對各種特征的信息及特征之間 的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行了高度的抽象通過數(shù)據(jù)模型的 抽象和類層次結(jié)構(gòu)的定義將各特征信息組織成 一個有機(jī)的整體從而構(gòu)造基于特征的零件信息 模型圖1 反映了基于特征的零件工藝信息模型 的總體結(jié)構(gòu) 2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 52D i e a n d M o u l d T e c h n o l o g y N o . 4 2 0 0 6 2 . 1基于特征的工藝信息建模 特征是產(chǎn)品信息傳遞的載體通過它能夠?qū)?現(xiàn)設(shè)計制造或其他工程任務(wù)之間的通信與交 流根據(jù)產(chǎn)品和定義數(shù)據(jù)的性質(zhì)把與產(chǎn)品工程 有關(guān)的特征或信息單元劃分為 4個大類 1 形狀特征表達(dá)具有特定功能和特定 語義的形狀結(jié)構(gòu)形狀特征在所有的特征類中是 最重要最基礎(chǔ)的特征往往是其他特征的載體 2 精度特征描述零件幾何形狀尺寸 的許可變動量的信息集合包括尺寸公差形狀 公差和表面粗糙度 3 工藝特征表達(dá)某一個一組幾何 元素的加工或工藝屬性如公差表面粗糙度 等 4 附加特征表達(dá)零件的附加 B O M信 息包括零件類型名稱圖號生產(chǎn)批量材 料牌號整體熱處理方式未標(biāo)注粗糙度設(shè)計 者設(shè)計單位以及零件所含主特征數(shù)量等 以上特征中形狀特征和精度特征是與建模 直接相關(guān)的特征而其它特征是 C A P P系統(tǒng)選擇 毛坯下料制定工藝的依據(jù)是質(zhì)量保證系統(tǒng) 制定質(zhì)量檢測規(guī)劃的依據(jù)特征之間的關(guān)系包 括反映主形狀特征之間的空間相互位置關(guān)系的 鄰接關(guān)系輔助特征從屬于一個主特征或另一個 輔助特征構(gòu)成的附屬關(guān)系描述特征類之間的關(guān) 聯(lián)屬性而相互引用的引用關(guān)系不同層次之間的 繼承關(guān)系等 基于特征的信息建模是為解決 C A D / C A M集 成的需要而發(fā)展起來的一種新的產(chǎn)品建模方法 與傳統(tǒng)的幾何特征建模相比它不僅能描述產(chǎn)品 的形狀而且同時也表達(dá)了產(chǎn)品的制造要求它 是一種可為設(shè)計分析加工等環(huán)節(jié)自動理解的 全局型模型并同參數(shù)化設(shè)計尺寸驅(qū)動等設(shè)計 思想結(jié)合提供全新的設(shè)計環(huán)境因而它符合并行 工程的要求即在設(shè)計的同時就考慮制造的需 要特征模型貫穿于設(shè)計工藝規(guī)程制定夾具 設(shè)計N C加工自動檢測等生命周期內(nèi)的各個 過程基于特征的信息建模過程如圖 2所示 2 . 2U G N X 3 . 0二次開發(fā) U G N X 3 . 0提供了面向?qū)ο蟮亩伍_發(fā)環(huán)境 和應(yīng)用程序接口用戶在主程序中調(diào)入用于特征 創(chuàng)建信息編輯的 A P I函數(shù)生成動態(tài)鏈接庫 . D L L 程序從而不僅可以對 U G 模型文件及相應(yīng) 特征執(zhí)行遍歷查詢刪改等操作還可以在U G 主界面中創(chuàng)建交互式應(yīng)用程序創(chuàng)建并管理用戶 定義對象該系統(tǒng)利用 U G提供的基于特征的參 數(shù)化實(shí)體造型功能來完成特征對象的創(chuàng)建在此 基礎(chǔ)上生成通圓柱孔臺階導(dǎo)角等特征在 A P I函數(shù)中使用 K e y s來引用實(shí)體應(yīng)用程序可 通過 K e y s來引用對象K e y是一個持久的引用 對象可保護(hù)應(yīng)用不隨對象的改變而改變且具 有嚴(yán)格的層次和類型檢查K e y作為 U G / A P I函 數(shù)的傳遞和返回參數(shù)可被A P I 函數(shù)所創(chuàng)建檢 查存儲恢復(fù)和釋放本文以抽象基類特征為 例定義了工藝信息交互函數(shù) 3 應(yīng)用實(shí)例 以一帶有直槽特征的零件為例如圖 3所 示講解注塑工藝信息的附著及傳遞過程首 圖 2基于特征的信息建模及信息轉(zhuǎn)換 圖 1C A D工藝信息模型 下轉(zhuǎn)第 6 3 頁 模 具 技 術(shù) 2 0 0 6 . N o . 463 層對樣件尺寸的增大硼化物表現(xiàn)得更為明 顯 3 C r 1 2 M o C r 1 2 M o V和 C r W M n鋼在 有熔融溶液的密封箱內(nèi)采用化學(xué)熱處理和常規(guī) 熱處理復(fù)合工藝可以得到表面硬度其涂層硬度 H 值1 6 1 0 02 1 0 0 0 M P a 心部也可以得H R C 6 0 碳化物涂層和H R C 5 5 硼化物涂層這就可 以提高工模具的使用壽命簡化其制造工藝降 低成本 參考文獻(xiàn) 1 馮曉曾等 提高模具壽命指南 M 北京 機(jī)械工業(yè)出 版社 1 9 9 4 2 模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會 模具材料與使用壽命 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2 0 0 2 先在 U G N X 3 . 0 環(huán)境下進(jìn)入 M o d e l i n g 模塊 完成基礎(chǔ)特征建模工作創(chuàng)建C o m p o n e n t 長方 體創(chuàng)建腔P o c k e t孔特征直槽特征 然后進(jìn)入基于 U G N X 3 . 0二次開發(fā)的注塑工藝信 息系統(tǒng)執(zhí)行步驟如下 1 應(yīng)用信息察看工具i n f o c h e c k選中 零件中的直槽特征在彈出的對話框中系統(tǒng)會 缺省提取該特征的幾何參數(shù)信息如長寬高 以及各種非幾何信息工藝特征等如果該特征 并不存在工藝特性用戶可以直接轉(zhuǎn)信息附著過 程 2 應(yīng)用信息附著工具i n f o a d d - i n用戶 不僅可以編輯特征的幾何參數(shù)也可以編輯如粗 糙度硬度材料形位公差等非幾何參數(shù)所 有的輸入信息都將作為特征的綁定數(shù)據(jù)存儲到統(tǒng) 一的后臺數(shù)據(jù)庫中 3輸入特征余量數(shù)據(jù)對于直槽特征而 言是指六面體的偏置量系統(tǒng)會根據(jù)余量偏 置創(chuàng)建毛坯特征 4 結(jié)論 信息建模技術(shù)是 C A D / C A M集成的關(guān)鍵技術(shù) 之一本文對基于 U G C A D平臺的信息建模技術(shù) 做了有意義的探索與實(shí)踐開發(fā)了基于 U G C A D 平臺的注塑產(chǎn)品工藝信息系統(tǒng)并成功應(yīng)用于日 本某大型企業(yè)極大地縮短了模具開發(fā)周期取 得了很好的經(jīng)濟(jì)效益 參考文獻(xiàn) 1 孫家廣等 集成化C A D / C A M 支撐軟件系統(tǒng) J 計算 機(jī)學(xué)報 1 9 9 61 98 5 6 1 5 6 7 2 T e r e s a D e M a r t i n oB i a n c a F a l c i d i e n oS t e f a n H a b i n g e rD e s i g n a n d E n g i n e e r i n g P r o c e s s I n t e g r a t i o n t h r o u g h a M u l t i p l e V i e w I n t e r m e d i a t e M o d u l a r i n a D i s - t r i b u t e d O b j e c t - o r i e n t e d S y s t e m E n v i r o n m e n t J C o m - p u t e r A i d e d D e s i g n1 9 9 83 06 4 3 7 4 5 2 3 文勁松 李德群 新一代基于知識的三維注塑模設(shè)計 軟