基于ug nx子午胎活络模cad系统研究与开发

郑州华信学院毕业设计 基于UG+NX子午胎活络模CAD系统研究与开发郑州华信学院本科生毕业设计（论文）题 目：基于UG+NX子午胎活络模CAD系统研究与开发指导教师： 任小中 职称： 教授 学生姓名： 张义鹏 学号： 1002130325专 业：2010级机械设计制造及其自动化院 （系）： 机电工程学院 答辩日期： 2014年06月18日 2014年06月18日摘要本文深入研究了子午胎活络模的设计理论、数学模型和有限元结构分析方法开发了基于UG NX5.0的子午胎活络模CAD系统及其辅助系统花纹线自动生成系统,对提高子午胎活络模的设计质量和效率具有重要的意义。主要研究内容与研究成果如下：（1） 研究了数学模型以及强度校核方法、子午胎活络模的设计理论，并通过ANSYS有限元软件对受力复杂的零件进行了受力分析，进一步优化模具设计尺寸；（2） 基于Access建立了子午胎活络模CAD系统数据库,该方法有效提高了子午胎活络模CAD系统数据库的实用性，开发了子午胎活络模分类和编码方法；（3） 基于UG NX开发了子午胎活络模CAD系统，该系统利用NXOpen开发工具实现CAD系统的菜单和相关对话框设计，采用表达式和程序设计法实现了子午胎活络模零部件的交互设计，实例证明该系统界面友好，便于操作，可准确实现子午胎活络模的设计；（4） 基于UG NX实现了子午胎活络模的虚拟装配过程,采用UG/Motion模块建立运动仿真模型，对子午胎活络模进行动力学、机构运动学仿真，生成视频文件并且导出了运动线图，在虚拟装配过程中对子午胎活络模进行干涉检查,保证了模具设计的正确性;验证了通过本文CAD系统生成活络模系统的可靠性和结构的合理性；（5） 提出了胎面花纹成型算法，该算法根据用户需求将平面花纹离散成点数据，通过点数据的映射将平面花纹点映射到胎面上，调用NXOpen，Net API函数将同一条花纹线的相邻两点连成线,并与轮胎轴线放样成直纹面,求解该直纹面与胎面的交线,获取胎面花纹线,实现胎面花纹线的成型;基于该算法开发了花纹线自动生成系统,实例证明该系统可快速准确完成花纹线的映射。关键词：二次开发 子午胎活络模 运动仿真 虚拟装配 花纹线自动生成系统 CAD系统IIIAbstractThis in-depth study of the meridian tire mould design theory, mathematical model and finite element structural analysis method is developed based on UG NX5.0meridian tyre adjustable die CAD system and auxiliary system - pattern automatically generated system, has important significance to improve the radial tire mould design quality and efficiency. The main research contents and results are as follows:Design theory, mathematical model and the strength check method of radial tire mould, and through the finite element software ANSYS to the mechanical parts with complicated stress analysis, further optimization of mold design dimensions;Access established the CAD system of radial tire mould based on the database,the development of radial tire mould classification and coding method, this method effectively improves the practicability of radial tire mould CAD system database;UG NX development of the CAD system of radial tire mould based on this system,using NXOpen development tools CAD system menu and dialog box design,interactive design of radial tire mould parts using the expression and the program design method, an example proves that the system interface is friendly, easy to operate, can accurately realize the design of radial tire mould the;Virtual assembly process UG NX implementation of the meridian tire mould based on, in the process of virtual assembly of meridian tire mould interference checking, ensure the correctness of the mold design; using UG/Motion module to establish the simulation model of radial tire mould, kinematics, dynamics simulation, generation of video files and are derived. Line graph, verify therationality and reliability of generating active system model structure of the CAD system;The tread pattern forming algorithm, the algorithm according to the user needs the plane pattern discrete point data, by mapping the data plane patternmapping to tread on, call NXOpen, Net API function with a pattern of adjacent linetwo line, and a ruled surface and tyre axis lofting, to solve the ruled surface andthe tread intersection, obtain the tread line, forming the tread line; the algorithmdeveloped pattern automatic generation system based on line, examples ofmapping the system can accomplish the pattern lines quickly and accurately.Keywords: sub tire mould two development CAD system virtual assembly motion simulation automatic generation system pattern line目录1 绪论11.1 引言11.2 模具CAD技术国内外研究现状11.3 模具CAD系统存在的问题及发展趋势21.4 论文的研究背景及主要内容32 子午胎活络模的设计及ANSYS有限元结构分析52.1活络模主要材料的选定52.2模具几何精度和粗糙度要求52.3活络模结构方案的确定62.4本章小结63 子午胎活络模CAD系统数据库的设计73.1 Access数据库73.2 活络模分类和编码设计73.3 活络模数据库的建立83.3.1 创建子午胎活络模数据库93.3.2 创建子午胎活络模数据表93.3.3 在子午胎活络模数据表中加入数据93.4 ADO.Net数据库接口技术103.4.1 使用对象连接数据库103.4.2 使用Command对象操作数据库103.4.3 将结果由数据库取回放置到Dataset对象中113.5 本章小结114 子午胎活络模CAD系统的开发124.1 UG NX二次开发相关技术124.1.1 UG NX二次开发工具研究124.1.2 系统开发工具选用144.2 子午胎活络模CAD系统的组成144.2.1 系统的构成及实现流程144.2.2 系统实现的功能154.3 子午胎活络模CAD系统的相关算法154.3.1 尺寸参数驱动算法154.3.2 零件二维图纸绘制技术164.4 基于UG NX的子午胎活络模CAD系统的实现184.4.1 子午胎活络模CAD系统的开发流程184.5 本章小结195 子午胎活络模的虚拟装配和运动仿真205.1 子午胎活络模零部件三维模型的建立205.2 子午胎活络模的虚拟装配205.2.1 虚拟装配过程205.2.2 装配爆炸图的生成205.2.3 子午胎活络模虚拟装配的干涉分析215.3 子午胎活络模的运动仿真215.3.1 仿真模型的建立及加载215.3.2 动态子午胎活络模工作过程运动学仿真分析225.3.3 子午胎活络模动态干涉检查235.4 本章小结236 花纹线自动生成系统研究与开发246.1 花纹块的三维造型246.1.1 子午胎结构分析246.1.2 花纹块造型过程设计256.1.3 花纹块的造型256.2 花纹映射分析266.3 胎面花纹线成型算法276.3.1 花纹点的映射算法276.3.2 花纹线的生成算法276.4 花纹线自动生成系统的实现286.4.1 系统总体结构设计286.5 本章小结29总结30致谢31参考文献321 绪论1.1 引言CAD技术是计算机科学与工程设计学科相结合形成的新兴技术，是先进制造技术的重要组成部分，是计算机在工程中最有影响的技术之一，也是提高设计水平、增强行业竞争能力、缩短开发周期的一项关键技术。采用CAD技术进行产品设计不但可以使企业由原来的串行式作业变成并行作业，建立一种全新的设计和生产技术管理机制；还可以使设计人员“甩掉图板”，更新传统的设计思想，实现设计自动化。目前在国内轮胎模具制造和加工行业，CAD技术已经被广泛的应用，具有自主软件著作权的数量解决一些生产中的问题，但一直没有得到很好的推广和使用。随着公路和汽车制造业的发展，轮胎更换的加快，人们轮胎模具的设计提出了更高的要求。目前在设计领域，如用于轮胎模具设计软件：UG NX，PRO / E，Solid Works的，等等，都是常用的设计软件，缺乏专门的模块，用于轮胎模具的设计;因此，基于轮胎模具设计的通用设计软件二次开发的特点，其本身的需求相结合，有专门的轮胎模具设计系统，以提高中国的轮胎制造技术的发展而发展具有十分重要的意义。1.2 模具CAD技术国内外研究现状（1）国外模具CAD技术研究现状计算机辅助设计2-3是指工程技术人员在人和计算机组成的系统中以计算机为辅助工具,完成产品的分析、设计、绘图等工作,并达到提高产品设计质量、降低产品成本、缩短产品开发周期的目的。广义的CAD技术除了计算机辅助设计外,还包括计算机辅助工程分析(CAE)计算机辅助制造(CAM)计算机辅助工艺规划（CAPP）和产品数据及图档管理（PDMS）。计算机辅助模具设计,国外模具CAD技术起步于20世纪60年代中后期。随着计算机软、硬件技术的发展,在计算机上绘图变为可行,模具CAD开始迅速发展4。目前,国外的模具CAD技术正向着基于并行模式发展,应用软件结构、面向对象的开发技术、产品数据管理、产品建模和智能设计以及质量检测等手段,使并行化模具CAD技术有了长足的进步3。随着网络和并行、高性能计算及事务处理的普及,协同、异地、实时仿真及虚拟设计也得到广泛应用。（2）国内模具CAD技术研究现状近几年来,我国模具CAD技术的开发和应用取得了一些成绩,国内已初步形成了二维模具CAD商品化软件市场,一些企业也引进了模具CAD系统,并取得一些效益。但与国外相比差距仍然很大。具体表现在以下几个方面3： 目前我国在CAD软件的开发方面,缺乏理论研究和算法的研究,基础薄弱,尚没有有名的理论和算法用于CAD中； 目前我国CAD系统仅仅作为绘图工具,缺乏设计方法和设计理论的指导,所开发出的模具CAD软件稳定性和可靠性差； 信息技术的广泛集成是以过程管理（PM）和产品数据管理（PDM）,为基础,实现CAD/CAPP/CAM和ERP的有机集成,我国在这方面的研究仅仅处于起步阶段,至今未出现成熟的数据库管理系统(DBMS)； 我国模具CAD技术开发创新少,仿制多,没有创新就没有竞争力。1.3 模具CAD系统存在的问题及发展趋势纵观国内外模具工业的发展,不难发现模具CAD技术是现代模具技术中最主要的组成部分,是模具设计生产的重大技术革命。早在20世纪60年代初期,国外一些汽车制造公司就开始了模具CAD的研究,这一研究始于汽车车身的设计,在此基础上复杂曲面的设计方法得到了发展各大汽车公司都先后建立了自己CAD/CAM统,并将其应用于模具设计与制造。计算机软、硬件技术的突飞猛进,为模具CAD/CAM的开发应用向更高层次的发展创造了条件6-10。（1） 模具CAD系统存在的主要问题我国的模具CAD系统的开发始于20世纪70年代末，通过引进国外先进的模具CAD系统，在消化吸收的基础上，运用AutoCAD、Pro/E、以及UG NX的二次开发功能，对模具的设计及制造开展了大量地工作，取得了良好的效果。从总体水平上看，我国模具CAD水平与国外工业发达国家相比还有很大的差距，各行业、各地在CAD技术的应用、发展上不尽一致，特别是CAD技术应用的深度和广度，仍存在着需要解决的问题，主要表现在： 我国CAD技术起步较晚，设计效率低，既懂专业又熟悉CAD/CAM的人员相对缺乏，专业人员水平较低，因而自主开发的CAD软件质量不高，自我开发能力差，设计效率低，可靠性差；标准化程度低，由于各行业各企业都有自己的标准，各模具生产厂家之间没有形成一定的设计规范，因而造成轮胎模具CAD系统的标准化程度都比较低；现有的CAD软件专业性不强，目前国内自主开发的CAD软件较少，而多数厂家引进的国外先进软件多为通用软件，没经过针对性的二次开发专用性差；开发手段比较落后，轮胎模具CAD技术的开发手段比较落后，开发的CAD系统开发周期长，可靠性、质量上难以保证。（2）模具CAD系统的发展趋势尽管我国政府历来十分重视模具CAD系统的发展，而且许多研究人员也为之付出了巨大的努力，但目前模具CAD系统的发展成果并不十分显著，尤其在模具CAD技术应用方面，这项技术的巨大潜力还没有发挥出来。解决该问题的关键是提高模具设计的质量和效率，发展趋势如下10-16：模具CAD系统的参数化：根据各种模具的总体结构，一般均具有较规范形式的特点，为各个零件的基本尺寸建立相应的参变量，在实际的几何和拓扑的基础上建立各零件要素之问的相互关系；模具零件标准化与模具结构通用化：模具零件、包括制图、设计资料和模具结构等一切有规律可寻的标准化；模具CAD系统的智能化：开发专用的模具结构设计智能化软件，将以往的制造、设计中的成功经验应用到模具设计中去，形成计算机里的智能库和知识库，生成专家系统；模具CAD系统的专业化：通过软件公司与专业模具厂进行密切合作，并且开发专用性强的模具CAD软件；模具CAD系统的集成化：在模具制造系统的开发过程中，提出“多集成”的概念，即智能集成、信息集成、串并行工作机制集成及人员集成，以适合未来制造系统发展的需求；模具CAD系统的网络化：将多台微机构成的工作站连成分布式CAE/CAD/CAM系统，该系统中客户/服务器（Client/Server）结构得到普遍采用，一台服务器可为多台工作站提供服务；模具CAD系统最优化：可以采用计算机模拟技术检验设计结果，用来排除不可行方案，然后获得较佳的设计，提高模具的可靠性。1.4 论文的研究背景及主要内容（1）课题的目的和意义很多轮胎模具企业在引入了CAE/CAD/CAM软件后，发现通用的CAE/CAD/CAM软件的功能虽然解决了他们大部分的实际需求，在一定程度上提高了制造、产品设计及管理的效率。但是很多专业的、更为具体的问题：例如，符合本企业设计用的产品数据管理（PDM）、本企业常用零件的参数化设计、产品虚拟装配的路径规划及异地产品协同设计、编制产品工艺用的计算机辅助工艺设计（CAPP）等，单靠操作UG NX是很难实现的，以至于CAE/CAD/CAM软件的应用水平不高，仅仅停留在操作层面，没有充分挖掘软件平台的潜力，浪费了很多人力和物力。在这种背景下，本课题对轮胎主流产品子午胎的硫化模具子午胎活络模的设计进行深入的研究，结合CAD软件的二次开发技术，开发了子午胎活络模CAD系统，把专业的、特殊的知识与通用的软件集成为一个满足企业实际应用的、高效的CAD系统平台，为企业在市场上的竞争提供了有力的保障。（2）论文的主要内容本文主要针对子午胎活络模CAD系统进行了研究与开发，以软件开发为主，系统采用模块化的结构。把不同系列轮胎的尺寸参数作为活络模的控制参数，并按子午胎的类型和系列对活络模进行了分类和编码，建立活络模尺寸求解数学模型；采用三维模型参数化程序法开发子午胎活络模CAD系统；对系统生成的一整套模具零部件进行虚拟装配和运动仿真利用ANSYS对结构优化，完成活络模CAD系统数据并建立数据库；针对花纹形状不易成型，复杂的特点，开发了花纹线自动生成系统，作为本子午胎活络模CAD系统的辅助系统，该系统解决了花纹映射的技术难题。论文内容框架如下图1.4所示：图1.4论文内容框架图活络模零部件数学模型，理论推导，ANSYS优化花纹线自动生成系统虚拟装配、运动仿真活络模CAD系统活络模CAD系统数据库辅助系统子午胎活络模CAD系统论文主要内容672 子午胎活络模的设计及ANSYS有限元结构分析本章主要完成子午胎活络模零部件尺寸参数的校核、设计计算和有限元结构分析，为子午胎活络模CAD系统数据库提供全套模具零件的合理尺寸参数。零部件尺寸的计算是根据客户提供的模具在硫化机上的安装尺寸、轮胎截面图和模具总高度计算分析推理得到的，其中参考了许多模具专家的设计经验。本章以规格为RB42.5H300的子午线轮胎的活络模为研究对象，进行活络模尺寸的计算、设计、校核及有限元分析。2.1 活络模主要材料的选定对于活络模，考虑到模具花纹的刻制硬度及模具强度，上环、上下侧板、上盖、底座板、花纹块、中模套等多个零件均采用45#钢。活字块一般采用Crl3材质，以防止活字块在拆装中的变形；对于工作环境比较恶劣，受力比较大，强度要求较高的零件如导向条、滑块及提升块等一般选用40Cr或45#钢。2.2 模具几何精度和粗糙度要求（1） 模具的外形尺寸按GB1031-68第十四级公差带施工验收，上、下底面的粗糙度为Ra6.3，其余为Ra12.5；（2） 模具的分型面局部间隙0.1nm钢圈分型面要低于外口分型面0.2-0.4mm粗糙度Ra3.2；（3） 花纹几何形状按样板施工验收，样板与花纹根部曲线单边局部间隙0.5mm花纹要统一，花纹间距误差按GB1804-79，第十四级双向公差生产验收；模具型腔轮廓按样板施工验收，粗糙度Ra1.6样板与工件最大局部间隙为：胎侧面其余部位局部问隙0.4mm胎顶部位Ra3.2，花纹侧面Ra6.3，车加工部位0.2mm；（4） 模体与钢圈的配合采用GB1804-79，基孔制八级公差带的动配合；（5） 模具型腔轮廓按样板施工验收，粗糙度Ra1.6样板与工件最大局部间隙为：胎侧面其余部位局部问隙0.4mm胎顶部位Ra3.2，花纹侧面Ra6.3，车加工部位0.2mm；（6） 带蒸汽套的模具粗加工后焊接，焊完后做二次退火处理；（7） 花纹高度，宽度按GB1804-79第十五级双向公差施工验收；（8） 模具花纹块内表面接口处必须研口处理，研合面宽度不小于10mm，分型面间隙采用均布四点对称压铅丝法检验；（9） 各类轮胎模具商标、字体按图纸加工，字迹清楚、排列整齐，深度允差0.5mm；（10） 模具组装后，上、下平面不平行度0.5mm；（11） 热水嘴子中心距公差为10.3mm，合模后上、下凸缘之间距公差为10.2mm；（12） 夹套式活络模必须依据受压容器检验的有关规定，进行水压实验。2.3 活络模结构方案的确定活络模按其向心机构驱动面的形式不同可分为斜平面导向式、圆柱面导向式和圆锥面导向式，目前国内使用广泛的是后两种，其不同点在于驱动活络模块径向运动并施加合模力的中套上滑面的形式，一个是圆锥面，一个是斜平面。模具结构选择需要根据具体的设计要求和模具的使用情况、安装情况具体选择本文选择斜平面导向式。2.4 本章小结本章通过理论推导，建立数学模型结合轮胎模具的设计经验，用实例详细介绍了整套模具尺寸参数的设计计算和强度校核过程，并通过ANSYS对其中关键的零部件进行有限元分析，然后进一步优化了模具结构尺寸。3 子午胎活络模CAD系统数据库的设计在对子午胎活络模关键件用ANSYS进行强度校核和优化设计后，根据优化结果调整模具零部件的尺寸，这些零件形状尺寸数据和特征位置数据是子午胎活络模CAD系统进行零件造型的基础，基于该数据建立子午胎活络模CAD系统的数据库来管理这些数据，是实现子午胎活络模CAD系统的参数化设计。3.1 Access数据库Access是微软公司推出的基于Windows的桌面关系数据库管理系统(RDBMS)是Office系列应用软件之一。它提供了表、窗体、查询、报表、宏、页、模块7种用来建立数据库系统的对象：它具有存储单一、界面友好、面向对象、操作简单及处理多种数据信息的优点，提供了生成器、多种向导、模板，把数据存储、界面设计、数据查询、报表生成等操作，为建立功能完善的数据库管理系统提供了方便，也使得普通用户不必编写代码，就可以完成大部分数据管理的任务，十分适合用来管理子午胎模具零部件的形状尺寸和特征位置数据，因此本CAD系统选择了Access作为子午胎CAD的数据源。3.2 活络模分类和编码设计本CAD系统采用的分类编码形式是“标识码，分类码 ”。目前我国国内使用的活络模只有圆锥面导向式和斜平面导向式，因此本子午胎活络模CAD系统对这两类模具进行了分类和编码设计。将斜平面导向式和圆锥面导向式作为子午胎活络模的“分类码”，“斜”字的汉语拼音“Xie”，取其首字母“X”作为斜平面导向式的简称，同理，圆锥面导向式的简称为“Y”。由于子午胎活络模整套模具尺寸是由子午胎的轮辋名义直径和子午胎的宽度来决定的，因此同一规格系列的子午胎所对应的活络模整套模具尺寸是相同的，但是它们的花纹一般是不同的，关于花纹的造型技术和方法，将在以后的内容中讲述。因此，本文采用子午胎的规格系列号来代表活络模的“标识码”，如185/70 R14 88H YS109型子午线轮胎中各数字表示的含义如下31：185：表示轮胎的宽度，单位为mm；R：表示轮胎结构表示是子午线型轮胎；70：表示轮胎的扁平率为70%；88：负荷等级（不同的厂商有不同的规定）；14：表示轮辋名义直径（无内胎轮辋14）单位为英尺；：速度标志（210km/h）。一般采用如185/70R14这种简略的表示方式，也有只用如185R14这种表示方式，还有采用RB63.5H380来表示，其中B指的是轮胎名义断面宽，单位为mm。本系统中对这些表示方式不做区分，但尽可能采用如185/70R14这种表示方法。综上所述，本CAD系统的子午胎活络模分类编码（序号）总体框架如下图3.2所示。对于同一套模具中的各个零部件采用顺序号作为此零件的代号，如斜平面导向式42.5H300系列活络模中选取底座为001号，那么底座的代码为X42.5H300-001，依次底座垫片代号为X42.5H300-002等。Y45.2H300Y185/70R14圆锥面导向式（Y）子午胎活络模CAD系统Y295/75R22.5X275/80R22.5斜面导向式（X）X11R20X63.5H380图3.2子午胎活络模CAD系统分类编码图3.3 活络模数据库的建立整个子午胎活络模除了螺栓等标准件外，还有花纹块、提升块、导向条、滑块等共计20个零件组成，这里的花纹块指的是不带花纹的光滑内表面，因为花纹是非常不规则，且复杂，每套轮胎一般花纹都不相同，因此花纹的成型需要另外开发。要实现参数化的生成除花纹外的这些零件，必须对各个零件的形状尺寸及零件上的特征位置尺寸用参数来定义，只有用这些参数能唯一的确定每一个零件时，才能在UG中有效的生成每一个零件，具体生成每一个零件所用的参数。3.3.1 创建子午胎活络模数据库创建一个子午胎活络模数据库，便于以UG NX为平台开发的子午胎活络模CAD系统，通过ADO.Net接口与该数据库链接上，实现参数化生成三维模型。运行ACCESS，建立一个空的数据库，输入名为part数据库，把它保存在自定义的目录下。3.3.2 创建子午胎活络模数据表在part数据库中选择“表”，点击使用设计器创建表，进入表的设计，下面结合“tishengkuai”（提升块），这个具体的例子来说明在“part”数据库中创建各个零件的数据表。“tishengkuai”是活络模模具中的一个关键零件。 为了能唯一确定“tishengkuai”的形状，需要用到11个参数，分别为length1、length2、hole-diamter1、hole-diamter2、wide1、wide2、P、S1、S2、height1、height2，其所代表的含义分别为：length1代表上半部的长度；length2代表下半部的长度；hole-diamter1代表下端光孔直径；hole-diamter2代表上端光孔直径；wide1代表上端宽度；P代表两孔的间距；S1代表孔的定位距离1；S2代表孔的定位距离2；height1代表整个提升块高度；height2代表下端高度。打开“part”数据库，点击“使用设计器创建表”在“字段名称”中分别输入：ID、length1、length2、hole-diamter1、hole-diamter2、wide1、wide2、P、S1、S2、height1、height2、在数据类型中如下图所示选择相应的数据类型，建立如图3-4所示的“tishengkuai”表。根据同样的方法建立其余的19个零件的数据表。3.3.3 在子午胎活络模数据表中加入数据在各个数据表中加入了对麻的数据，才能在“子午胎活络模CAD系统”中程序化的生成对应的零件。打开“part”数据库，选择“对象”中的“表”选项，点击所在的数据表，仍以“提升块”为例，点击“tishengkuai”分别在ID、length1、length2、hole-diamter1、hole-diamter2、wide1、wide2、P、S1、S2、height1、height2列中加八对应的数据，ID中填入零件的分类编码号。依据同样的方法，在其余的数据表中加入相应的数据。3.4 ADO.Net数据库接口技术微软提供各种不同的数据对象访问模型，如DAO、ADO、RDO、ADO.NET其作用就是在数据源和应用程序之间搭建一座桥梁。微软公司推出的ADO.NET是Mictosoft.NET Framework的核心组件。借助ADO.NET可以展示最新数据访问技术，这是一种高级的应用程序编程接口，可用于创建分布式的数据共享应用程序。经过分析比较，本系统选ADO.NET数据访问技术。ADO.NET数据提供程序包括Connection、Command、DataReader和DataAdapter4种对象。3.4.1使用对象连接数据库对数据库进行操作首先必须与数据库建立连接，主要是通过Connection，对象来完成，其连接过程如下图3.4.1所示：DataAdapteDatasctCommandCommection数据库图3.4.1数据库连接过程VB.NET提供了两个Connection对象，分别是SqlConnection和OleDbConnection，对于不同的数据源选择不同的对象。由于本系统采用的Access数据库，所以使用OleDbConnection。连接方式是首先建立名为MyConn的Connection对象，在使用ConnectionString， 属性来设置要连接的数据库的种类及所在位置，最后用Open方法打开数据库。3.4.2 使用Command对象操作数据库先定义Command对象，再设置属性指定对数据库的操作。Dim mycmd as new oledbCommandMycmd Command text=”select*from part”Mycmd.connection=my conn3.4.3 将结果由数据库取回放置到Dataset对象中建立一个DataAdapter对象，输入一个Command对象当作参数，或者先不输入Command对象，在稍后使用此对象的属性来建立。3.5 本章小结本章基于轮胎的规格系列型号，开发设计了子午胎活络模分类和编码方法，通过对子午胎活络模进行分类编码，便于模具数据的分类管理，详细论述了子午胎活络模CAD系统中“part”数据库的建立过程，以及ADO.Net数据库接口技术。4 子午胎活络模CAD系统的开发4.1 UG NX二次开发相关技术4.1.1 UG NX二次开发工具研究UG NX二次开发，是指在UG NX软件平台上，结合企业或用户的具体需求，为实现某种特定的功能，开发的面向企业或是用户的专用软件UG NX的二次开发有两套系统，一套为NXOpen另一套为Open基于这两套系统，提供多种开发工具和辅助模块。本系统主要运用CADCAD系统中的NXOpen.Net API结合UG NX的两个辅助开发模块MenuScript和UI样式编辑器。NX/Open；一种基于Journamation，支持多种开发语言的UG NX二次开发编程工具。它具有易学、灵活、跨版本的特点，适合用户进行更简单的开发。Journamation是NX Open框架下一个中性语言平台的合并口志化和自动化工具。它是UG NX3.0版本推出的新一代自动化工具，既具有易操作性、柔性化等多种先进智能化自动化，又兼备平台无关性和开发语言无关性的开发优势的特点，是PLM开放框架下的一种新型客户化的开发工具。用户可以选择所偏爱的语言进行程序开发，并且充分利用相应语言平台的优势，比如Java语言的跨平台特性，以及.NET的易用性。同时也保证了Java和其他开发工具比如KF的功能平行性。NXOpen的框架如下表4.1.1-1所示：NX User Interface KF NETAPI C+ JAVA API API Journaling Common API NX Core （Application+Foundation）表4.1.1-1 NX/Open框架关系图UG NX提供的辅助开发工具包括MenuScript和UI样式编辑器，介绍如下：（1）MenuScriptMenuScript的辅助开发模块，主要用于制作用户菜单。菜单脚本文件是以*.man为扩展名的文本文件。它提供了用于定义Unigraphics菜单的脚本语言，开发者可以使用该脚本修改菜单和语言定义及菜单响应的行为。在事*.man文件中指明了菜单的形式、菜单目录的名称以及所调用的程序路径和名称。但是要使用用户定义的菜单及其调用的程序被UG NX识别，则必须进行系统目录的建立和环境变量的设置。UG NX常用的环境变量都记录在安装目录下的ugii-env.dat文件中，UG NX启动时先会载入这个文件，再调用用户定义的菜单文件，建立的菜单脚本文件必须放在Startup文件夹下。（2）用户界面样式编辑器（UI样式编辑器即UIStyler）UI样式编辑器是UG NX中用来创建对话框的专用模块。主要用于对话框的制作和UG NX的参数化设计。使用UI样式编辑器的编辑工具可以生成包含文字说明文字输入（Text field）或（Ladels）数据可选按钮CADCADCADCAD，等要素的对话框。使用样式编辑器可以非常方便快捷的创建与其风格完全一致的对话框。UI样式编辑器具有许多优点，如与，具有用于对话开发的图形工具以及UG NX的外观。以前，只有在使用C+ API或Open C（用户函数）开发应用程序时才能利用UI样式编辑器的优点。基于NX5.0的增强功能允许使用所选的语言开发应用程序，并支持新的NX Open API可以选择用于应用程序的目标语言，UI样式编辑器将生成一个模板源文件以处理选定语言的对话事件。UI样式编辑器生成与平台和语言无关的对话（.dlg）文件。在选择文件一另存为时，保存样式编辑器文件对话框将显示若干新选项，为不同的语言输出模板文件，如表4.1.1-2所示。需要注意的是对话框资源文件必须放在用户目录下的Application目录中。 语言 目标API的原模板 C Open（用户函数）API C+ NX Open API Java NX Open API C# NX Open API Visual Basic.NET NX Open API表4.1.1-2样式编辑器不同语言对应的API源模板NXOpen for.Net是采用微软.NET框架进行开发的应用程序接口可以采用任何.NET兼容编程语言，通过这些API访问UG NX核心应用程序的功能，来创建高级的自动化程序。且新的日志工具也使用VB.NET语言，可采用日志系统快速生成示范代码，然后直接剪贴到自动化程序中。而且.NET框架既提供了一个艺术级的开发环境，也提供了一个巨大的可重用软件库，并且该框架是为那些希望利用在window平台的采用.NET开发的用户设计的。NX Open的.NET API的创作工具是附加的应用程序接口（API）可以采用任何.NET兼容的对象浏览器来检查自动化接口。4.1.2 系统开发工具选用NX/Open不仅克服了开发工具缺乏统一性，而且保证了各类工具是由唯一内部对象衍生，对于产品的升级以及移植都非常有利，在产品的架构上具有先进性，符合平台无关性和开发语言无关性的发展趋势。基于这一点本系统采用NX/Open对UG NX进行二次开发，采用.NET语言作为自动化平台语言，然后应用接口程序选择基于.NET框架的NXOpen for.NET。NXOpen.Net API它是一套用于微软.NET框架的API可以采用任何.NET兼容编程语言，而且包括VB.NET、Visual C#通过这些API访问UG NX核心应用程序的功能，来创建高级的应用程序。编程语言选择VB.NET编译环境为Visual Studio 2005（简称VS2005）。4.2 子午胎活络模CAD系统的组成4.2.1 系统的构成及实现流程由于轮胎形状不规则，花纹十分复杂，即使是同一子午胎系列，其花纹也可能不尽相同。所以，本系统对花纹的生成单独进行开发。子午胎活络模CAD系统构建流程如下图4.2-1所示。 三维模型参数化程序法修改表达式，更新模版Access数据库数据收集运动仿真整体装配子午胎活络模各零部件三维图子午胎活络模各零部件工程图 装配工程图图4.2-1子午胎活络模CAD系统构建流程图数据收集基本可以采用两种方法：方法一，如有成型的且经过实践检验的子午胎活络模系列尺寸参数数据可以直接存入Access数据库，以减轻数据收集的工作量；方法二，根据用户提供的轮胎图纸和设计要求来设计计算子午胎活络模各零部件尺寸，并进行ANSYS有限元结构分析，当参数设计合理后，就可以完成了一个系列的数据收集，以此方法尽可能多的收集数据，充实子午胎活络模CAD系统数据库。本子午胎活络模CAD系统采用三维模型参数化程序设计的方法实现二维工程图和三维零件的绘制。这种方法综合了表达式法和程序设计法的优点，通过表达式创建零件三维模型样板，根据程序提取的尺寸参数修改更新模板，并且生成新的零件模型。采用三维模型参数化程序设计法，实现子午胎活络模各零部件的二维工程图绘制和三维造型的流程。用户可以通过对话框方便的选取所需要的子午胎活络模系列编码，用程序通过该编码到Access数据库中搜寻相符的模具零件尺寸参数，然后调用模型样板，更新表达式生成用户所需要的模具零件图。如果需要生成二维工程图可以在视图环境中选择二维，设置好二维图纸的图幅，然后添加视图，最后生成二维工程图。本子午胎活络模CAD系统不可能涵盖所有的模具，因此本系统设计了用户自定义尺寸编辑模块。如果用户所需要的系列编码的尺寸本系统数据库中没有，那么用户可以通过用户自定义尺寸编辑对话框输入新的模具系列尺寸，如果该系列尺寸参数合法，那么系统将调入三维模型样板，更新表达式生成所需视图。本用户自定义尺寸编辑模块具有一定的容错性能，如果用户输入的尺寸不符合要求，那么系统就会自动弹出警告对话框，提示用户重新编辑尺寸输入。如果用户输入的参数合法，那么系统将自动添加尺寸参数到Access数据库，使本数据库具有很强的开放性。4.2.2 系统实现的功能子午胎活络模具整体由近四十种零部件组成，在实现其CAD系统时候，应将所有的零部件的二维工程图形、三维图形、三维装配图及二维装配图均实现，才真正意义上实现子午胎活络模的CAD系统。4.3 子午胎活络模CAD系统的相关算法4.3.1 尺寸参数驱动算法UG NX模型巾的几何对象是有序的，它们一一对应于涉及零件形体改变的每一步操作，系统根据操作的先后给出几何对象间的关系，并对零件中的所有对象分别给以对象标识。导向条模型的部分创建过程中，在程序创建UG NX对象时，可以直接得到其对象标识（tag）而不能直接得到其了对象的标识。比如在封闭直线段通过拉伸操作（Extrude）生成拉伸特征后，拉伸特征的对象标识（sxtrusion-id）就存在于用户定义的tag-t变量（sxtrusion-id）中，而拉伸特征对象的于对象的特征标识不能直接得到。这时必须通过程序进行循环判断自动获取拉伸特征上、下表面，供下一步创建孔特征时调用。NXOPEN.NET API提供了2000多个接口函数，其中建模函数约有500个，添加代码的主要工作就是合理的调用所需的函数，实现设计要求。NXOPEN.NET API编程的关键是要了解众多的API函数的使用，包括函数参数的定义、类型和函数参数的赋值。利用从对话框中获得的零件类型、规格和尺寸的相关信息，可以找到需要调用的零件模板文件，对模板零件进行参数化尺寸驱动的方法如下：（1）调用UFModl.AskExpsOfFeature（） 函数，根据特征标识获取特征中所有表达式的数量，以及特征中所有表达式标识的数组；（2）调用UFModl.AskExpsOfPare（）函数，根据部件标识获取部件中所有表达式的数量，以及部件中所有表达式标识的数组；（3）调用UFModl.EvalEXP（） 函数，根据表达式的名称计算表达式的数值；（4）调用UFModl.AskExpTagValue（）函数，根据表达式的标识获得表达式的数值；（5）调用UFModl.AskExpsOfPare（）和UFModl.AskExpTagString（）函数，根据表达式的名称获得表达式的“名称-数值”对；（6）调用UFModl.AskEx