本文基于SolidWorks軟件平臺開發(fā)了一套擠壓模具C A D系統(tǒng)，該系統(tǒng)將專家知識和設(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，實(shí)現(xiàn)了擠壓模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時也保證了設(shè)計(jì)質(zhì)量，加快了設(shè)計(jì)速度。
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，最終生成模具零件工程圖和模具總裝配圖。
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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。
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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。
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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。
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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)將彈出一個提示框提示用戶返回重選。確認(rèn)后右邊會出現(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。
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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實(shí)時更新。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。
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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)工程圖的自動保存，如圖7所示。
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圖7 工程圖編輯界面
(7)自動裝配模塊
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。
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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)
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圖9 系統(tǒng)輸出的工程圖
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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;” ,_7m<(/f
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