基于AUTOCAD软件的注塑模标准件数据库的二次开发0627

-86-基于AUTOCAD软件的塑料注射模CAD系统的二次开发黄诚驹韩旭（武汉职业技术学院，湖北武汉430074）作者简介：黄诚驹（1953—）男，湖北武汉人，武汉职业技术学院机电工程学院副教授，研究方向为模具CAD/CAM运用技术及逆向工程应用技术。摘要：以AUTOCAD软件为平台，运用ObjectARX、MicrosoftAccess工具，建立符合国标的注射模标准模架、模具标准零件的数据库；建立具有模具类型判别、捡索并选定标准模架的系统结构知识库；使构建的模具CAD系统，具备选用注射模标准零件或参数化设计注射模零件等模具智能设计功能；通过对AUTOCAD软件进行二次开发实现。关键词：AUTOCAD软件注射模结构知识库CAD系统标准件标准模架数据库二次开发技术的不断更新和为了满足人们日益增多的消费需求，新的日用电子产品层出不尽地涌现。新产品在结构复杂程度、精度、设计制造成本和周期上，都对当前模具设计发展提出的新要求。传统的设计方法已不能满足新的发展需要。在运用AUTOCAD软件构建注射模具设计系统时，除建立注射模标准件数据库外，还必须创建系统的结构知识库支持智能设计功能，来提高模具设计的智能化和速度、质量。通过集成注射模设计的专业技术，提练大量的个体经验并使之理论化，再加以优化决策管理，有效地提高了知识的运用和融合效率，为注射模的设计提供了丰富工作经验和专业知识平台。在传统的注射模设计过程中，对设计人员的基础和专业知识要求很高，设计工作很繁琐，并且要做很多费力的重复劳动，设计的工作效率很低。比如许多通用零件的图纸，需要设计人员一一地重复亲手绘制。在系统有了智能化模块和参数化设计方式后，运用系统完成注射模设计，不但大大提高了设计效率、还大大降低了模具设计人员的劳动强度，易于实现智能和优化的注射模设计过程。1.基于AUTOCAD的注射模CAD系统1.1系统组成系统的构建思路：依据模具实际设计的程序，以模具生产成本核算为依据，以具备的注射条件和产品的供应要求为约束条件制定算法，以塑件成型工艺、注射模设计制造现场工作经验为系统智能判别准则，开发注射模CAD系统的结构知识库和含标准模架的模具零件标准件数据库，从而实现了模架的智能选择，模具标准零件选取和参数化绘制。系统的组成如下：1.1.1系统功能性的框架由三大模块组成，即标准模架优化选择模块、模具零件标准件数据库和数据库处理模块、图形生成模块。1.1.2系统工作子模块六个部分组成，即由整体设计方案检索模块，模架优化选择模块，标准模架库，标准模具零件库，基于AutoCAD的零部件图形生成模块，零件装配系统模块等。1.2系统工作程序1.2.1模具设计人员输入待设计的塑件注射模基本参数后，系统会依据设计准则和算法确定模具的分型面、型腔数目和排列的方式、抽芯方式及实现机构，在此基础上由计算机系统选择该设计方案所需的标准模架。1.2.2如果因塑件的结构或工艺上的其它要求而未能捡索到相关的标准模架，则系统会按相似设计准则，参照已有的标准模架系列，依据输入的塑件参数设计出符合工艺要求、经济合理的模架。1.2.3系统选择或设计了模架后，设计人员可以通过建立符合国标的注射模标准件的数据库，逐一插入注射模各标准零件，并以参数化设计完成非标准件设计和全部成型零件设计，最后生成注射模的装配图。1.2.4完成注射模装配图生成后，设计人员在装配图形上添加必要的辅助结构、完善注射模全局各部分的结构设计，并将设计修改后的结果保存在已经生成的标准零件图形上。1.2.5拆分生成模具主要零件的工程图，标注模具主要零件的全部工作尺寸及技术要求，用于指导模具生产-87-制造。2.注射模零件标准化工作注射模计算机辅助设计系统必须构建在模具零件标准化的基础上。建国以来，我国在引进原苏联注射模具零件标准化的基础上，就开始着手建立自己的注射模具零件标准化系统。在计划经济时代，各行业独自并行发展的现象很突出，小而全的企业经营模式盛行。导致当时的注射模的标准制定是政出多门，针对模架和通用零件的标准就有了不同的部颁标准手册。形成了原四机部、一机部、轻工部等注射模具标准手册，甚至还有企业自己制定的内部标准手册等。由于标准的不统一，给注射模计算机辅助设计系统的建立带来很大的阻力，使我国专业水准高、应用普及的注射模计算机辅助设计系统的开发和建设在很长时间停滞不前。我国在八十年代初就开始开发注射模计算机辅助设计系统，规范、统一注射模具零件的标准化工作同时着手进行，随着社会的发展此项工作巳取得一些成绩，并于1984年推出注射模具零件第一版国家标准。由于行业壁垒和模具企业各种经济体制并存，当时市场上各企业所采用的标准并不统一，但从总的发展趋势上，大家还是逐步向国家标准靠拢。特别是在1990年、2006年国家先后正式颁布第二版、第三版注射模具零件国家标准后，国内（大陆）各模具企业逐步遵循注射模具零件国家制定的标准已成为行业较为普遍的工作规范。因此，从我国国情出发，本文遵循2006年国家颁发的注射模的国家标准，对注射模通用零件进行了系列的划分，其分级分类树的索引结构如图1所示。结构上分别按注射模的工作系统（浇口套、拉料杆等）、推出系统（如推料板、推板、推杆等）、导向系统（如导柱、导套）、定位系统（如定位圈、挡块等）和复位系统（如定距拉杆、复位杆等）对注射模具零件进行分类。图1注射模通用零件标准化结构库2.1模架标准化在注射模模具零件标准化的结构库基础上，为了提高模具的设计制造速度和降低模具的生产成本，将注射模模架也作为标准件使用。1990年国家颁发的注射模模架的国家标准分为：《塑料注射模大型模架》（GB/T12555.1-1990）和《塑料注射模中小型模架》（GB/T12556.1-1990）二种，2006年国家颁发的注射模模架的国家标准（GB/T12555-2006）将前二种标准合并为一个标准。本文依据注射模模架的国家标准（GB/T12555-2006），作为标准模架数据库建立的原始数据。2.1.1模架结构：本标准对常用的模架结构给予更明确的定义和分类。其中对模架组成零件的名称增加了常用的点浇口型图例；将基本型结构分为直浇口型和点浇口型两种；将直浇口基本型分为A、B、C、D四种，点浇口型基本分为DA、DB、DC、DD四种；增加了模架结构的类型，并按结构特征细分为36种主要模架结构；2.1.2模架系列：根据生产实际，对模架的组合尺作了较大调整，将原分系列、规格的表格作了合并。a）型号：每一组合型式代表一个型号。b)系列：同一型号中，根据定、动模板的周界尺寸（宽×长）划分系列。-88-c)规格：同一系列中，根据定、动模板和垫块的厚度划分规格。2.1.3模架参数编码：a）模架类型：A、B、C、D、ZA、ZB、ZC、ZD、ZDA、ZDB、ZDC、ZDD、DAT、DBT、DCT、DDT、ZDAT、ZDBT、ZDCT、ZDDT、JA、JC、ZJA、ZJC、JAT、JCT、ZJAT、ZJCTb)系列代号：宽长(厘米)；如宽(W)300mm、长(L)400mm，系列代号为：3040。c)规格代号：定模板厚度A，以毫米为单位；动模板厚度B，；以毫米为单位；垫块厚度C，以毫米为单位；2.2注射模标准模架及模具标准件数据库2.2.1标准模架数据库的建立a）在MicrosoftAccess中创建数据库；按以上方式编码后，标准模架的主要参数和数据尺寸与模架编码一一对应起来。因此可将上述各代号作为数据库中的字段，建立Access数据库。b)操作步骤：进入Access系统→选择“新建空数据库”→输入数据库文件名（假设为mj.mdb）→选择路径位置→单击“创建”→选择“表”→单击“新建”→在新建表的列表框中选择“设计视图”→单击“确定”→进入设计界面→输入字段名称，并定义字段的数据类型、长度、格式等→退出→单击保存，将巳设计好的表保存→单击“设计视图”→输入标准模架数据库对应的全部数据。参照上述步骤，还可将相似的非标准模架数据的添加到数据库中，扩充数据库的应用功能。2.2.2注射模标准零件数据库的建立a）在MicrosoftAccess中创建数据库；b)ODBC数据源的配置：控制面板中单击“ODBC数据源”图标→于“用户DSN”标签中，单击“添加”按钮→选择“MicrosoftAccessdriver”→单击“完成”按钮→出现“ODBCMicrosoftAccess安装”对话框→输入数据源名：“模架标准件板件库”→单击“选取”按钮→选取建立的数据库文件mj.mdb→单击“确定”按钮，完成ODBC数据源的配置。c)用VisualC++6.0的AppWizard创建基本数据库应用程序。在创建过程中，要根据所需要的数据库特性，选择DatabaseViewwithfilesupport选项或DatabaseViewwithoutfilesupport选项，选定所要操作的数据库mj.mdb，选择所需要的表，其它选项可缺省。2.2.3数据库的操作a）数据库排序操作：关闭记录集→设定排序字段名→将SQL语句中的Orderby后的字符串取出，赋给m-str-Sort→打开记录集→用重新排序的记录集更新视图。m-pSet→close();//关闭数据源m-pSet→m-strSort=name;//设置排序字段m-pSet→Open();//重新打开数据源UpdateData(FALSE);//用重新排序的记录集更新视图b）数据库过滤操作：关闭记录集→设定过滤字段名→将SQL语句中where后的字符串取出，赋给m-strFil-ter→打开记录集→用重新过滤的记录集更新视图。m-pSet→close();//关闭数据源m-pSet→m-strFilter=name=’系列’;//设置排序字段m-pSet→Open();//重新打开数据源UpdateData(FALSE);//用重新过滤的记录集更新视图2.2.4用户界面设计注射模标准模架及模具标准件数据库的用户界面设计，是根据注射模模架的国家标准（GB/T12555-2006）所颁布的规定开发的。其界面中包模架类型、系列(周界尺寸)、规格(动、定板和垫块的厚度)等选择框，此外还有导向件与螺钉的安装形式，是否标注全部尺寸、技术要求，是否绘制边框及标题栏，哪些板件需要绘制等有关选项。在用户选定类型、系列、规格等各选项后，对应数据库（mj.mdb）中的记录就被设计确定，该模架的全部参数都可以被提取出来，为下一步的参数化绘图作好准备。-89-2.2.5参数化绘图参数化设计通过改变参数值生成不同尺寸的图形。参数化设计适用于结构形状比较稳定的设计对象。这类设计对象通常可用一组参数来约定尺寸关系，设计参数与控制尺寸有显式对应关系，几何约定条件的求解较简单，图形中各类约束可在绘图过程中解决，最后的设计结果受尺寸修改驱动。系列化、标准化的零件就属于这一类型。未开发的AUTOCAD绘图软件是用固定的尺寸值定义几何元素，进行图面修改只有删除原有的线条后重画，不能实现因图形尺寸变化而引起的图形的自动相关变化。开发的AUTOCAD绘图系统，增加了参数化设计模块，可使零件的设计过程中随着某些结构尺寸的修改而自动修改图形，这样不但减少大量的重复劳动，还能设计出一系列而不是单一的模具。3.二次开发工具AutoCAD作为计算机辅助设计软件包，具有良好的用户界面而易于应用、具有优良的开放特性而易于二次开发，因此在工业界特别是在模具设计制造领域得到广泛的应用。在软件接口方面AutoCAD提供了三种软件开发环境：Autolisp、ADS和ARX。ARX与ADS、Autolisp均是AutoCAD提供的内嵌式语言。其中Autolisp是一种解释型语言，它通过内部进程通讯（IPC）与AutoCAD进行通讯，运行速度较慢，同时其能力有限；ADS是用C语言编写的应用程序，它以外部函数形式加载到AutoCAD中，需通过Autolisp解释器调用，也是通过IPC与Autolisp通讯，它们与AutoCAD缺乏高度的关联性。ARX与ADS不同，它以动态链接库(DLL)的形式与AutoCA