基于SolidWorks的模具CAD系统

    2. 3 人工辅助模块的设计
    由于顶出系统的推杆和推板导柱位置需要根据塑件的形状和设计者的经验确定，而且推杆和推板导柱在模具开合的过程中，穿插在前推板、后推板和动模板的导孔之间，只有保证它们导孔在这三个零件上配合位置的一致性和重叠性，才不会出现溢料、位置干涉以及报废整个模具的一系列后果。因此为了确保系统的实用性和准确性，本系统采用人工辅助的形式输人推杆和推板导柱的导孔位置参数，通过计算机程序保证前推板、后推板和动模板上的各导孔位置参数一致性，避免了人为因素造成的设计失误。
    在人工辅助设计顶出系统的模块中，为了使人机界面更为直观、简洁但又不失准确性，采用了数字输入和图形表现相结合的模式。由于前推板是固定推杆的零件之一，更能直观地观察各导孔的位置和判断是否超越其固定的界限，所以选用前推板作为导孔位置参数输入的基板。在人机界面中把前推板的长宽尺寸按照一定的比例绘制成矩形呈现给用户，并以此矩形的中心位置作为坐标原点，用户则以此为基准计算得出各导孔的位置坐标，以数字的形式输人给系统，同时计算机利用VB中的Picture控件的Circle方法在相应的坐标画圆来表示导孔的位置和大小，并以Picture控件的背景色来填充圆形内部，以达到孔洞的视觉效果，真正做到"所见即所得"的特性。这与传统单纯数字输入模式相比，界面更为友好，易于操作。其界面如图2所示。
    在画圆的同时进行着导孔间距干涉判断，利用各圆心间距和半径之和的大小关系，即当两圆圆心间距大于两圆半径之和时，则导孔间未发生干涉，反之亦然。只有当所有输人的导孔间距都未发生干涉时，系统才把所有的推杆和推板导柱参数暂时存人数组中，配套模架的相关零部件模型尺寸，调用SolidWorks程序即可生成相应的模架顶出系统的三维模型，如图3所示。
 

    3 基于SolidWorks模具零部件的二次开发
    SolidWorks是专门在Windows环境下开发的面向产品的CAD系统，其继承了Windows的优秀界面，支持Windows的DDE机制和OLE(Object Linking Embedding，对象链接和嵌人)技术，其设计过程的全相关性，使得模型文件中的设计数据，如尺寸、注释、文件属性等内容与工程图相关。用户还可以利用SolidWorks的API并通过支持OLE编程的开发工具对SolidWorks进行二次开发，建立适合用户需要的、专用的Solid-Works模块。在SolidWorks的API中，其各种功能都封装在SolidWorks的对象中，和其他VB对象一样，具有自己独立的属性、方法。这些对象涵盖了全部SolidWorks的数据模型，用户通过对这些对象属性的设置和方法的调用，就可以在自己开发的应用程序中实现与SolidWorks中相同的功能，可以完成零件的建模和修改及零件特征信息的提取(如特征尺寸的设置与提取、特征所在面的信息提取及各种几何和拓扑信息等。
    由于标准模架中各个零件结构大致一样，只是在特征的数量和尺寸的大小方面有所不同。因此，对于形状相似的同类型零件可以采用参数化设计，即用一组参数约束该零件的结构尺寸，使参数与设计零件的控制尺寸相对应，当赋予其不同的参数值时，便可生成新的零件模型。参数化设计基本上有两种方法:
    (1)编程法:将设计过程的所有关系式都包括在应用程序中，利用程序来顺序地执行设计过程。
    (2)尺寸驱动法:在保持模型结构不变的情况下将模型的尺寸标注视为变量，给予不同的尺寸值，就能够获得一系列结构相同而尺寸不同的相似零件。
    本系统就利用尺寸驱动法，根据用户选择的标准模架参数和已事先存放在数组的零件数据，利用程序驱动已设计好的模具模架零件模型和装配模型来进行参数化建模，而且每次修改或重建只需调出相应的模型进行尺寸驱动即可。系统最终通过Solid Works生成的模架总装配实体模型
    如图4所示。
 

    最后利用已生成的模架三维模型生成工程图是本系统的最终目的。工程图是生产制造模具过程中的主要依据，它的详略与否，关系着模具制造的质量和效率。SolidWorks可根据生成的模架零件的三维图形快捷地生成完整的、符合实际产品需要的工程图样，由三维实体自动生成任何不同方向的视图、局部视图、副视图和相关视图。图纸的全相关性简化了设计的过程，实体模型、图纸和装配能自动相关地更新。设计人员可直接根据此工程图进行模具的加工制造，从而大大地节省了设计人员的工作量和精力，提高了模具设计制造质量。
    4 结束语
    对于此模架设计系统，用户可以向系统输入模具成型工作尺寸，由系统根据运算规则选择出最适合的模架型号，同时通过用户向系统以人工辅助的形式输入推杆和推板导柱位置参数后，便可从系统数据库中取出相应模架数据来生成整个模具的三维实体装配图和工程图，也可以使用系统的维护管理模块来更新系统的模架数据库和知识库，以适应生产的各种情况，具有较好的实际应用意义，提高了模具的设计效率，缩短了模具的设计周期。

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