基于 UG NX3.0 的产品 CAD 注塑工艺信息系统
模 具 技 术 2006.No.4 51
文章编号 1001-4934(2006)04-0051-02
基于 UG NX3.0 的产品 CAD 注塑工艺信息系统
刘 伟 陈 军
上海交通大学 国家模具 CAD 工程研究中心 上海 200030
摘 要 提出了产品 CAD 工艺信息模型的概念 研究了 CAD 几何模型与工艺信息模型之
间的关系 并以二次开发为手段 解决了注塑工艺信息附着与传递的关键技术 构建了基于
UG NX3.0 的产品 CAD 注塑工艺信息系统
关键词 CAD 注塑工艺 模型 二次开发
中图分类号 TG391.2 文献标识码 B
Abstract Concept of information model was put forward and relationship between CAD
model and process information was studied Problem of information add-in and data exchange
was solved based on software secondary development techniques Furthermore plastic in-
jection process information system based on UG NX has been realized
Key words CAD plastic injection process model secondary development
收稿日期 2006-04-13
作者简介 刘 伟 1982 男 助理工程师
0 引言
在模具制造行业 尤其是注塑模具生产领
域 UG 以其良好的 CAD/CAM/CAE 集成特性而
被广泛应用 在实际注塑模具生产中 设计与制
造两个阶段是紧密衔接的 设计阶段需要考虑生
产 生产制造阶段反馈设计 工艺信息在产品的
设计阶段是较少得到体现的 制造部门通常也只
能获得 CAD 模型的几何信息 无法获得产品
CAD 几何信息之外的制造工艺信息 如何在产品
的设计阶段就能有效地反映制造工艺信息成为解
决问题的关键
1 产品 CAD 工艺信息模型
一个完整的产品模型不仅是产品数据的集
合 还应反应出各类数据的表达方式以及相互间
的关系 工艺信息模型中除了包含几何信息 还
包括了尺寸公差 形位公差 粗糙度 材料等非
几何信息
本文在对 UGNX3.0 进行二次开发的基础
上 引入了 CAD 工艺信息模型的概念 把注塑
件的 CAD 设计分为两个阶段 几何建模和注塑
工艺信息建模 几何建模需要参考设计手册中给
出的设计规则 注塑工艺信息建模需要考虑塑件
壁厚 粗糙度 均匀性模具设计要求
开发人员通过调用包含在 UG/OpenAPI 中的
函数和过程 利用面向对象中的抽象 封装 继
承和多态等特点 对各种特征的信息及特征之间
的内在联系进行了高度的抽象 通过数据模型的
抽象和类层次结构的定义 将各特征信息组织成
一个有机的整体 从而构造基于特征的零件信息
模型 图1反映了基于特征的零件工艺信息模型
的总体结构
2 系统实现
52 Die and Mould Technology No.4 2006
2.1 基于特征的工艺信息建模
特征是产品信息传递的载体 通过它能够实
现设计 制造或其他工程任务之间的通信与交
流 根据产品和定义数据的性质 把与产品工程
有关的特征或信息单元划分为 4 个大类
1 形状特征 表达具有特定功能和特定
语义的形状结构 形状特征在所有的特征类中是
最重要 最基础的特征 往往是其他特征的载体
2 精度特征 描述零件几何形状 尺寸
的许可变动量的信息集合 包括尺寸公差 形状
公差和表面粗糙度
3 工艺特征 表达某一个 一组 几何
元素的加工或工艺属性 如公差 表面粗糙度
等
4 附加特征 表达零件的附加 BOM 信
息 包括零件类型 名称 图号 生产批量 材
料牌号 整体热处理方式 未标注粗糙度 设计
者 设计单位以及零件所含主特征数量等
以上特征中 形状特征和精度特征是与建模
直接相关的特征 而其它特征是 CAPP 系统选择
毛坯 下料 制定工艺的依据 是质量保证系统
制定质量检测规划的依据 特征之间的关系包
括 反映主形状特征之间的空间相互位置关系的
邻接关系 辅助特征从属于一个主特征或另一个
辅助特征构成的附属关系 描述特征类之间的关
联属性而相互引用的引用关系 不同层次之间的
继承关系等
基于特征的信息建模是为解决 CAD/CAM 集
成的需要而发展起来的一种新的产品建模方法
与传统的几何特征建模相比 它不仅能描述产品
的形状 而且同时也表达了产品的制造要求 它
是一种可为设计 分析 加工等环节自动理解的
全局型模型 并同参数化设计 尺寸驱动等设计
思想结合提供全新的设计环境 因而它符合并行
工程的要求 即在设计的同时就考虑制造的需
要 特征模型贯穿于设计 工艺规程制定 夹具
设计 NC 加工 自动检测等生命周期内的各个
过程 基于特征的信息建模过程如图 2 所示
2.2 UGNX3.0 二次开发
UGNX3.0 提供了面向对象的二次开发环境
和应用程序接口 用户在主程序中调入用于特征
创建 信息编辑的 API 函数 生成动态链接库
.DLL 程序 从而不仅可以对 UG 模型文件及相应
特征执行遍历 查询 删改等操作 还可以在UG
主界面中创建交互式应用程序 创建并管理用户
定义对象 该系统利用 UG 提供的基于特征的参
数化实体造型功能来完成特征对象的创建 在此
基础上生成通圆柱 孔 台阶 导角等特征 在
API 函数中使用 Keys 来引用实体 应用程序可
通过 Keys 来引用对象 Key 是一个持久的引用
对象 可保护应用不随对象的改变而改变 且具
有严格的层次和类型检查 Key 作为 UG/API 函
数的传递和返回参数 可被API函数所创建 检
查 存储 恢复和释放 本文以抽象基类特征为
例 定义了工艺信息交互函数
3 应用实例
以一带有直槽特征的零件为例 如图 3 所
示 讲解注塑工艺信息的附着及传递过程 首
图 2 基于特征的信息建模及信息转换
图 1 CAD 工艺信息模型
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层 对样件尺寸的增大 硼化物表现得更为明
显
3 Cr12Mo Cr12MoV 和 CrWMn 钢 在
有熔融溶液的密封箱内 采用化学热处理和常规
热处理复合工艺可以得到表面硬度 其涂层硬度
H 值 16 100 21 000MPa 心部也可以得 HRC60
碳化物涂层 和HRC55 硼化物涂层 这就可
以提高工模具的使用寿命 简化其制造工艺 降
低成本
参考文献
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先 在 UGNX3.0 环境下 进入 Modeling 模块
完成基础特征建模工作 创建Component 长方
体 创建腔 Pocket 孔特征 直槽特征
然后进入基于 UGNX3.0 二次开发的注塑工艺信
息系统 执行步骤如下
1 应用信息察看工具 infocheck 选中
零件中的直槽特征 在弹出的对话框中 系统会
缺省提取该特征的几何参数信息 如长 宽 高
以及各种非几何信息 工艺特征等 如果该特征
并不存在工艺特性 用户可以直接转信息附着过
程
2 应用信息附着工具 infoadd-in 用户
不仅可以编辑特征的几何参数 也可以编辑如粗
糙度 硬度 材料 形位公差等非几何参数 所
有的输入信息都将作为特征的绑定数据存储到统
一的后台数据库中
3 输入特征余量数据 对于直槽特征而
言 是指六面体的偏置量 系统会根据余量偏
置 创建毛坯特征
4 结论
信息建模技术是 CAD/CAM 集成的关键技术
之一 本文对基于 UGCAD 平台的信息建模技术
做了有意义的探索与实践 开发了基于 UGCAD
平台的注塑产品工艺信息系统 并成功应用于日
本某大型企业 极大地缩短了模具开发周期 取
得了很好的经济效益
参考文献
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