SolidWorks平臺下的擠壓模具CAD系統(tǒng)

    SolidWorks軟件采用了特征建模技術(shù)和設(shè)計(jì)過程的全相關(guān)技術(shù)，是目前領(lǐng)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(shè)計(jì)、全相關(guān)工程圖、鈑金設(shè)計(jì)、有限元分析和動(dòng)態(tài)仿真等多項(xiàng)功能，在機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用非常廣泛。該軟件為用戶提供了功能強(qiáng)大的API接口，而且具有宏錄制功能，所以可以很方便地進(jìn)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(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)存儲于模具結(jié)構(gòu)和零件模型中，通過選用不同模具組件的結(jié)構(gòu)形狀，來達(dá)到擠壓模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。此外，它還能利用模具零件間的裝配形式和裝配關(guān)系實(shí)現(xiàn)擠壓模具的自動(dòng)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(shè)計(jì)的智能度，減少了設(shè)計(jì)人員的工作量，并保證了設(shè)計(jì)質(zhì)量，加快了設(shè)計(jì)速度。

    該系統(tǒng)以Visual Basic為開發(fā)工具，利用VB的面向?qū)ο缶幊陶Z言、模塊化和組件共享等技術(shù)，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(jìn)行二次開發(fā)來實(shí)現(xiàn)對模型庫的調(diào)用；并利用ADO數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)實(shí)現(xiàn)對零件模型的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)，最終生成模具零件工程圖和模具總裝配圖。

圖1 擠壓模具CAD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)程

    1.系統(tǒng)的功能和應(yīng)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(fù)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(yù)應(yīng)力及料等不同部分組件的結(jié)構(gòu)形狀，用戶選擇后可以組成一套完整的擠壓模具裝配體結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行單個(gè)模具零件的設(shè)計(jì)。用戶可以在模具設(shè)計(jì)對話框中更改模具零件的參數(shù)尺寸以滿足實(shí)際需求，還可以對模具零件的工程圖進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷囊赃_(dá)到最滿意的效果。最后系統(tǒng)將所有設(shè)計(jì)好的模具零件按照預(yù)定的裝配關(guān)系自動(dòng)裝配起來，生成總裝配圖。

    2．功能模塊和設(shè)計(jì)流程

    擠壓模具的CAD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由四個(gè)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(jié)構(gòu)，通過選擇不同的模架名稱，在架構(gòu)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(yīng)的SolidWorks模型文件和工程圖文件，如圖2所示。

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(fù)合擠壓等，通過選取左邊的按鈕確定擠壓類型，在右邊就會(huì)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。

圖3 擠壓類型選擇界面

    (3)模具組件結(jié)構(gòu)選擇模塊

    模具組件可分為凸模組件、凹模組件、頂出組件、預(yù)應(yīng)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(jié)構(gòu)的任意一種形狀，點(diǎn)選放大組件按鈕可以查看對結(jié)構(gòu)的詳細(xì)介紹和使用場合，點(diǎn)擊其他組件按鈕可以選擇其他組件，如圖4所示。

圖4 模具組件選擇界面

    (4)裝配體結(jié)構(gòu)確認(rèn)模塊

    通過上一步選擇模具各部分的組件結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)將會(huì)按照組裝關(guān)系將組合起來的裝配結(jié)構(gòu)圖輸出并讓用戶加以確認(rèn)，如果用戶覺得不夠滿意，可以點(diǎn)返回上層按鈕重新選擇各部分組件結(jié)構(gòu)。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(gè)提示框提示用戶返回重選。確認(rèn)后右邊會(huì)出現(xiàn)該裝配結(jié)構(gòu)的零件清單，通過點(diǎn)選不同的零件名稱按鈕將出現(xiàn)模具零件設(shè)計(jì)模塊，如圖5所示。

圖5 裝配體確認(rèn)界面

    (5)模具零件設(shè)計(jì)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(jìn)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(huì)實(shí)時(shí)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(biāo)題欄中顯示出來。當(dāng)用戶滿意后就可以選取保存按鈕對該模型文件進(jìn)行保存，如圖6所示。

圖6 模具零件設(shè)計(jì)界面

    (6)工程圖編輯模塊

    如果工程圖上的信息不夠準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)工程圖的自動(dòng)保存，如圖7所示。

圖7 工程圖編輯界面

    (7)自動(dòng)裝配模塊

    系統(tǒng)按照預(yù)定的裝配結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系對設(shè)計(jì)好的各種模具零件進(jìn)行自動(dòng)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(shí)已完成該系統(tǒng)的主要功能，使用該系統(tǒng)可以促進(jìn)擠壓模具的高效和快速設(shè)計(jì)，并且已經(jīng)在生產(chǎn)實(shí)踐中得到充分的檢驗(yàn)。事實(shí)證明，這套系統(tǒng)的工作效率很高，并且工作狀況。

圖8 系統(tǒng)輸出的裝配體模型

二、系統(tǒng)模具零件設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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)

圖9 系統(tǒng)輸出的工程圖

    Set Part = swApp.ActiveDoc

    boolstatus = Part.Extension.SelectByID(“注解”, “DCABINET”, 0,0, 0, False, 0, Nothing)

    '打開對應(yīng)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;”
c
    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”,
“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(qū)動(dòng)模具零件尺寸和公差

三、結(jié)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(shè)計(jì)資料和專家經(jīng)驗(yàn)，形成了模具設(shè)計(jì)知識庫，為典型擠壓零件的模具設(shè)計(jì)提供了完整的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)手段，甚至連一些缺乏經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員也能夠利用本系統(tǒng)完成擠壓模具的設(shè)計(jì)，從而有利于擠壓技術(shù)的推廣和應(yīng)用。同時(shí)該系統(tǒng)也是對SolidWorks專業(yè)化應(yīng)用的開拓與實(shí)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(bǔ)充模具強(qiáng)度校核部分。