压铸模CAD系统研究

利用Visual Basic语言对AutoCAD进行二次开发,从而完成交互式压铸模CAD系统的设计。该系统将参数化设计方法和模块化程序设计方法有机结合,设计中只需要输入压铸件的几个基本参数,便可以完成整个压铸模的设计,并输出相应的零件图,使压铸模的设计更加高效快捷。 

  压铸模CAD 系统是集模具设计、绘图为一体的计算机辅助设计软件,摆脱了人工繁琐的计算、设计、绘图等,减轻了设计人员的工作强度,大大缩短模具设计周期,提高了设计结果的可靠性。

1、压铸模CAD 技术的发展 
国外模具CAD 系统的发展已有30 年的历史,压铸模CAD 系统相对其他类型的模具CAD 系统而言起步较晚,但由于它可以有效地借鉴其他模具CAD 系统的开发经验,因此近几年来发展迅速。 

早期的压铸模CAD 系统只对压铸工艺参数进行选择,仅利用计算机的计算功能,以减轻设计人员的工作强度 ,未充分发挥计算机在工程上的应用。较高级的压铸CAD 系统除了对压铸模设计参数进行计算、选择之外,还可以自动生成图形、输出图形,并能进行压铸过程模拟与分析,并输出数控加工程序,形成功能较完备的压铸模CAD/ CAM系统。澳大利亚联邦科学工业研究机构(CSIRO) 开发的压铸模浇注系统CAD/ CAM 应用软件Metflow,提供了一个浇注系统设计分析与制造为一体的CAD/ CAM系统。日本丰田汽车公司开发的压铸模计算机辅助设计工程系统CADDES ,已经投入使用。 

  国内对压铸模CAD 技术的研究始于20 世纪80 年代中期。1984 年,沈阳铸造研究所推出了中小型混流式转轮单铸叶片浇冒口系统计算机辅助设计软件,是我国铸造行业较早符合CAD 构思的软件系统。20 世纪90 年代以来,我国的压铸模CAD 技术有了长足的发展,相继开展了压铸模具的标准化CAD/ CAE/ CAM软件技术的开发。 

2、压铸模CAD 系统的基本结构和功能 
压铸模是由许多模板和零件组成的。一个完整的压铸模CAD 系统应主要包括4 大部分:操作系统、图形软件、数据库、应用程序。采用Windows2000 操作系统、AutoCAD 2000 图形软件和Access 2000 数据库,并利用Visual Basic 对AutoCAD 2000进行二次开发来对压铸模CAD 系统进行设计。压铸模CAD 系统通过设计多层菜单方法控制各部分,实现人机对话和转移。压铸模CAD 系统的主控菜单界面见图1。 

各级主菜单的功能如下。 
(1) 系统管理菜单　该部分主要是对使用软件的用户进行管理,包括添加用户、修改用户密码等。 
(2) 工艺参数确定菜单　该部分主要是对压铸件进行体积、质量、分型面投影面积的估算,确定压射比压和充型速度,计算内浇道截面积,选择压铸机型号并校核。其流程图见图2。 
 (3) 浇注系统设计菜单　完成选择和确定适用于不同类型压铸机的直浇道、横浇道、内浇道、溢流槽以及排气槽的基本尺寸,以及各部分的截面积、体积和质量等参数的计算。 
(4) 成形零件设计菜单　确定成形部分各参数,设计出型腔和型芯。 
(5) 模架设计菜单　完成镶块、动模和定模套板、支承板、动模和定模座板、导柱、导套等零件的设计与绘制,最后获得较完整的模架图。 
(6) 推出机构设计菜单　推杆、推板、推管、卸料板基本尺寸的确定与计算,并绘制出零件图。 
(7) 抽芯机构设计菜单　型芯的抽芯力、抽芯距的计算,画出斜导柱与滑块的零件图。 
(8) 帮助菜单　主要向用户提供一些使用软件的帮助。 

3、压铸模CAD 系统中参数化设计 
传统的CAD 绘图软件是将计算机及外围设备当作绘图板,采用人机对话方式,由手工输入各种命令和参数而产生图形,要想修改图形内容,只有删除原有线条后重画。对于定型的工业产品设计,一般都需形成系列,这就要求该产品的CAD 系统具有参数化设计功能,实现尺寸驱动图形的自动化。 

参数化绘图的过程见图3。 

本系统用Visual Basic对AutoCAD进行二次开发,是基于新的Activex自动化界面技术(activex automation interface) 。AutoCAD Activex 技术使用户可以通过AutoCAD 暴露出来的信息,用其他应用程序(如Visual Basic)通过编程从AutoCAD内部或外部来控制和操纵AutoCAD。系统中用Visual Basic 语言编写系列化零件的通用绘图程序,调用AutoCAD 绘图,进而在AutoCAD 环境下绘制及输出图形。由于在绘图程序环节运用了参数化对话功能,从而实现了Visual Basic 面向AutoCAD参数化绘图的设计思想。 

由于Visual Basic 的可视化的开发环境以及丰富的控件支持,故压铸模CAD 系统中,主控菜单用Visual Basic 编制。 

在压铸模CAD 系统中,通过运行工艺参数确定模块、浇注系统设计模块、成形零件设计模块、模架设计模块、推出机构设计模块和抽芯机构设计模块来调用各种工艺参数数据库,如压铸机型号数据库、模架尺寸数据库、推出机构及抽芯机构尺寸数据库,来达到实现模具设计和图形绘制功能。 

4 、结束语 
对压铸模CAD 系统进行了计算、绘图一体化设计,利用Access 2000 建立工艺参数数据库,用Visual Basic对AutoCAD 进行二次开发。在系统开发过程中,充分发挥了Visual Basic 面向CAD 参数化绘图的设计思想。通过对AutoCAD 二次开发,可以使这一通用软件更加专业化、智能化。