注塑模具設(shè)計資料薈萃-注塑模零件及標準模架參數(shù)化繪圖的實現(xiàn)

1、注塑模零件及標準模架參數(shù)化繪圖的實現(xiàn)唐麗英吳崇峰王靖波(天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院,天津300222(山東省廣播電視報社,濟南250011摘要討論了基于AutoC AD2000平臺,使用ObjectARX2000和Visual C+6.0等開發(fā)工具,實現(xiàn)注塑模零件及標準模架參數(shù)化繪圖的過程。采用MFC的ODBC程序?qū)崿F(xiàn)對注塑模標準零件和標準模架數(shù)據(jù)庫的訪問,使參數(shù)數(shù)據(jù)庫的調(diào)用更為簡單方便。應(yīng)用程序利用Visual C+、MFC設(shè)計出的交互界面具有Windows風(fēng)格。關(guān)鍵詞ObjectARX參數(shù)化技術(shù)實體造型在注塑模具設(shè)計過程中,為了使模具設(shè)計人員把更多的時間和精力放在模具設(shè)計方案而不是

2、繪圖上,可以通過建立注塑模零件和標準模架的參數(shù)化繪圖應(yīng)用程序,減輕設(shè)計人員的勞動強度。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,人們可利用的開發(fā)平臺和工具也不斷增加。如AutoC AD系統(tǒng)的第三代開發(fā)環(huán)境和工具就有ObjectARX、VBA和Visual Lisp 等。選擇AutoC AD作為開發(fā)平臺不僅是因為它的通用性和開放性,而且還因為AutoC AD是國內(nèi)及全球用戶最多的計算機輔助設(shè)計軟件。作為二維繪圖軟件的代表,AutoC AD是手工二維繪圖的模擬,它提供的只是通用的輔助設(shè)計功能,如繪圖、標注、編輯和造型等,因此,需要借助于Autodesk公司提供的二次開發(fā)工具,豐富其功能,以滿足模具設(shè)計人員的需要。1開

3、發(fā)工具簡介在AutoC AD的二次開發(fā)過程中,需要使用Objec2 tARX2000、Visual C+(VC+6.0、開放數(shù)據(jù)庫連接(ODBC及M icros oft基礎(chǔ)類庫(MFC等。ObjectARX2000是Autodesk公司隨AutoC AD2000推出的功能強大的二次開發(fā)工具。它使用面向?qū)ο蟮腃+應(yīng)用程序開發(fā)機制,以動態(tài)鏈接庫(D LL的形式與AutoC AD共享地址空間,并可被AutoC AD環(huán)境直接調(diào)用。在ObjectARX2000中包含了用來開發(fā)Au2 toC AD應(yīng)用程序、擴充AutoC AD類和協(xié)議、創(chuàng)建與Au2 toC AD內(nèi)部命令性能相同的新命令的C+庫,它比以前的

4、AutoLisp和ADS更充分地利用了AutoC AD開發(fā)的體系結(jié)構(gòu)1。此外,它的優(yōu)勢還在于它的執(zhí)行速度,因為它能創(chuàng)建運行最快的AutoC AD應(yīng)用程序。ODBC包含了一組動態(tài)鏈接庫,這些動態(tài)鏈接庫提供了一個標準的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序接口,通過它可以實現(xiàn)對所有含有ODBC驅(qū)動程序的數(shù)據(jù)庫的訪問。通過ODBC,編程時不必關(guān)心數(shù)據(jù)庫類型以及它們的數(shù)據(jù)存儲格式,用同樣的ODBC數(shù)據(jù)庫訪問函數(shù)就可以對各種數(shù)據(jù)庫進行操作了。MFC是C+類庫的擴展,它提供了大量預(yù)寫類和支持碼,可以處理許多Windows編程任務(wù)。MFC中封裝了對ODBC編程的類,它們中最主要的兩個是C Database和CRecordset。M

5、FC與AutoC AD共享動態(tài)鏈接,使用MFC可以簡化程序編寫,使開發(fā)者節(jié)省不少編碼工作。還有一個優(yōu)勢在于,結(jié)合VC +、MFC能設(shè)計出具有Windows風(fēng)格的對話框界面。2參數(shù)數(shù)據(jù)庫的建立與調(diào)用尺寸數(shù)據(jù)是繪圖的必要條件,對于A型頂桿、帶頭導(dǎo)套、模板等注塑模標準零部件以及標準模架,可以利用數(shù)據(jù)庫軟件Micros oft Access建立尺寸數(shù)據(jù)庫表,如圖1所示。標準模架數(shù)據(jù)庫中除了零件的尺寸外,還應(yīng)包括零件的定位尺寸,以方便三維組裝圖的生成。再通過MFC的ODBC程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)庫的調(diào)用,用戶只需在運行ObjectARX應(yīng)用程序之后出現(xiàn)的對話框中用鼠標點擊幾下,就能輕松完成繪圖工作。參數(shù)數(shù)據(jù)庫的建

6、立與調(diào)用步驟主要有以下幾步 :圖1A型推桿的Access數(shù)據(jù)庫表收稿日期:2004203222(1使用Micros oft Access 建立標準零件和標準模架尺寸的數(shù)據(jù)庫。(2在ODBC 中登錄數(shù)據(jù)庫,打開控制面板下的管理工具,雙擊“數(shù)據(jù)源(ODBC ”圖標,在出現(xiàn)的ODBC 數(shù)據(jù)源管理器對話框內(nèi)單擊“添加”按鈕,選擇數(shù)據(jù)源驅(qū)動程序類型是Micros ft Access Driver (3.mdb ,按“完成”后,在彈出的對話框中單擊“選擇”按鈕,選定所用數(shù)據(jù)庫文件,并在數(shù)據(jù)源名稱中輸入一個數(shù)據(jù)庫名,按“確定”后,登錄數(shù)據(jù)庫的工作即完成,ODBC 就可以對含有ODBC 驅(qū)動程序的Access

7、 數(shù)據(jù)庫進行訪問了。(3在應(yīng)用程序中創(chuàng)建了參數(shù)繪圖對話框類的基礎(chǔ)上,使用ClassWizard 的AddClass 命令,一一對應(yīng)地創(chuàng)建CRecordset 類的派生類,例如為A 型推桿創(chuàng)建的CRecordset 類的派生類是C Apin 類,選取的數(shù)據(jù)源是“Data for part ”,數(shù)據(jù)庫表是“A 型推桿”。圖2是CRecordset 類的派生類結(jié)構(gòu)圖。 圖2CRecordset 類的派生類結(jié)構(gòu)圖(4利用MFC 的ODBC 程序?qū)?shù)據(jù)源的記錄集進行滾動、過濾及定位等操作。圖3是A 型推桿的繪圖對話框。在對話框中呈現(xiàn)的長度L 是經(jīng)過程序過濾處理的,當(dāng)選擇推桿小端為12.5mm 時,長度下

8、拉列表自動更新為圖1所示的第81到90條記錄的長度L 值。 圖3A 型推桿的繪圖對話框3模具零件及標準模架參數(shù)化繪圖的實現(xiàn)參數(shù)化技術(shù)是C AD 技術(shù)繼曲面造型系統(tǒng)實體造型技術(shù)之后的第三次革命2,能否實現(xiàn)參數(shù)化已成為評價C AD 系統(tǒng)優(yōu)劣的重要技術(shù)指標。參數(shù)化設(shè)計就是采用預(yù)定義的方法建立圖形的幾何約束集,利用與圖形相關(guān)聯(lián)的一組參數(shù)所形成的約束關(guān)系來確定對應(yīng)的圖形。通過分析圖形幾何模型的特點,確定圖形的主要參數(shù)及各個尺寸之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,并通過程序?qū)崿F(xiàn)圖形的繪制。AutoC AD 本身不具備參數(shù)化功能,但可借助ObjectARX 實現(xiàn)參數(shù)化繪圖功能。程序調(diào)用的參數(shù)數(shù)據(jù)可直接從參數(shù)數(shù)據(jù)庫調(diào)入或通過用戶

9、手工輸入。在AutoC AD 中,圖塊被當(dāng)成一個整體來對待,從而簡化操作。應(yīng)用程序中的零件圖均以圖塊的形式建立,可以插入到用戶指定的位置。不僅可以大大減少重復(fù)的繪圖工作,提高繪圖質(zhì)量和速度,而且還可以節(jié)省圖形文件所占的磁盤空間。注塑模零件的二維繪圖程序提供了尺寸標注和指定圖形比例的功能。在用MFC 創(chuàng)建的對話框中,以位圖形式顯示零件的結(jié)構(gòu)示意圖,并用L 、D 、d 等符號標明尺寸,使用戶一目了然,這對于非標準零件來說是非常必要的。對于標準零件,用戶只需用鼠標選擇下拉列表框中的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)庫指針就會自動指向所選記錄,當(dāng)用戶點擊繪圖按鈕后,在屏幕上就會顯示采用該記錄數(shù)據(jù)繪制的圖形;而對于非標準零件,

10、則需要用戶根據(jù)示意圖的提示,輸入零件各部分尺寸。圖4是標準零件參數(shù)化繪圖流程圖。圖4標準零件的參數(shù)化繪圖流程圖AutoC AD 提供的三維造型包括線框模型、表面模型和實體模型三種模型。其中三維實體具有體的特征,能夠較全面地反映形體的物理特性。在機械C AD 中,利用實體造型技術(shù),用戶不僅可以通過并、交、差等布爾運算生成所需的機械零部件模型,而且還能夠?qū)π误w進行剖切生成剖視圖以進行體積、重心和慣性矩等物性計算和分析,進而在實體模型的基礎(chǔ)上生成數(shù)控加工(NC 代碼3。在ARX 應(yīng)用程序中,是通過直接生成數(shù)據(jù)庫對象及調(diào)用AcDb3dS olid 類的成員函數(shù)來進行實體造型。注塑模標準零件中的墊塊、推

11、板和模板等板類零件,可以用兩種方法生成三維實體。第一種創(chuàng)建方式是調(diào)用AcDb3dS olid類的成員函數(shù)createBox(;第二種方法是在封閉的二維多段線的基礎(chǔ)上,按給定高度擠出。而標準零件中的A型推桿、導(dǎo)套、導(dǎo)柱和限位釘?shù)群头菢藴柿慵械捻敼艿然剞D(zhuǎn)體類零件,可以在封閉的二維多段線的基礎(chǔ)上按指定軸旋轉(zhuǎn),從而生成所要的三維實體。以下是生成頂管三維實體的程序段(由于篇幅所限,部分省略。圖5為程序運行結(jié)果。/頂管三維實體生成程序段/v oid CHtguan:DrawG uan3d(AcDb3dS olid3p3dObj=new AcDb3dS olid;AcG eP oint2dArray pt

12、2d;pt2d.setLogicalLength(10;/分析零件結(jié)構(gòu),確定二維坐標點AcG eVector3d normal(0.0,1.0,0.0;AcDbP olyline3poly=new AcDbP olyline;for(int i=0;i<10;i+poly->addVertexAt(i,pt2di,(i=3?0. 4:0,0,0;poly->setClosed(Adesk:kTrue;poly->setNormal(normal;AcDbVoidPtrArray lines,regions1;lines.append(v oid3poly;AcDbReg

13、ion:createFromCurves(lines,regions1;AcDbRegion3pRegion1=AcDbRegion:cast(AcRxObject3regions10;AcG eP oint3d axisP oint(0,0,0;AcG eVector3d axisDir(0,0,1;if(Acad:eOk=p3dObj->rev olve(pRegion1,axisP oint,axisDir,233.14159265358979323846AcDbBlockT able3pBlockT able;acdbH ostApplicationServices(->w

14、 orkingDatabase(->getBlockT able(pBlockT able,AcDb:kF orRead;AcDbBlockT ableRecord3pBlockT ableRecord;pBlockT able->getAt(AC DB-M ODE L-SPACE, pBlockT ableRecord,AcDb:kF orWrite;pBlockT able->close(;AcDbObjectId entityId;pBlockT ableRecord->appendAcDbEntity(entityId,p3dObj;pBlockT ableRe

15、cord->close(;p3dObj->close(;delete pRegion1; 圖5頂管的三維線框圖實現(xiàn)三維標準模架參數(shù)繪圖的過程比實現(xiàn)三維零件圖的過程復(fù)雜得多。三維標準模架參數(shù)繪圖的實現(xiàn)不僅要考慮各模板和推板、墊塊等的三維尺寸(長度、寬度及厚度,還要考慮這些板類零件的空間位置。此外,為了方便其它零件(如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿、螺釘?shù)仍谀＜苌系难b配,還需確定這些板類零件上與其它零件配合的孔(如導(dǎo)柱孔、導(dǎo)套孔、復(fù)位桿孔、螺釘孔等的大小、外形尺寸與空間位置,所涉及的參數(shù)很多,數(shù)據(jù)記錄龐大,為此筆者建立了兩個數(shù)據(jù)庫表,實現(xiàn)標準模架數(shù)據(jù)的查詢與調(diào)用。三維標準模架繪圖程序的主要步驟為:

16、(1生成板的三維圖形;(2生成打孔用的特征實體;(3調(diào)用克隆命令復(fù)制已生成的打孔特征;(4使用布爾差運算對板件挖孔。此外,還需要使用三維幾何變換,使實體在指定位置生成。以下是程序關(guān)鍵語句。AcDb3dS olid3p3dObj92-1=AcDb3dS olid:cast (p3dObj92->clone(;/克隆p3dObj9->b ooleanOper(AcDb:kBoolSubtract, p3dObj92-1;/布爾差運算m oveBy.set(0,0,m-xlset.m-A1/2+m-xlset.m-C;/設(shè)置新坐標系原點mat.setC oordSystem(m oveB

17、y,x,y,z;/三維幾何變換矩陣p3dObj9->trans form By(mat;/將生成的三維實體按三維幾何變換矩陣進行變換G B/T12556.1-1990規(guī)定的塑料注塑模中小型模架的基本型組合是以直接澆口(包括潛伏澆口為主,分為A1型、A2型、A3型、A4型4種。圖6為A4型模架示意圖。A4型模架為推件板推制件,定模、動模模板均為二模板組成,中間有推件板4。圖7為標準模架選擇和自動生成對話框。通過在標準模架選擇和自動生成對話框中指定標準模架型號、系列(寬度、周界尺寸(長度及規(guī)格(模板、墊塊厚度系列編號,就能自動生成三維準模 1定模座板;2定模板;3推件板;4動模板;5支撐板;

18、6墊塊;7動模座板;8推桿固定板;9推板圖6A4型模架示意圖 圖7標準模架選擇和自動生成對話框 圖8自動生成的標準模架動模一側(cè)的三維消隱圖架。圖8是自動生成的標準模架動模一側(cè)的三維消隱圖。A4型號、系列和周界尺寸均為100mm ,規(guī)格為1。4繪圖環(huán)境的設(shè)置使用圖層是AutoC AD 代替紙和筆繪圖的主要優(yōu)點。運行ARX 應(yīng)用程序之后,系統(tǒng)自動為用戶創(chuàng)建了直線層、虛線層、點劃線層以及標注層,同時裝載對應(yīng)的線型,使用戶能方便地控制顯示或打印圖形的某個特定部分,還可以關(guān)閉那些不需要或不希望打印的圖層。此外,應(yīng)用程序還設(shè)計了圖幅選擇及明細欄繪制的對話框,只要輸入需填文字,就能立刻在用戶指定的位置出現(xiàn)所

19、選定圖幅的明細欄。5結(jié)語ObjectARX 功能強大,利用AutoC AD 的開放式體系結(jié)構(gòu),可直接訪問AutoC AD 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和圖形系統(tǒng),定義本地命令。運用ODBC 可實現(xiàn)與外部數(shù)據(jù)庫Access 的連接,使數(shù)據(jù)庫操作簡單方便。利用Visual C +、MFC 可以設(shè)計出更為人性化的人機交互界面。利用參數(shù)化技術(shù)可以極大地提高結(jié)構(gòu)較為固定、僅尺寸發(fā)生變化或只有局部結(jié)構(gòu)變化的一族零件的設(shè)計效率,減少設(shè)計人員繁瑣的重復(fù)性工作。ObjectARX 應(yīng)用程序結(jié)合了MFC 、ODBC 及參數(shù)化技術(shù),使用效果良好,非常方便、快捷和準確。參考文獻1邵俊昌,李旭東.AutoCAD ObjectARX 20

20、00開發(fā)技術(shù)指南.北京:電子工業(yè)出版社,2000.2王賢坤.機械CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)用與開發(fā).北京:機械工業(yè)出版社,2001.3高艷明,李利,楊志剛,等.精通AutoCAD 三維設(shè)計與開發(fā).北京:中國鐵道出版社,2002.4中國標準出版社第三編輯室.塑料模具標準匯編.北京:中國標準出版社,1997.REA LIZING OF PARAMETRIC DRAWING OF PART AN D STAN DAR D MOLD BASEOF P LASTIC IN JECTION MOLDT ang Liying ,Wu Chong feng(C ollege of M aterial Science &Chemical Engineering ,T ianjin University of Science and T echn