注塑模具設(shè)計(jì)資料薈萃-注塑模零件及標(biāo)準(zhǔn)模架參數(shù)化繪圖的實(shí)現(xiàn)

1、注塑模零件及標(biāo)準(zhǔn)模架參數(shù)化繪圖的實(shí)現(xiàn)唐麗英吳崇峰王靖波(天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院,天津300222(山東省廣播電視報(bào)社,濟(jì)南250011摘要討論了基于AutoC AD2000平臺(tái),使用ObjectARX2000和Visual C+6.0等開(kāi)發(fā)工具,實(shí)現(xiàn)注塑模零件及標(biāo)準(zhǔn)模架參數(shù)化繪圖的過(guò)程。采用MFC的ODBC程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)注塑模標(biāo)準(zhǔn)零件和標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn),使參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)用更為簡(jiǎn)單方便。應(yīng)用程序利用Visual C+、MFC設(shè)計(jì)出的交互界面具有Windows風(fēng)格。關(guān)鍵詞ObjectARX參數(shù)化技術(shù)實(shí)體造型在注塑模具設(shè)計(jì)過(guò)程中,為了使模具設(shè)計(jì)人員把更多的時(shí)間和精力放在模具設(shè)計(jì)方案而不是

2、繪圖上,可以通過(guò)建立注塑模零件和標(biāo)準(zhǔn)模架的參數(shù)化繪圖應(yīng)用程序,減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,人們可利用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)和工具也不斷增加。如AutoC AD系統(tǒng)的第三代開(kāi)發(fā)環(huán)境和工具就有ObjectARX、VBA和Visual Lisp 等。選擇AutoC AD作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)不僅是因?yàn)樗耐ㄓ眯院烷_(kāi)放性,而且還因?yàn)锳utoC AD是國(guó)內(nèi)及全球用戶最多的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。作為二維繪圖軟件的代表,AutoC AD是手工二維繪圖的模擬,它提供的只是通用的輔助設(shè)計(jì)功能,如繪圖、標(biāo)注、編輯和造型等,因此,需要借助于Autodesk公司提供的二次開(kāi)發(fā)工具,豐富其功能,以滿足模具設(shè)計(jì)人員的需要。1開(kāi)

3、發(fā)工具簡(jiǎn)介在AutoC AD的二次開(kāi)發(fā)過(guò)程中,需要使用Objec2 tARX2000、Visual C+(VC+6.0、開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)連接(ODBC及M icros oft基礎(chǔ)類庫(kù)(MFC等。ObjectARX2000是Autodesk公司隨AutoC AD2000推出的功能強(qiáng)大的二次開(kāi)發(fā)工具。它使用面向?qū)ο蟮腃+應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)機(jī)制,以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(D LL的形式與AutoC AD共享地址空間,并可被AutoC AD環(huán)境直接調(diào)用。在ObjectARX2000中包含了用來(lái)開(kāi)發(fā)Au2 toC AD應(yīng)用程序、擴(kuò)充AutoC AD類和協(xié)議、創(chuàng)建與Au2 toC AD內(nèi)部命令性能相同的新命令的C+庫(kù),它比以前的

4、AutoLisp和ADS更充分地利用了AutoC AD開(kāi)發(fā)的體系結(jié)構(gòu)1。此外,它的優(yōu)勢(shì)還在于它的執(zhí)行速度,因?yàn)樗軇?chuàng)建運(yùn)行最快的AutoC AD應(yīng)用程序。ODBC包含了一組動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù),這些動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序接口,通過(guò)它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有含有ODBC驅(qū)動(dòng)程序的數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)。通過(guò)ODBC,編程時(shí)不必關(guān)心數(shù)據(jù)庫(kù)類型以及它們的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式,用同樣的ODBC數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)函數(shù)就可以對(duì)各種數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作了。MFC是C+類庫(kù)的擴(kuò)展,它提供了大量預(yù)寫類和支持碼,可以處理許多Windows編程任務(wù)。MFC中封裝了對(duì)ODBC編程的類,它們中最主要的兩個(gè)是C Database和CRecordset。M

5、FC與AutoC AD共享動(dòng)態(tài)鏈接,使用MFC可以簡(jiǎn)化程序編寫,使開(kāi)發(fā)者節(jié)省不少編碼工作。還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于,結(jié)合VC +、MFC能設(shè)計(jì)出具有Windows風(fēng)格的對(duì)話框界面。2參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與調(diào)用尺寸數(shù)據(jù)是繪圖的必要條件,對(duì)于A型頂桿、帶頭導(dǎo)套、模板等注塑模標(biāo)準(zhǔn)零部件以及標(biāo)準(zhǔn)模架,可以利用數(shù)據(jù)庫(kù)軟件Micros oft Access建立尺寸數(shù)據(jù)庫(kù)表,如圖1所示。標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)庫(kù)中除了零件的尺寸外,還應(yīng)包括零件的定位尺寸,以方便三維組裝圖的生成。再通過(guò)MFC的ODBC程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)用,用戶只需在運(yùn)行ObjectARX應(yīng)用程序之后出現(xiàn)的對(duì)話框中用鼠標(biāo)點(diǎn)擊幾下,就能輕松完成繪圖工作。參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的建

6、立與調(diào)用步驟主要有以下幾步 :圖1A型推桿的Access數(shù)據(jù)庫(kù)表收稿日期:2004203222(1使用Micros oft Access 建立標(biāo)準(zhǔn)零件和標(biāo)準(zhǔn)模架尺寸的數(shù)據(jù)庫(kù)。(2在ODBC 中登錄數(shù)據(jù)庫(kù),打開(kāi)控制面板下的管理工具,雙擊“數(shù)據(jù)源(ODBC ”圖標(biāo),在出現(xiàn)的ODBC 數(shù)據(jù)源管理器對(duì)話框內(nèi)單擊“添加”按鈕,選擇數(shù)據(jù)源驅(qū)動(dòng)程序類型是Micros ft Access Driver (3.mdb ,按“完成”后,在彈出的對(duì)話框中單擊“選擇”按鈕,選定所用數(shù)據(jù)庫(kù)文件,并在數(shù)據(jù)源名稱中輸入一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)名,按“確定”后,登錄數(shù)據(jù)庫(kù)的工作即完成,ODBC 就可以對(duì)含有ODBC 驅(qū)動(dòng)程序的Access

7、 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)了。(3在應(yīng)用程序中創(chuàng)建了參數(shù)繪圖對(duì)話框類的基礎(chǔ)上,使用ClassWizard 的AddClass 命令,一一對(duì)應(yīng)地創(chuàng)建CRecordset 類的派生類,例如為A 型推桿創(chuàng)建的CRecordset 類的派生類是C Apin 類,選取的數(shù)據(jù)源是“Data for part ”,數(shù)據(jù)庫(kù)表是“A 型推桿”。圖2是CRecordset 類的派生類結(jié)構(gòu)圖。 圖2CRecordset 類的派生類結(jié)構(gòu)圖(4利用MFC 的ODBC 程序?qū)?shù)據(jù)源的記錄集進(jìn)行滾動(dòng)、過(guò)濾及定位等操作。圖3是A 型推桿的繪圖對(duì)話框。在對(duì)話框中呈現(xiàn)的長(zhǎng)度L 是經(jīng)過(guò)程序過(guò)濾處理的,當(dāng)選擇推桿小端為12.5mm 時(shí),長(zhǎng)度下

8、拉列表自動(dòng)更新為圖1所示的第81到90條記錄的長(zhǎng)度L 值。 圖3A 型推桿的繪圖對(duì)話框3模具零件及標(biāo)準(zhǔn)模架參數(shù)化繪圖的實(shí)現(xiàn)參數(shù)化技術(shù)是C AD 技術(shù)繼曲面造型系統(tǒng)實(shí)體造型技術(shù)之后的第三次革命2,能否實(shí)現(xiàn)參數(shù)化已成為評(píng)價(jià)C AD 系統(tǒng)優(yōu)劣的重要技術(shù)指標(biāo)。參數(shù)化設(shè)計(jì)就是采用預(yù)定義的方法建立圖形的幾何約束集,利用與圖形相關(guān)聯(lián)的一組參數(shù)所形成的約束關(guān)系來(lái)確定對(duì)應(yīng)的圖形。通過(guò)分析圖形幾何模型的特點(diǎn),確定圖形的主要參數(shù)及各個(gè)尺寸之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,并通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)圖形的繪制。AutoC AD 本身不具備參數(shù)化功能,但可借助ObjectARX 實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪圖功能。程序調(diào)用的參數(shù)數(shù)據(jù)可直接從參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)入或通過(guò)用戶

9、手工輸入。在AutoC AD 中,圖塊被當(dāng)成一個(gè)整體來(lái)對(duì)待,從而簡(jiǎn)化操作。應(yīng)用程序中的零件圖均以圖塊的形式建立,可以插入到用戶指定的位置。不僅可以大大減少重復(fù)的繪圖工作,提高繪圖質(zhì)量和速度,而且還可以節(jié)省圖形文件所占的磁盤空間。注塑模零件的二維繪圖程序提供了尺寸標(biāo)注和指定圖形比例的功能。在用MFC 創(chuàng)建的對(duì)話框中,以位圖形式顯示零件的結(jié)構(gòu)示意圖,并用L 、D 、d 等符號(hào)標(biāo)明尺寸,使用戶一目了然,這對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)零件來(lái)說(shuō)是非常必要的。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)零件,用戶只需用鼠標(biāo)選擇下拉列表框中的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)庫(kù)指針就會(huì)自動(dòng)指向所選記錄,當(dāng)用戶點(diǎn)擊繪圖按鈕后,在屏幕上就會(huì)顯示采用該記錄數(shù)據(jù)繪制的圖形;而對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)零件,

10、則需要用戶根據(jù)示意圖的提示,輸入零件各部分尺寸。圖4是標(biāo)準(zhǔn)零件參數(shù)化繪圖流程圖。圖4標(biāo)準(zhǔn)零件的參數(shù)化繪圖流程圖AutoC AD 提供的三維造型包括線框模型、表面模型和實(shí)體模型三種模型。其中三維實(shí)體具有體的特征,能夠較全面地反映形體的物理特性。在機(jī)械C AD 中,利用實(shí)體造型技術(shù),用戶不僅可以通過(guò)并、交、差等布爾運(yùn)算生成所需的機(jī)械零部件模型,而且還能夠?qū)π误w進(jìn)行剖切生成剖視圖以進(jìn)行體積、重心和慣性矩等物性計(jì)算和分析,進(jìn)而在實(shí)體模型的基礎(chǔ)上生成數(shù)控加工(NC 代碼3。在ARX 應(yīng)用程序中,是通過(guò)直接生成數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象及調(diào)用AcDb3dS olid 類的成員函數(shù)來(lái)進(jìn)行實(shí)體造型。注塑模標(biāo)準(zhǔn)零件中的墊塊、推

11、板和模板等板類零件,可以用兩種方法生成三維實(shí)體。第一種創(chuàng)建方式是調(diào)用AcDb3dS olid類的成員函數(shù)createBox(;第二種方法是在封閉的二維多段線的基礎(chǔ)上,按給定高度擠出。而標(biāo)準(zhǔn)零件中的A型推桿、導(dǎo)套、導(dǎo)柱和限位釘?shù)群头菢?biāo)準(zhǔn)零件中的頂管等回轉(zhuǎn)體類零件,可以在封閉的二維多段線的基礎(chǔ)上按指定軸旋轉(zhuǎn),從而生成所要的三維實(shí)體。以下是生成頂管三維實(shí)體的程序段(由于篇幅所限,部分省略。圖5為程序運(yùn)行結(jié)果。/頂管三維實(shí)體生成程序段/v oid CHtguan:DrawG uan3d(AcDb3dS olid3p3dObj=new AcDb3dS olid;AcG eP oint2dArray pt

12、2d;pt2d.setLogicalLength(10;/分析零件結(jié)構(gòu),確定二維坐標(biāo)點(diǎn)AcG eVector3d normal(0.0,1.0,0.0;AcDbP olyline3poly=new AcDbP olyline;for(int i=0;i<10;i+poly->addVertexAt(i,pt2di,(i=3?0. 4:0,0,0;poly->setClosed(Adesk:kTrue;poly->setNormal(normal;AcDbVoidPtrArray lines,regions1;lines.append(v oid3poly;AcDbReg

13、ion:createFromCurves(lines,regions1;AcDbRegion3pRegion1=AcDbRegion:cast(AcRxObject3regions10;AcG eP oint3d axisP oint(0,0,0;AcG eVector3d axisDir(0,0,1;if(Acad:eOk=p3dObj->rev olve(pRegion1,axisP oint,axisDir,233.14159265358979323846AcDbBlockT able3pBlockT able;acdbH ostApplicationServices(->w

14、 orkingDatabase(->getBlockT able(pBlockT able,AcDb:kF orRead;AcDbBlockT ableRecord3pBlockT ableRecord;pBlockT able->getAt(AC DB-M ODE L-SPACE, pBlockT ableRecord,AcDb:kF orWrite;pBlockT able->close(;AcDbObjectId entityId;pBlockT ableRecord->appendAcDbEntity(entityId,p3dObj;pBlockT ableRe

15、cord->close(;p3dObj->close(;delete pRegion1; 圖5頂管的三維線框圖實(shí)現(xiàn)三維標(biāo)準(zhǔn)模架參數(shù)繪圖的過(guò)程比實(shí)現(xiàn)三維零件圖的過(guò)程復(fù)雜得多。三維標(biāo)準(zhǔn)模架參數(shù)繪圖的實(shí)現(xiàn)不僅要考慮各模板和推板、墊塊等的三維尺寸(長(zhǎng)度、寬度及厚度,還要考慮這些板類零件的空間位置。此外,為了方便其它零件(如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿、螺釘?shù)仍谀＜苌系难b配,還需確定這些板類零件上與其它零件配合的孔(如導(dǎo)柱孔、導(dǎo)套孔、復(fù)位桿孔、螺釘孔等的大小、外形尺寸與空間位置,所涉及的參數(shù)很多,數(shù)據(jù)記錄龐大,為此筆者建立了兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)的查詢與調(diào)用。三維標(biāo)準(zhǔn)模架繪圖程序的主要步驟為:

16、(1生成板的三維圖形;(2生成打孔用的特征實(shí)體;(3調(diào)用克隆命令復(fù)制已生成的打孔特征;(4使用布爾差運(yùn)算對(duì)板件挖孔。此外,還需要使用三維幾何變換,使實(shí)體在指定位置生成。以下是程序關(guān)鍵語(yǔ)句。AcDb3dS olid3p3dObj92-1=AcDb3dS olid:cast (p3dObj92->clone(;/克隆p3dObj9->b ooleanOper(AcDb:kBoolSubtract, p3dObj92-1;/布爾差運(yùn)算m oveBy.set(0,0,m-xlset.m-A1/2+m-xlset.m-C;/設(shè)置新坐標(biāo)系原點(diǎn)mat.setC oordSystem(m oveB

17、y,x,y,z;/三維幾何變換矩陣p3dObj9->trans form By(mat;/將生成的三維實(shí)體按三維幾何變換矩陣進(jìn)行變換G B/T12556.1-1990規(guī)定的塑料注塑模中小型模架的基本型組合是以直接澆口(包括潛伏澆口為主,分為A1型、A2型、A3型、A4型4種。圖6為A4型模架示意圖。A4型模架為推件板推制件,定模、動(dòng)模模板均為二模板組成,中間有推件板4。圖7為標(biāo)準(zhǔn)模架選擇和自動(dòng)生成對(duì)話框。通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)模架選擇和自動(dòng)生成對(duì)話框中指定標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào)、系列(寬度、周界尺寸(長(zhǎng)度及規(guī)格(模板、墊塊厚度系列編號(hào),就能自動(dòng)生成三維準(zhǔn)模 1定模座板;2定模板;3推件板;4動(dòng)模板;5支撐板;

18、6墊塊;7動(dòng)模座板;8推桿固定板;9推板圖6A4型模架示意圖 圖7標(biāo)準(zhǔn)模架選擇和自動(dòng)生成對(duì)話框 圖8自動(dòng)生成的標(biāo)準(zhǔn)模架動(dòng)模一側(cè)的三維消隱圖架。圖8是自動(dòng)生成的標(biāo)準(zhǔn)模架動(dòng)模一側(cè)的三維消隱圖。A4型號(hào)、系列和周界尺寸均為100mm ,規(guī)格為1。4繪圖環(huán)境的設(shè)置使用圖層是AutoC AD 代替紙和筆繪圖的主要優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)行ARX 應(yīng)用程序之后,系統(tǒng)自動(dòng)為用戶創(chuàng)建了直線層、虛線層、點(diǎn)劃線層以及標(biāo)注層,同時(shí)裝載對(duì)應(yīng)的線型,使用戶能方便地控制顯示或打印圖形的某個(gè)特定部分,還可以關(guān)閉那些不需要或不希望打印的圖層。此外,應(yīng)用程序還設(shè)計(jì)了圖幅選擇及明細(xì)欄繪制的對(duì)話框,只要輸入需填文字,就能立刻在用戶指定的位置出現(xiàn)所

19、選定圖幅的明細(xì)欄。5結(jié)語(yǔ)ObjectARX 功能強(qiáng)大,利用AutoC AD 的開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu),可直接訪問(wèn)AutoC AD 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)和圖形系統(tǒng),定義本地命令。運(yùn)用ODBC 可實(shí)現(xiàn)與外部數(shù)據(jù)庫(kù)Access 的連接,使數(shù)據(jù)庫(kù)操作簡(jiǎn)單方便。利用Visual C +、MFC 可以設(shè)計(jì)出更為人性化的人機(jī)交互界面。利用參數(shù)化技術(shù)可以極大地提高結(jié)構(gòu)較為固定、僅尺寸發(fā)生變化或只有局部結(jié)構(gòu)變化的一族零件的設(shè)計(jì)效率,減少設(shè)計(jì)人員繁瑣的重復(fù)性工作。ObjectARX 應(yīng)用程序結(jié)合了MFC 、ODBC 及參數(shù)化技術(shù),使用效果良好,非常方便、快捷和準(zhǔn)確。參考文獻(xiàn)1邵俊昌,李旭東.AutoCAD ObjectARX 20

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