UG二次開發在壓鑄模CAD系統設計中的應用

伊新

（新疆特種設備檢驗研究院)

UG二次開發在壓鑄模CAD系統設計中的應用

伊新*

（新疆特種設備檢驗研究院)

基于UG的壓鑄模CAD系統設計技術，采用面向對象的程序設計方法和參數化繪圖程序，用戶只需按照人機交互界面的提示完成參數輸入或選擇，系統便會自動完成壓鑄模各元件的設計，節省設計人員時間和精力，提高設計效率，充分發揮計算機在模具設計中的作用。

壓鑄模 參數化 UG 二次開發 模塊 零件

1 壓鑄模CAD技術

壓鑄模是進行壓鑄生產的重要工藝裝備。壓鑄模的設計是一個系統的工程，在設計過程中需要查閱大量的數據，計算核算許多數據，繪制大量圖形，這些工作若依靠傳統的方法來完成，那將是非常費時費力的，同時也將影響模具的精度和準確度。通過對壓鑄模結構的分析，發現有些零件其結構相對固定，元件尺寸已標準化，因此可以通過開發具有參數化繪圖功能的UG（即Unigraphics）系統來輔助壓鑄模的設計，擺脫人工繁瑣的數據查閱、計算、核算、繪圖等作業環節，減輕設計者的工作強度，縮短設計周期，提高設計結果可靠性。

2 壓鑄模系統的組成

壓鑄模CAD系統設計內容大致如下：先輸入鑄件的具體形狀、尺寸和合金種類，估算出鑄件的質量與體積；然后選擇壓鑄機，設計澆注系統以及型腔鑲塊、導向機構、模板和推出機構等，并選用材質；最后繪制模具圖樣。

一個完整的壓鑄模CAD系統應主要包括四大部分：操作系統、圖形軟件、數據庫、應用程序。采用Windows XP操作系統、UG NX3軟件和Excel 2000數據庫，并利用VC++對UG進行二次開發，用以對壓鑄模CAD系統進行設計操作。壓鑄模CAD系統通過設計菜單方法控制各部分，實現人機對話和轉移。壓鑄模CAD系統的主控菜單界面見圖1。

圖1 壓鑄模CAD系統的主控菜單界面

壓鑄模系統分為五個模塊：創建工程，工藝參數確定，二維零件圖，三維工裝模型，標準零件庫(包括澆注系統設計、成形零件設計、導向機構設計、推出機構設計、模板結構設計和抽芯機構設計)。各模塊功能如下所述。

（1）創建工程

主要是便于用戶管理有關壓鑄模的文件，是系統工作的起點，用于選擇壓鑄零件，打開或建立初始化各模塊所需的公共數據文件。公共數據文件中存儲著各個模塊之間需要傳遞的參數，包括數據信息和路徑信息。公共數據文件是一個工程的標志,可以通過判斷公共數據文件是否打開來判斷一個工程是否創建或打開。

（2）二維零件圖與三維工裝模型

UG軟件為用戶提供了一個調用二次開發結果的交互式接口User Tools。它的功能是生成彈出式對話框和工具條，其界面風格與CAD風格一致，通過執行對話框或工具條，操作相應的控件就可以運行菜單文件、宏文件、UG/OPEN GRIP程序、UG/OPEN API程序和其他二次開發文件。本課題中的生成二維工程圖對話框就是使用該方法構建的，其界面如圖2所示。

（3）工藝參數確定

壓鑄工藝參數包括鑄件特征值、壓鑄機型號、壓鑄機參數和橫、內澆道尺寸 (參數如圖3所示)。工藝參數確定是一項很系統復雜的工作，我們可以根據設計手冊、社會實踐和一些計算公式得出所需要的數據并進行校核。

（4）標準零件庫

主要包括六大部分：澆注系統設計，成形零件設計，導向機構設計，推出機構設計，模板結構設計，抽芯機構設計。通過概括和總結壓鑄模設計的規律與經驗，運用數學方法，利用UG二次開發GRIP語言及Excel電子表格由計算機交互進行壓鑄模的相關標準零件的設計。

圖2 User Tools工具實現對話框

圖3 工藝參數

3 壓鑄模CAD系統設計使用工具

UG提供 UG/OPEN MenuScript、User Tools、UG/OPEN UIStyler三種界面設計工具，這三種界面設計工具和UG/OPEN API、UG/OPEN GRIP的關系如圖4所示。

壓鑄模具CAD/CAE系統所有源程序文件包括菜單文件*.men、用戶工具文件*.utd，對話框界面文件*.dlg、C++文件*.h和*.c，其中*.men必須位于 “用戶目錄startup”目錄中，*.utd、*.dlg必須放在 “用戶目錄application”目錄中。用戶目錄被做為環境變量添加到操作系統中后，將作為 UG啟動后加載文件的搜索目錄，UG啟動后自動加載startup目錄中的*.men、*.utd、*.dll文件。壓鑄模CAD系統的運行流程如圖5所示。

圖4 開發工具之間的關系

圖5 壓鑄模CAD系統的運行流程

4 壓鑄模CAD的發展趨勢

經過多年的研究與開發，國內外在壓鑄模方面取得了豐碩的成果。主要體現在以下幾個方面：

（1）面向壓鑄件特征建模技術。其基于特征的產品定義模型是目前被認為最適合CAD/CAM集成的模型，它把特征作為產品模型的基本單元，將產品描述為特征的集合。

（2）壓鑄工藝并行設計系統模型。并行設計方法是一種系統工程的設計方法，它在產品的設計階段就考慮到零件的加工工藝、制造狀態、產品的使用功能等。

（3）ES技術與CAD技術結合。它以人類思維的認識理論為基礎，將設計人員擅長的邏輯判斷、綜合推理和形象思維能力與計算機的高速精確能力相結合，使系統模擬設計者作出決策。

（4）基于BP神經網絡的壓鑄工藝參數設計。采用BP神經網絡來模擬壓鑄澆注工藝參數設計中基本工藝狀況之間出現的復雜非線性映射。

（5）模糊集合理論在壓鑄工藝中的應用。采用MATLAB模糊邏輯工具箱來實現工藝設計過程中的模糊智能化推理過程。

（6）結合數值模擬分析的評價知識系統。在數值模擬后處理過程中引入知識處理機制，建立對數值模擬結果進行歸納、分類、推理、判斷等系列符號推理的方法，對壓鑄模進行評判并給出修改建議。

[1]夏天,吳立軍.UG二次開發技術基礎 [M].北京:電子工業出版社，2005.

[2]呂炎.鍛模設計手冊 [M].第2版.北京：機械工業出版社，2006.

[3]冉潁杰.壓鑄模CAD技術的研究與應用 [J].鑄造技術，2003(6):574-575.

[4]模具實用技術叢書編委會.壓鑄模設計應用實例 [M].北京：機械工業出版社，2005.

高效節能串聯式密煉機獲獎

2013年5月，由益陽橡膠塑料機械集團有限公司自主開發的國內首套高效節能串聯式密煉機獲得由中國化工集團頒發的中國化工科學技術獎二等獎。

近年來，該公司努力使橡機產品朝更加節能、降耗、環保的方向發展，在一步法煉膠設備研發上邁出了積極的步伐，成功研發出具有自主知識產權的國內首臺高效節能串聯式密煉機。這是目前國內乃至國際最先進的煉膠設備，填補了國內空白。首臺樣機由兩臺密煉機上下串聯而成，相對于原有的煉膠方式，生產效率可提高50%以上，節約電能60%以上，極大地提高了膠料的分散性和均勻性，從而大大延長了輪胎的使用壽命。相對于原有的煉膠生產線，還可減少廠房投資和設備投資約30%。

(高遠)

Application of UG Secondary Development of CAD System s Design for Die-casting M ould

Yi Xin

UG-based CAD system design technology for die-casting mould adopts object-oriented programmingmethod and parametric drawing program,the CAD system could automatically complete the design of each component of casting mold after parameters input or selection according to the man-machine interface.The system could help designers save time and labor,improve design efficiency and maximize the computer's application in themould design.

Die-castingmould;Parameterization;UG;Secondary development;Module;Parts

TQ 050.2

2012-12-17）

*伊新，男，1978年生，碩士，工程師。烏魯木齊市，830011。