注塑模CAD中的模架数据管理
本帖最后由 mccad 于 2002-4-25 16:14:06 编辑注塑模CAD中的模架数据管理
吴菊林
摘自《机械设计与制造》
0 引 言
塑料注射成型是生产塑料制品的重要手段之一。在CAD技术引入注塑模设计领域后，模具设计发生了根本性的变革，同时也带来了巨大的经济效益。据国外统计，注射模采用CAD技术的比例约占所有不同模具CAD技术的75%，在我国，注塑模CAD技术也在不断地应用和推广中。
在注塑模CAD系统的建立研制过程中，对模具设计中的标准数据信息进行管理是一项重要的工作。模架是设计和制造塑料注射模的基础部件，目前已成为标准化、系列化的产品。为更好地辅助设计人员完成模架的选型与设计，避免低水平的重复劳动，可以通过建立统一的标准模架数据库来实现系统对模架数据的管理与共享。
我国对塑料注射模模架的国家标准分为《塑料注射模中小型模架》(GB/T 12556.1—90)和《大型模架》(GB/T 12555.1—90)两种，本文仅以中小型模架的标准为例。中小型模架的结构形式按品种型号分，即基本型4种，派生型9种，以定模、动模座板有肩、无肩划分，又增加13个品种，共26个模架品种。以模板的每一宽度尺寸为系列主参数，各配以一组尺寸要素，组成12个尺寸系列。按照同品种、同系列所选用的模板厚度A、B和垫板高度C再来划分每一系列的规格。另外，模架全部采用GB 4169.1-11—84《塑料注射模零件》中的11类标准零件组合而成。因此，标准模架的数据量很大。
图1为4种典型的模架结构图。
图1 4种典型的模架结构图
对注塑模标准模架数据进行管理，一般有3种方式：
(1)用程序或数组的方式来管理标准数据。适合于在程序模块的内部管理私有的、静态的、不活跃的数据。这种方式编程容易，但管理的数据量较少，数据不易共享。
(2)以数据文件的方式管理标准数据。特点是实现方便，使用效率高，但数据冗余度大，缺乏独立性，各文件对数据没有统一的管理。用户需要对文件的物理存储细节有相当的了解，增加了用户使用数据的难度。而且数据的安全性、完整性都得不到保证。
(3)采用数据库的方式。在这一方式下，数据具有较高的独立性和较少的冗余，且集合中的文件具有相互关系。
根据模架库数据的具体情况，本文研究采用的是具有参数化和智能特征的模架数据库，这样不仅使数据具有共享、独立及集中管理的数据库管理方式的优点，而且充分利用参数化的优点，使用户能够方便地对设计数据进行添加和智能修改。标准模架库实际上是一个智能化的标准模架数据库系统。
1 采用参数化方式建立和管理模架库
1.1 模架库的基本组成
在标准模架库中，模架数据实行统一、集中的管理，使数据独立于程序而存在，可以提供给不同的模块共享使用。标准模架库由标准模架数据库、标准件数据库、非标准模架数据库和标准模架索引数据库等4部分组成，它们相互间的关系可见图2。
图2 模架数据库结构图
在标准模架数据库里，存储着模架的标准信息，其中包括模架的26个品种，模架的宽度尺寸系列，不同规格的尺寸数据等。
在标准件数据库里，主要存储着组成模架的GB 4169.111—84《塑料注射模零件》中的11类标准零件的有关数据。这些零件可以分为4类：推出零件(标准推杆、标准推板、标准垫块、标准支承板)，支承与固定零件(标准模板、标准支承柱)，导向零件(标准导套、导柱)，定位与限位零件(限位钉、圆锥定位件)。
非标准模架数据库的建立是由于在生产实际应用中，标准模架的尺寸系列常常不能满足一些特定的生产要求，因而派生出了标准模架的修改类型，即非标准模架。非标准模架数据库的结构与标准模架数据库类似，不同之处是非标准模架数据库没有国家标准，而且记录了标准模架数据的修改内容，根据这一数据特点，在使用过程中，该模架可以根据用户给出的参数进行智能化的非标准模架数据生成。
标准模架索引数据库的内容最为关键，模架的标准信息量虽然很大，但不同的数据信息有共同的特点，将这些特点总结归纳出来，就是模架的参数，管理模架参数和标准信息之间数据结构关系的数据就存放在标准模架索引数据库里。具体地说，该库中存储了模架国标代号、品种、系列等数据及指向标准模架数据库的指针。
1.2 模架主参数的确定
由于标准注塑模模架的零件及结构有一定的规律，所以适宜采用参数化方法提取模架主参数。模架主参数是根据国标中对塑料模架的标记方法归纳得到的，具有一定的普遍性。
国标中的塑料模架标记方法是：
品种—系列—规格—导柱导套安装形式
如A1—180L—15—Z2，标准模架的选型依据上述4个方面，由用户给出这4个选型参数。
(1)模架品种。标准模架有基本型4种和派生型9种，共13种。如例中的A1。
(2)模架尺寸系列。这一参数决定于模板的宽度和长度。如例中的参数180L。
(3)模架规格。主要给出动、定模板的厚度和垫块的厚度。如例中的参数15。
(4)导柱导套安装的形式。正装、反装各3种类型。如例中的参数Z2。
2 模架数据库的管理
模架数据库的管理和维护是一个十分复杂的过程。这里采用的是Visual C++开发环境，VC++是当今最为优秀的Windows应用程序的开发工具之一，模架库的管理系统将数据的查询、调用、添加等数据操作通过一个友好的中文用户界面集中表示出来，用户通过选取相对应的资源选项，就可以驱动相关的事件程序对模架数据库进行管理和维护。用户对模架库的管理和维护可以用以下模块实现：
(1)在列表模块中，用户可以通过对话框的提示，将所有标准模架品种、选定模架品种的所有宽度尺寸系列、选定模架品种和宽度尺寸系列的所有规格的尺寸数据在客户区列表显示出来，系统同时配上有关视图。这一模块的设计目的是帮助用户了解数据库中的标准模架信息，方便用户使用；
(2)在查询模块中，用户可以查询标准模架品种，选定模架品种的所有某一宽度尺寸系列，以及选定模架品种和宽度尺寸系列的某一规格的尺寸数据，输出到屏幕使选中的数据在客户区列表显示出来，系统同时配上有关示意图，输出到文件将选中的数据以特定的格式存储起来，在自动生成模架时使用；
(3)在非标准模块中，可以根据用户的输入模仿标准模架的数据形式智能化地生成一套非标准模架的数据存入非标准模架数据库。这实际是使非标准模架数据库成为具有一定智能性的动态库，以满足实际生产中的需要。
在进行模架设计时，用参数化的方法，根据用户给出的参数在标准模架索引数据库中获得有关指针，进而得到一副模架的完整信息，可以选择输出的数据，生成模架数据文件，用于在有关的造型系统中生成模架三维造型图。
3 结 论
利用数据库方式管理标准模架信息，解除了设计人员查找零件目录和标准数据的繁琐工作，有更多的时间从事创造性的设计，将参数化方法引入数据库的建立和管理中，便于用户设计修改智能化的非标准模架模块，更好地满足了设计的实际需要。统一的数据模式也为后续的模架图形自动生成提供了可能。
我看如果用Inventor的话，可能要简单的多...
正在了解这方面的知识
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