本文基于SolidWorks軟件平臺開發(fā)了一套擠壓模具C A D系統(tǒng)，該系統(tǒng)將專家知識和設計經(jīng)驗存儲于模具結構和零件模型中，通過選用不同模具組件的結構形狀，實現(xiàn)了擠壓模具的優(yōu)化設計，同時也保證了設計質(zhì)量，加快了設計速度。
SolidWorks軟件采用了特征建模技術和設計過程的全相關技術，是目前領先的、主流的三維CAD軟件。它具有配置管理、協(xié)同工作、零件建模、裝配設計、全相關工程圖、鈑金設計、有限元分析和動態(tài)仿真等多項功能，在機械制造業(yè)的應用非常廣泛。該軟件為用戶提供了功能強大的API接口，而且具有宏錄制功能，所以可以很方便地進行二次開發(fā)。本文所述的就是以SolidWorks軟件為平臺開發(fā)的一套擠壓模具CAD系統(tǒng)。
基于SolidWorks平臺的擠壓模具CAD系統(tǒng)將大量的專家知識和設計經(jīng)驗存儲于模具結構和零件模型中，通過選用不同模具組件的結構形狀，來達到擠壓模具的優(yōu)化設計。此外，它還能利用模具零件間的裝配形式和裝配關系實現(xiàn)擠壓模具的自動裝配，生成模具零件工程圖和裝配體工程圖，從而提高了擠壓模具設計的智能度，減少了設計人員的工作量，并保證了設計質(zhì)量，加快了設計速度。
該系統(tǒng)以Visual Basic為開發(fā)工具，利用VB的面向對象編程語言、模塊化和組件共享等技術，建立擠壓模具CAD系統(tǒng)的用戶界面及程序代碼；利用SolidWorks建立模具各部分組件的模型；還可以通過對SolidWorks提供的API接口函數(shù)進行二次開發(fā)來實現(xiàn)對模型庫的調(diào)用；并利用ADO數(shù)據(jù)庫訪問技術實現(xiàn)對零件模型的參數(shù)化驅動，最終生成模具零件工程圖和模具總裝配圖。
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圖1 擠壓模具CAD系統(tǒng)結構
一、系統(tǒng)設計進程
1.系統(tǒng)的功能和應用
首先選擇合適的模架，然后選擇擠壓類型，包括正擠壓、反擠壓、復合擠壓和鐓擠壓等。在不同的擠壓類型里提供模具的凸模、凹模、頂出、預應力及料等不同部分組件的結構形狀，用戶選擇后可以組成一套完整的擠壓模具裝配體結構，然后進行單個模具零件的設計。用戶可以在模具設計對話框中更改模具零件的參數(shù)尺寸以滿足實際需求，還可以對模具零件的工程圖進行適當?shù)男薷囊赃_到最滿意的效果。最后系統(tǒng)將所有設計好的模具零件按照預定的裝配關系自動裝配起來，生成總裝配圖。
2．功能模塊和設計流程
擠壓模具的CAD系統(tǒng)結構由四個模塊組成，如圖1所示。
(1)模架選擇模塊
系統(tǒng)模架庫里存儲了許多不同類型的模架結構，通過選擇不同的模架名稱，在架構選擇對話框的右邊將出現(xiàn)該模架的模型圖片。選擇模架的主要零件名稱，可以調(diào)出該零件的模型圖片和參數(shù)信息，選取三維圖按鈕和工程圖按鈕則可以分別打開對應的SolidWorks模型文件和工程圖文件，如圖2所示。
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圖2 模架選擇界面
(2)擠壓類型選擇模塊
擠壓類型包括正擠壓、反擠壓和復合擠壓等，通過選取左邊的按鈕確定擠壓類型，在右邊就會出現(xiàn)該種類型的示意圖和擠壓件類型示意圖，如圖3所示。
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圖3 擠壓類型選擇界面
(3)模具組件結構選擇模塊
模具組件可分為凸模組件、凹模組件、頂出組件、預應力組件和料組件等，系統(tǒng)建立了模具組件庫供用戶選擇選擇使用。在該模塊中用戶可以選擇不同組件結構的任意一種形狀，點選放大組件按鈕可以查看對結構的詳細介紹和使用場合，點擊其他組件按鈕可以選擇其他組件，如圖4所示。
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圖4 模具組件選擇界面
(4)裝配體結構確認模塊
通過上一步選擇模具各部分的組件結構，系統(tǒng)將會按照組裝關系將組合起來的裝配結構圖輸出并讓用戶加以確認，如果用戶覺得不夠滿意，可以點返回上層按鈕重新選擇各部分組件結構。如果選擇的模具各部分組件不能組成一套裝配圖，系統(tǒng)將彈出一個提示框提示用戶返回重選。確認后右邊會出現(xiàn)該裝配結構的零件清單，通過點選不同的零件名稱按鈕將出現(xiàn)模具零件設計模塊，如圖5所示。
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圖5 裝配體確認界面
(5)模具零件設計模塊
系統(tǒng)建立了不同模具零件的尺寸數(shù)據(jù)庫，可以在尺寸屬性對話框中對零件的尺寸和公差進行修改，選取修改按鈕后該零件的SolidWorks模型的尺寸和公差就會實時更新。在注解屬性對話框中可以輸入零件的其他屬性信息，這樣這些信息將在零件工程圖的標題欄中顯示出來。當用戶滿意后就可以選取保存按鈕對該模型文件進行保存，如圖6所示。
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圖6 模具零件設計界面
(6)工程圖編輯模塊
如果工程圖上的信息不夠準確、完整和規(guī)范，用戶可以通過本模塊對工程圖加以編輯修改，選擇保存按鈕可以實現(xiàn)工程圖的自動保存，如圖7所示。
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圖7 工程圖編輯界面
(7)自動裝配模塊
系統(tǒng)按照預定的裝配結構和裝配關系對設計好的各種模具零件進行自動裝配。系統(tǒng)輸出的模具裝配體和裝配體工程圖，如圖8和圖9所示。
此時已完成該系統(tǒng)的主要功能，使用該系統(tǒng)可以促進擠壓模具的高效和快速設計，并且已經(jīng)在生產(chǎn)實踐中得到充分的檢驗。事實證明，這套系統(tǒng)的工作效率很高，并且工作狀況。
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圖8 系統(tǒng)輸出的裝配體模型
二、系統(tǒng)模具零件設計模塊部分源程序
鑒于本系統(tǒng)的源程序比較龐大，所以本文只給出系統(tǒng)模具零件設計模塊部分的源程序。
Dim ss As String
Dim boolstatus As Boolean
ss=App.Path &“\圖形庫\三維\”
Set swApp=CreateObject("SldWorks.Application")
swApp.Visible = True
'調(diào)用SolidWorks程序
Set Part = swApp.OpenDoc6(ss & “\反擠壓\6\凸模.SLDPRT”, 1, 0,“”, longstatus, longwarnings)
%0 U@k!lP
H;Gs0Qi ;
圖9 系統(tǒng)輸出的工程圖
dKw[#(m5v
Set Part = swApp.ActiveDoc
boolstatus = Part.Extension.SelectByID(“注解”, “DCABINET”, 0,0, 0, False, 0, Nothing)
'打開對應的模型文件
Dim rs As ADODB.Recordset
Dim conn As ADODB.Connection
'定義ADO對象變量
ss = App.Path & "\database\"
Set conn = New ADODB.Connection
conn.ConnectionString="Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;" & “Persist Security Info=False;” & “Mode=read;”& “Data Source=” & ss & “模具零件庫.mdb;” y \dx \
c HPo><u
onn.Open
‘建立ADO連接，打開數(shù)據(jù)庫
newTableName = Str(2011)
A d o d c 1 . R e c o r d S o u r c e =newTableName
Adodc1.Refresh
S e t D a t a G r i d 1 . D a t a S o u r c e =Adodc1
‘打開記錄集,讀取模具零件型號
DataGrid1.Row = 0
For i = 1 To DataGrid1.Columns.Count 1
D(i) = DataGrid1.Columns(i).Value
Next
DataGrid1.Row = 1
For i = 1 To DataGrid1.Columns.Count 1
tolMax(i) = DataGrid1.Columns(i).Value
Next
DataGrid1.Row = 2
For i = 1 To DataGrid1.Columns.Count 1
tolMin(i) = DataGrid1.Columns(i).Value
Next
'存入模具零件尺寸值和公差值
B o o l s t a t u s = P a r t . E x t e n s i o n .SelectByID(“D1@草圖1@凸模.SLDPRT”, 2j1HN
“DIMENSION”, 0, 0, 0, False, 0,Nothing)
Part.Parameter(“D1@草圖1”).SystemValue = D(1) / 1000
retval = Part.Parameter(“D1@草圖1”).SetToleranceValues(tolMin(1) /1000, tolMax(1) / 1000)
‘驅動模具零件尺寸和公差
三、結論
基于S o l i d W o r k s平臺的擠壓模具CAD系統(tǒng)通過集成大量擠壓模設計資料和專家經(jīng)驗，形成了模具設計知識庫，為典型擠壓零件的模具設計提供了完整的計算機輔助設計手段，甚至連一些缺乏經(jīng)驗的技術人員也能夠利用本系統(tǒng)完成擠壓模具的設計，從而有利于擠壓技術的推廣和應用。同時該系統(tǒng)也是對SolidWorks專業(yè)化應用的開拓與實踐，對其余專業(yè)從事SolidWorks本地化專業(yè)化的二次開發(fā)具有重要借鑒意義。為了使本系統(tǒng)更加完整，目前正在補充模具強度校核部分。
