基于UG的卷制轴套模具CAD系统

卷制轴套因其润滑、可靠性、维护性、环境保护、资源有效利用等方面发挥着越来越明显作用，航空、航天、汽车、食品加工等许多行业中具有不可替代应用。
    传统卷制轴套工艺和模具设计与制造效率低、成本高、周期长，，开发专用卷制轴套模具CAD系统可以使设计人员快速高效设计出实用模具，提高成型模具制造精度和生产效率，缩短产品开发周期，提高产品质量，降低产品成本。
1 卷制轴套模具CAD需求分析
    卷制轴套模具设计中，传统人工设计方法存设计速度慢、过分依赖经验类比、模具开发周期长、质量差、成本高等缺点叭设计卷制轴套模具CAD系统就是要使设计人员从繁琐查阅数据和图表中解脱出来，降低对设计人员经验依赖性，辅助设计人员进行决策，减轻设计人员绘图劳动，提高模具设计自动化和智能化程度，缩短产品开发周期，提高模具质量和效率，此任务，制定系统具体功能，包括分析工件工艺性、计算工艺参数并确定工艺方案、模具工作零件和标准件设计以及模具装配图、零件图及标题栏、明细表自动生成等。本软件编制是实现卷制轴套成型模具设计，本软件，用户输人轴套产品原始参数(轴套内径、外径以及轴套宽度等)，即可需要输出模具图纸(零件图以及装配图)和设计计算数据(包括模具工作部分，即凹、凸模主要尺寸以及弯曲力、校正力等加工工艺所必需参数等等)。所有设计资料及图形自动存档备用，本软件可以实现卷制轴套模具系列化设计，类似产品模具设计，只需对程序稍加改动，即可达到扩充设计范围要求。
2 卷制轴套模具CAD系统总体设计方案
    卷制轴套模具CAD系统开发是基于Windows XP操作系统，采用可视化编程工具VisualC++6.0对现有三维CAD软件UGS180进行二次开发。数据库管理系统采用Access2000数据库。卷制轴套模具CAD系统是一个向导系统，可以指导用户一定步骤完成卷制轴套模具设计工作，改变了使用传统CAD设计软件开发模具时过分依赖于专家或工程师经验，开发步骤繁琐和开发周期长缺点。卷制轴套模具CAD系统是卷制轴套模具CAD/CAE/CAM系统计算机辅助设计部分，是以UG作为支撑平台，VisualC++集成开发环境(IDE)下利用UG/OPEN API接口编程技术、MenuScript菜单集成技术，开发完全集成UG系统之中模具CAD系统。

    系统总体设计主要任务是确定系统模块结构，建立系统功能模块。它包括将系统分为多个模块，确定模块之间界面和对模块划分质量进行评价。卷制轴套模具设计要求，系统主要完成四个部分工作：产品数据模型建立、冲压工艺设计与分析、模具结构设计和成型过程分析。卷制轴套模具CAD系统结构如下图所示。系统中每个模块都是独立，可以分别编制程序实现。而各个模块之间则人机交互界面进行数据交换和传输，这样，既降低了设计开发复杂性，又便于编程和系统维护与扩充。
(1) 零件信息输人模块
    零件信息输人模块将用户所需产品几何尺寸、精度、材料和工艺条件等信息输人到计算机内，生成零件三维实体模型和二维图形，并将上述信息存人数据库中，为后续设计提供所需产品信息。
(2) 工艺设计模块
    工艺设计包括工艺性分析、工艺方案选定、工艺计算等。
    工艺性是冲压件对冲压工艺适应性，工艺性判断直接影响制件质量与模具寿命。卷制轴套模具CAD系统中，采用了交互式查询方法，用工艺性典型图，人机交互进行检查判断，采用人机对话方式，由用户生产实际情况作出判断。工艺计算包括毛料计算、工序计算、力计算、压力机选用和模具工作部分强度校核，并把上述信息存人数据库中，为模具设计奠定基础。
(3) 模具设计模块
    模具设计模块既可采取自底向上设计方式，也可以采取自顶向下设计方式，即用户既可以先设计装配结构，再设计零件；也可以先设计好各个零件，再进行装配设计。既可进行标准结构自动设计，又可进行非标准结构交互设计。设计过程包括结构类型选择、工作零件设计、辅助零件设计及模架、标准件选择。
    模具设计过程中，需要大量使用标准件，而标准件建模过程中，需要反复查阅手册以确定零部件标准外形，耗费了大量时间，人们避免这些重复劳动，纷纷提出了多种形式标准件库。标准件库建立和使用提高了设计效率和质量，并充分体现了使用CAD系统带来经济效益，是CAD系统走向实用化必不可少环节。
(4) 二维图纸生成模块
    二维图纸生成模块自动生成装配图和零件图主视图、俯视图、左视图，自动填写标题栏和明细表。
UG自身提供了PartsList工具便于用户绘制标题栏和明细表，但要求用户人工对零件定义属性信息，并把这些属性组织成PartsList格式，一种PartsList格式只能用于一种类型明细表，这种方法繁琐，灵活性很差。针对这一问题，笔者借助UG/OpenAPI函数编制了标题栏和明细表自动生成程序。
(5) 数据管理模块
    数据管理系统负责数据处理和管理，主要实现零件信息输人模块和工艺分析与计算模块数据等信息存储，模具设计模块数据提取和各模块之间数据交换。系统选用ACCESS数据库，利用UG/OpenAPIVisualC++环境下进行开发设计，采用SQLODBC接口和数据库进行连接。
3 结束语
    以集成软件UG作为支撑平台，VisualC++集成开发环境(IDE)下，利用UG二次开发工具，建立和开发专用模具CAD系统，界面简洁直观、操作方便、具有良好人机交互性、可扩充性和移植性，适合产品系列化设计。该系统使用可以明显减少用户设计过程中劳动强度，并为技术人员进行精确快速设计提供了有力保障，大大提高了模具设计效率和产品制造精度，促进设计与制造标准化，降低了模具和产品成本，为基于UG产品CAD/CAE/CAM系统开发和模具自动化设计和制造打下良好基础