（机械制造及其自动化专业论文）中央饰罩注塑模具结构设计系统开发.pdf

c l a s s i f i e di n d e x ：t p 319 7 d i s s e r t a t i o nf o rm a s t e rd e g r e ei ne n g i n e e r i n g d e v e l o p m e n to fi n j e c t i o nm o u l d s t r u c t u r ed e s i g ns y s t e mo f c e n t e ra do r n i n gco v e r c a n d i d a t e ： s u p e r v i s o r ： a c a d e m i cd e g r e e a p p l i e d f o r ： s p e c i a l t y ： s h a n gl i n g y u n p r o f x ul i m a s t e ro fe n g i n e e r i n g m a c h i n e r ym a n u f a c t u r i n ga n d a u t o m a t i o n d a t eo f0 r a le x a m i n a t i o n2 m a r c h 2 0 0 7 u n i v e r s i t y ： h a r b i nu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n d t e c h n o l o g y 哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文中央饰罩注塑模具结构设 计系统开发，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间、 独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包 含他人己发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集 体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。 作者签名：南舅、；日期：2 0 0 7 年j 月，媚 哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书 中央饰罩注塑模具结构设计系统开发系本人在哈尔滨理工大学攻读 硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔 滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全 了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有 关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工 大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或 部分内容。 本学位论文属于 保密团，在2 年解密后适用授权书。 不保密口。 ( 请在以上相应方框内打) 作者签名：两吝、云 日期：2 0 0 7 年；月心日 l、 导师签名： 子、乃 日期：2 0 0 7 年弓月【姻 中央饰罩注塑模具结构设计系统开发 摘要 设计不同类型的中央饰罩及其注塑模具，需要在原有模具基础上不断反 复修改，以达到最佳设计效果。修改过程十分烦琐，它花费了工程师大量的 时间和精力。本系统为了帮助工程师简化设计过程而开发，使其能够使工程 师从烦琐的设计工作中解脱出来。 本系统基于p r o e n g i n e e r ，其中包括：中央饰罩和型腔尺寸设计模 块、模架尺寸设计模块、工程图自动生成模块、自动装配及模具估价模块。 这些模块用p r o e n g i n e e r 二次开发软件p r o t o o l k i t 与v c + + 6 0 相结合 开发而成。 其中，中央饰罩、型腔及模架尺寸设计模块是根据p r o t o o l k i t 参数 驱动功能丌发的。利用此模块，可以在v c 开发出的用户界面直接输入零件 尺寸值，进行模型再生，就可以得到新的三维零件模型。 工程图自动生成模块，其功能是：将已经修改好的模具三维零件图快速 生成符合国家标准和企业标准的二维工程图。 中央饰罩模具类型不同，每设计一种类型，工程师都要把零件图组装成 装配图，以便观察整体装配情况。工程师每次装配都要花费很多精力，自动 装配模块能快速而准确的将三维零件模型组装成装配图，帮助工程师节省装 配时间。 当所有模具零件都设计并装配完成后，调用模具估价模块，它能根据制 件设计条件帮助工程师快速估算出模具生产成本，让工程师对模具生产成本 有所了解，以便更好的对此模具进行设计。 本系统模块这几项功能，是p r o t o o l k i t 二次开发功能的典型代表。 目前，我国c a d 软件二次开发技术在实际生产中应用不多，本系统的开 发，把理论与实践相结合，为我国c a d 二次开发事业做出了一份贡献。 关键词模具；二次开发；p r o t o o l k i t ；中央饰罩 a b s t r a c t f o rd e s i g n i n gd i f f e r e n tt y p e so fc e n t e ra d o r n i n gc o v e t sa n dt h e i ri n je c t i o n m o u l d s ，d e s i g n e r ss h o u l dm o d i f yt h eo r i g i n a lm o u l d ss e v e r a lt i m e sf o rg e t t i n g t h eb e s td e s i g n t h i sjo bi ss oc o m p l e xt h a t ，i tc o s t sd e s i g n e r sa m o u n t so ft i m e a n de n e r g y t h es y s t e mi nt h i st h e s i si sd e v e l o p e df o rh e l p i n gd e s i g n e r st o p r e d i g e s tt h ed e v i s i n gp r o c e s sa n dr e l e a s et h e mf r o mt h ec o m p l e xd e s i g nw o r k t h i ss y s t e mi s d e v e l o p e db y c o m b i n e dt h ep r o e n g i n e e r s e c o n d a r y d e v e l o ps o f t w a r ep r o t o o l k i ta n dv c + + 6 0 ，w h i c hc o n s i s t so fc e n t e ra d o r n i n g c o v e ra n dm o u l dc a v i t yd i m e n s i o nd e s i g nm o d u l e ，m o u l d b a s ed i m e n s i o nd e s i g n m o d u l e ，a u t o m a t i c a l l yg e n e r a t i n ge n g i n e e r i n gd r a w i n gm o d u l ea n da u t o m a t i c a l l y a s s e m b l i n ga n dm o u l de v a l u a t i o nm o d u l e c e n t e ra d o r n i n gc o v e r ，m o u l d c a v i t y a n dm o u l d - b a s ed i m e n s i o nd e s i g n m o d u l e sa r ed e v e l o p e db yu s i n gt h ep a r a m e t e rd r i v ef u n c t i o no fp r o t o o l k i t u s i n gt h e s em o d u l e s ，u s e r s c a ni n p u tt h ep a r td i m e n s i o ni nt h ei n t e r f a c e d e v e l o p e db yv ca n dr e g e n e r a t et h em o d e lt og e tan e w3dp a r tm o d e l t h ef u n c t i o no ft h ea u t o m a t i c a l l yg e n e r a t i n ge n g i n e e r i n gd r a w i n gm o d u l ei s g e n e r a t i n g 2 d e n g i n e e r i n gd r a w i n ga c c o r d i n gw i t h n a t i o n a ls t a n d a r do r e n t e r p r i s es t a n d a r db a s e do nt h em o d i f i e d3 dp a r tm o d e lo fm o u l d s f o rt h ed i f f e r e n tt y p e so fc e n t e ra d o r n i n gc o v e rm o u l d s ，w h e nd e s i g n i n ga n e wt y p e ，e n g i n e e r sm u s ta s s e m b l ep a r td r a w i n g st oa s s e m b l i n gd r a w i n g st o o b s e r v et h ew h o l ec o n d i t i o n t h a tc o s t st h e mt o om u c ht i m ea n d e n e r g y a u t o m a t i c a l l ya s s e m b l i n gm o d u l ec a ns a v et h ea s s e m b l yt i m eo fe n g i n e e r sb y g e n e r a t i n ga s s e m b l i n gd r a w i n g sf r o m3dp a r td r a w i n g sf a s ta n dc o r r e c t l y a f t e ra l lt h em o u l dp a r t sw e r ed e s i g n e da n da s s e m b l e d ，m o u l de v a l u a t i o n m o d u l ec a nh e l pe n g i n e e r s f l e e t l y e v a l u a t em o u l dc o s ta c c o r d i n gt od e s i g n c o n d i t i o n st om a k et h e ma c q u a i n tt h e m s e l v e sw i t hm o u l dc o s ti no r d e rt od e s i g n i i - 哈尔滨理t 大学t 学顾十学位论文 t h em o u l d sb e t t e r t h ef u n c t i o n sa b o v eo ft h i s s y s t e m a r et h e t y p er e p r e s e n t a t i o no f p r o t o o l k i ts e c o n d a r yd e v e l o p m e n tt e c h n o l o g y n o w a d a y s ，t h e r ea r ef e w a p p l i c a t i o n so fc a ds o f t w a r es e c o n d a r yd e v e l o p m e n tt e c h n i q u ei np r a c t i c a l p r o d u c t i o n t h ed e v e l o p m e n to ft h i ss y s t e mc o m b i n e st h e o r ya n dp r a c t i c ea n d m a k eac o n t r i b u t i o nt ot h ec a r e e ro fc a ds o f t w a r es e c o n d a r yd e v e l o p m e n to fo u r c o u n t r y k e y w o r d sm o u l d ；s e c o n d a r yd e v e l o p m e n t ；p r o t o o l k i t ；c e n t e ra d o r n i n g c o v e r i i i 哈尔滨理丁大学t 学硕1 j 学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i 第l 章绪论1 1 1 注塑模具c a d 概述l 1 2 注塑模具c a i ) 技术的应用1 1 3 注塑模具c a d 国内外发展状况2 1 3 1 国外发展状况2 1 3 2 国内发展状况3 1 4 国内注塑模具设计软件存在的问题3 1 5 注塑模具c a d 技术发展趋势4 1 6 课题提出背景6 1 7 课题主要内容6 第2 章系统开发环境设置8 2 1p r o e n g i n e e r 二次开发工具选择8 2 2p r o t o o l t 开发环境设置9 2 2 1p r o t 0 0 l t 测试1 0 2 2 2p r 0 t o o l k i t 工作模式选择10 2 2 3 编写注册文件及程序注册1 1 2 3v c 环境设置1 2 2 3 1 创建p r o t o o l k i t 应用程序1 2 2 3 2 库文件路径设置。1 4 2 3 3 包含文件和库文件设置1 4 2 3 4 连接文件设置1 4 2 3 5 编写开发程序框架。1 6 2 4 本章小结1 7 第3 章中央饰罩模具设计系统开发18 3 1 系统总体设计流程1 8 3 2 系统菜单设计19 3 2 1 菜单技术19 哈尔滨理工人学t 学硕：i ：学位论文 3 2 2 编写信息文件2 0 3 2 3 系统菜单的实现2 0 3 3 模具尺寸驱动模块设计2 2 3 3 1 参数设计必要性2 2 3 3 2 参数对象和参数值2 4 3 3 3 参数值的操作函数2 6 3 3 4 参数访问函数。2 7 3 3 5 实体尺寸修改2 8 3 3 6 模具尺寸驱动设计实例2 8 3 4 模具自动装配模块设计31 3 4 1 自动装配必要性31 3 4 2 确定元件约束3 2 3 4 3 确定元件装配路径对象3 3 3 4 4 自动装配实现方法3 4 3 5 模具自动工程出图模块设计3 5 3 5 1 自动工程出图必要性。3 5 3 5 2 工程图环境设置3 6 3 5 3 工程图页面创建3 6 3 5 4 视图的创建与显示3 7 3 5 5 工程出图实例3 8 3 6 模具价格估算模块设计3 9 3 6 1 模具估价必要性3 9 3 6 2 估价流程3 9 3 6 3 自动检索功能的实现4 l 3 7 本章小结4 2 第4 章中央饰罩模具设计系统应用4 3 4 1 调整中央饰罩尺寸4 3 4 2 调整型腔尺寸4 3 4 3 调整模架零件尺寸4 4 4 4 模具快速装配4 5 4 5 模具零件快速工程出图4 6 4 6 模具价格估算4 6 4 7 本章小结4 8 哈尔滨理t 大学t 学硕上学位论文 结j 沦：4 9 参考文献、5 0 攻读学位期间发表的学术论文。5 3 致 射：5 4 哈尔滨理t 大学t 学硕i j 学位论文 1 1 注塑模具c a d 概述 第1 章绪论 c a d 即计算机辅助设计( c o m p u t e ra i d e dd e s i g n 以下简称c a d ) 技术产生 予本世纪5 0 年代后期发达国家的航空和军事工业中，作为先进制造技术的重 要组成部分，它是计算机技术在工程设计、机械制造等领域中最有影响的一项 高新应用技术。是一种依靠计算机硬件、软件系统来辅助设计人员完成产品 设计的方法和技术，包括设计、绘图、工程分析等设计活动。 随着工程技术的需要和材料科学的不断发展，塑料制品越来越受到人们的 青睐，“以塑代木、以塑代钢”的趋势越来越明显。塑料作为新型的合成材 料，由于重量轻、耐水、耐化学腐蚀、外形美观、制造及安装方便，广泛应用 于国民经济的各部门。塑料制品的大量使用推动了c a d 技术在塑料行业的不 断发展，同时注塑模c a d 的各个单项功能的研究成果也十分突出，研究的范 围从注射机的选择、塑料品种的选择、模具各个部件的设计到模具价格评估无 所不包| 2 i 。随着实体造型技术、尤其是近十年来特征造型技术的日益成熟，各 种通用的三维造型商品化图形软件的推出，注塑模c a d 软件不断被推向市 场。 1 2 注塑模具c a d 技术的应用 塑料注塑成形生产包括塑料产品设计、模具结构设计、模具加工制造和模 塑生产等几个主要方面，它需要产品设计师、模具设计师、模具加工工艺师及 熟练操作工人协同完成，它是一个设计、修改、再设计的反复迭代、不断优化 的过程。 塑料制品应根据使用要求进行设计，同时要考虑塑料性能的要求、成形的 工艺特点、模具结构及制造工艺的要求、成型设备、生产批量、生产成本以及 外形的美观大方等各方面的要求。基于特征的三维造型软件为设计师提供了方 便的设计平台、强大的编辑修改功能和曲面造型功能。逼真的显示效果使设计 者可以自如地表达自己的设计意图，真正做到所想即所得，而且制品的质量、 体积等各种物理参数一并计算保存，为后续的模具设计和分析打下良好的基 l ：学位论文 制品的形状、精度、大小、工艺要 求和生产批量来决定，它包括型腔数目及排列方式、浇注系统、成形部件、冷 却系统、脱模机构和侧抽芯机构等几大部分，同时要尽量采用标准模架。c a d 技术在注塑模中的应用主要体现在注塑模结构设计中。由于注塑模具结构复 杂，模具开、合模运动仿真要求各部件运动自如、互不干涉，且对模具零件的 顺序动作、行程有严格的控制。运用c a d 技术可对模具开模、合模及制品被 推出的全过程进行仿真，从而检查出模具结构设计的不合理处，并及时更正， 以减少修模时间。模具c a d 系统从根本上改变了传统模具生产方式及流程。 采用几何造型技术，塑料制品一般不必进行原型试验，制品形状能逼真地显示 在计算机屏幕上，借助于弹性有限元软件可以对制品的力学性能进行预测。采 用模具c a d 软件，自动绘图能够取代人工绘图，自动检索能够代替查阅手 册，快速分析能够取代手工计算。模具设计师们可以从繁重的绘图和计算中解 放出来，集中精力从事注入方案构思和结构优化等创造性工作，从而大大的缩 短了制模时间，也提高了模具加工精度b 1 。 1 3 注塑模具c a d 国内外发展状况 1 3 1 国外发展状况 近些年来，国外注塑模c a d 技术迅猛发展，并且十分注意向实用化方向 发展，推出了一些具有代表性的高水平注塑模c a d 系统软件。 美国c o m e l l 大学k k w a n g 教授领导的注塑成型研究计划( c i m p ) ，并 开发了用于注塑模c a d 的三维造型系统| 5 l 。 美国c r a t e k 公司的注塑模c a d c a m c a e 系统，包括三维几何形状描 述软件o p t i m o l d i i i ，二维注塑流动分析软件s i m u f l o w ，三维有限元流动 分析软件s i m u f l o w3 d ，冷却分析软件s i m u c o o l ，标准模架( 美国d i m e 标准) 选择软件t i m o l d 等部分。 美国和意大利的p l a s t i c s & c o m p u t e ri n 。公司的t m c o n c e p t 专家系统， 包括材料选择m c m s 、注塑工艺条件和模具费用优化m c m c o 、注塑流动分 析、型腔尺寸设计m c c s e 和模具传热分析m c m t a 等功能模块。 s o l i d w o r k s 公司推出的i m o l d 插件提供给模具设计者一系列必要的工 具。在s o l i d w o r k s 界面罩，通过它可以在一个装配方案中进行包括设计方案管 任何类型的产品 发了相应的模具 型功能，尤其是 品；方便的模具 分型面、镶块、滑块以及销的建立工具，强大的模具成型零件自动生成以及充 模、开模仿真等功能；标准模架库品种齐全，结构简单；典型结构、标准零件 库添加更加方便；非标准零件造型和装配简单实用。 1 3 2 国内发展状况 我国对注塑模c a d 技术的研究与应用起步较晚，目前还只是处于发展阶 段，还不十分成熟，但国内某些院校致力于注塑模具c a d 的研究，他们已经 取得了很大的成果。 主要研究成果有：。华中科技大学开发的注塑模c a d c a e c a m 集成系统 h s c ，他们推出了注塑模c a d c a e c a m 系统，该系统包括塑件模型输入、 流动分析、冷却分析、型腔强度和刚度校核以及模具结构的参数化设计等功 能；浙江大学基于u g 系统开发出精密注塑模c a d c a m 系统，利用特征反转 映射实现了型腔模型的快速生成f 6 1 ；上海交通大学开发的智能c a d c a m c a e 系统，在p r o e n g i n e e r 软件平台上构建了m b r 智能注塑模具设计系统1 7 1 ； 北航海尔软件有限公司研制的注塑模c a d c a m c a e 系统，具有塑料产品线 框造型、曲面造型、分析模拟和数控仿真与数控加工程序生成等功能；合肥工 业大学研制出的微机注塑模c a d 系统i p m c a d 等。还有一些单位也有喜人的 研究成果，虽然有了一些成果，但这些软件的实用性、可靠性、稳定性还不算 好，因此还没有能力形成真正的商业化、实用化的软件。总的来讲我国的注塑 模c a d 仅仅处于开发使用初期，目前还是以软件引进为主。 1 4 国内注塑模具设计软件存在的问题 目前针对于注塑模具设计的软件还存在着如下一些问题，这些问题需要我 们在今后的实践中不断完善和改进。 1 开发平台问题目前世界上的专用注塑模具c a d 软件主要有两种丌发 方式：一种是以c a d 软件为平台进行二次开发，一种是自主开发绘图平台， 并在此基础上开发注塑模具c a d 。两种开发方式都有不足之处。第一种开发 哈尔滨理_ t 大学t 学硕i ：学位论文 方式需要一个绘图软件平台如u g 、p r o e n g 烈e e r 等，这些平台价格昂贵。 另一种开发方式是自己直接开发出带绘图功能的软件平台，然而由于国内绘图 平台水平较低，尤其是三维平台，这样开发出来的软件功能教差，而导致应用 效果不显著。一种软件的同时必须引用其平台，而它的平台多是u g 、 p r o e n g i n e e r 等高端软件，价格昂贵，这样导致引入的成本过高，不利于推 广；第二种软件由于绘图平台自主开发，而国内的绘图平台水平较低，尤其是 三维平台，最终导致开发的软件功能较差，因而影响了其推广和应用效果； 2 标准规范不统一由于各行业有各行业的标准，各企业也有各企业的标 准，各模具生产厂家之间没有形成统一的设计、制造规范，这就要求注塑模具 c a d 有比较高的柔性，而现在的注塑模具c a d 软件还不能满足此要求： 3 实用性差目前国内研制的注塑模具c a d 的实用性差，还处在试用阶 段，很不成熟，人机界面不能满足多种用户的要求，国外的同类软件虽然比较 成熟，但是它是针对国外注塑模具设计而开发的，很多地方不适合我国注塑模 具设计要求，例如设计过程中用到的标准件库和模架库不符合我国国标的要 求，使它们的实用性大大降低； 4 智能化程度低现在国外比较成型的注塑模具设计软件，仍然停留在计 算机辅助设计的阶段，全部工作都是人机交互完成，智能化程度很低，所以对 专家的依赖性很强，不利于推广旧1 。 1 5 注塑模具c a d 技术发展趋势 目前，注塑模c a d 技术的应用已经非常普遍。公司之间模具订货所需的 塑料制品己广泛使用电子文档，能否接受电子文档的模具c a d c a m 系统己成 为模具企业生存的必要条件。建立通用化、实用化的注塑模c a d c a m 系统， 是国内外有关机构研究和开发的主攻方向。一个理想的注塑模c a d 系统应朝 以下几个方向发展1 9 1 ： 1 c a d 稳健地向简化和自动化的方向发展，这使该技术可以适合机械设 计以外的众多应用。另外，对于某一个应用c a d 技术的单位来讲，随着c a d 技术及相关技术的发展成熟，需要从整体的角度来考虑这项技术的发展。从制 造业的信息化角度来看，c a d 的广义概念包括c a d c a e c a m c a p p 技术的 集合，利用基于网络的c a d c a e c a m c a p p 集成技术，实现真正的全数字化 设计与制造。 2 采用集成技术在设计c a d 软件时必须强调多方面集成的概念，即信息 哈尔滨理丁人学t 学硕i j 学位论文 行工作机制集成及人员集成，这更适合未来制造系统的 括数字化建模、产品数据管理、过程协调与管理、产品 数据交换、c a x 工具、d f x 工具等。 3 采用并行技术并行工程的方法要求产品开发人员在设计的初始阶段就 考虑产品的整个生命周期，从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括质 量、成本、进度计划和用户需求等。注塑模的设计和制造过程比较复杂，且模 具本身又是生产其它零件的一种工艺设备。塑料制品结构、性能要求基本上决 定了模具的结构与成本，而模具的设计又决定了模具的制造过程。当采用一幅 模具生产某一制品零件，模具设计的好坏将决定零件生产成本的高低。所以零 件设计、模具设计、模具制造三个过程相互制约、相互影响，在产品零件设计 时，就应综合考虑模具设计与模具制造的过程，在模具设计时就应综合考虑其 设计方案对模具制造成本以及零件生产过程、零件生产成本所造成的影响。 4 采用人工智能( a i ) 技术当前，注塑的模设计和制造在很大程度上依靠人 的经验和直觉，仅凭有限的数值计算功能，系统无法为用户提供符合实际情况 的正确结果。要从根本上提高注塑模c a d c a m 系统的自动化程度，提高设计 效率和设计质量，人工智能技术必不可少。基于知识的智能化”0 1 功能现己成为 衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。 5 与网络技术紧密结合网络技术包括硬件与软件的集成实现，各种通讯 协议及制造自动化协议，信息通讯接口，操作系统控制策略等。随着网络技术 的发展，注塑模c a d c a m 系统将在网络化和协同设计等方面迅猛发展，实现 高度的信息共享、异地同步设计和网上虚拟制造1 。目前，基于网络的注塑模 c a d 集成化系统已经开始使用。 6 系统柔性化注塑模的设计制造与企业环境( 包括企业标准、设方法、设 计经验与加工条件等) 密切相关，这就要求注塑模c a d 系统能适应不同的企业 环境。因此，系统必须具有柔性，在物体的表示方式和信息的描述方法上取得 一致，在硬件、软件、接口、数据格式、存储和信息传递方面相互兼容，即向 国际通用标准靠拢，使系统独立于硬件，便于移植。这样，用户就能根据需要 来配置与企业相关的标准、设计方法，建立本企业的模具标准件和典型结构 库。 7 三维设计与三维分析相结合在注塑模结构设计中，传统的方法是采用 二维设计，即先将三维制品几何模型投影为若干二维视图后，再按二维视图进 行模具结构设计。这种沿袭手工设计的方式已不能适应现代化生产和集成化技 术的要求，在国外已有越来越多的公司采用基于实体模型的三维模具结构设 硕j j 学位论文 集成得以实现。 1 6 课题提出背景 件方面，也开始由基于中性面的二维 过渡，从而使三维设计与三维分析的 模具设计是一项复杂精细的工作，从型腔设计到模架选择，从整体布局到 部件分析、尺寸确定、机械绘图等，这些工作不仅工作量大，而且难度和复杂 程度高。计算机c a d 设计软件的出现，使工程师从单纯模仿工程图纸的三围 视图模式中解放出来，以计算机来描述产品零件的主要信息，使零件设计脱离 工程图纸而进入三围造型阶段。然而目前对于相同类型的一族制件模具的设计 则需要用到经验设计，就是在前人的基础上根据不同需要把先前的设计略加改 动而形成新制件的模具，也就是说通过改变一个模具的尺寸，使它达到能适合 一族制件生产制造的需要。要达到这种目的，仅仅利用的计算机绘图软件的简 单绘图功能是不行的，这就得需要对c a d 绘图软件进行二次开发，在原有功 能的基础上开发出新功能，此功能可以针对某一特定制件在短时间内设计出适 合一族制件的模具来。 本系统是在c a d 绘图软件p r o e n g i n e e r 的基础上，针对中央饰罩这一 制件而设计研发的，使之能在短时间内设计出一族符合中央饰罩制件的模具， 以便在对中央饰罩进行分析、应用、尺寸进行调整后，能快速的针对调整而重 新设计出一套模具来。 1 7 课题主要内容 通过利用p r o e n g i n e e r 二次开发技术，其中包括p r o t o o l k i t 接口技 术、应用程序的编译连接、注册和卸载、菜单设计、尺寸驱动设计、自动装配 技术、工程出图技术等与v c + + 6 o 想结合，开发出一套中央饰罩模具设计系 统。 本系统包含了四个模块：尺寸驱动模块、自动装配模块、工程出图模块、 模具估价模块。利用这四个模块，并依据中央饰罩尺寸，能快速设计出一套中 央饰罩模具。 尺寸驱动模块，可以使模具零部件尺寸根据中央饰罩的尺寸进行快速调 节，迅速生成新的模具零件。 件逐个装配 有利于工程 师在总体设计上把握大局观。 工程出图模块能把模具零件三维图快速转换成二维工程图，它可以节省工 程师绘制二维工程图的时间，能够让工程师把更多的精力投入到零件设计上。 模具估价模块能根据整个模具的结构、材料和一些其它的信息快速估算出 模具的生产成本，这也为工程师提供了一个设计依据，工程师可以根据这个依 据设计出更经济、更实用的模具。 2 1p r o e n g i n e e r 二次开发工具选择 p r o e n g i n e e r 具有十分强大的三维几何造型功能，利用它能够创建出各 种复杂的几何零件模型。但有时候我们需要绘制一族形状相似零件，或在现有 、图形基础上改变其部分尺寸，在这种情况下p r o e n g i n e e r 强大的绘图功能就 不能满足我们的需求。我们还需要p r o e n g i n e e r 有一些其他辅助功能，如可 以智能生成形状相似的一族几何零件，或可以在现有的图形上进行尺寸的快速 修改，使之重新生成新的零件模型等。对于这些功能的要求p t c 公司已经为 我们广大用户考虑到，他们在p r o e n g i n e e r 中增加了二次开发辅助工具：族 表工具、用户定义特征( u d f ) 、p r o p r o g r a m 、j - l i n k 、p r o t o o l k i t 等| 1 2 1 驯， 使用这些二次开发工具不仅可以满足我们提的出以上要求，甚至还可以实现更 多的功能。 1 族表通过族表可以方便的管理具有相同或近似结构的零件，特别适用 于标准零件的管理。族表工具是通过建立一个通用零件作为父零件，然后在其 基础上对各个参数加以控制生成派生零件。整个族表是通过电子表格来实现 的，因此可以称其为表格驱动； 2 用户定义特征( u d f ) 用户自定义特征是集合数个特征使其成为一个 群组特征，u d f 适用特定产品中的特定结构，有利于设计者根据产品特征快速 生成几何模型； 3 j 1 i n kj - l i n k 是p r o e n g i n e e r 中自带的基于j a v a 语言的二次开发工 具，是一种面向对象、独立于操作系统平台的开发工具。用户通过j a v a 编程 实现向p r o e n g i n e e r 软件添加功能； 4 p r o p r o g r a mp r o e n g i n e e r 软件对于每个模型都有一个主要设计步骤 和参数列表p r o p r o g r a m 它类似b a s i c 的高级语言构成，用户可以根据设计 需要来编辑该模型的p r o g r a m ，使其以一个程序来工作。通过运行该程序，系 统通过人机交互方式来控制参数、特征出现与否以及特征的具体尺寸等； 5 p r o t o o l k i tp r o t o o l k i t 同j - l i n k 一样也是p r o e n g i n e e r 自带 的二次开发工具。在p r o t o o l k i t 中，用户能方便而又安全地访问 p r o e n g i n e e r 的数据库及内部应用程序，进行二次开发。扩展一些特定功 i ( a p i ) ，使客户或第 三方厂商具有扩展p r o e n g i n e e r 功能的能力，使用面向对象风格的c 编 程，利用c 语言庞大的底层资源调用库函数和头文件可以使用户对 p r o e n g i n e e r 的二次开发更为灵活。用户不仅可以利用m f c 创建出完美的 对话框，还可以充分利用c 语言的灵活的特点，使开发程序变得十分简洁易 懂。 p r o e n g i n e e r 程序也是基于p r o t o o l k i t 应用程序开发的，用它写成 的程序可以达到与p r o ，e n g i n e e r 无缝连接的境界，而且p r o t o o l k i t 所提 供大量的库函数，也能满足设计人员对p r o e n g i n e e r 功能扩充的要求。因此 本论文用p r o t o o l k i t 来对p r o e n g i n e e r 进行二次开发。 2 2p r o t o o l k i t 开发环境设置 p r o t o o l k i t 是美国p a r a m e t r i ct e c h n o l o g yc o r p o r a t i o n ( p t c ) 公司为 p r o e n g i n e e r 软件提供的开发工具包，其主要目的是让用户或第三方通过c 程序代码扩充p r o e n g i n e e r 系统的功能，开发基于p r o e n g i n e e r 系统的 应用程序模块，从而满足用户的特殊要求。p r o e n g i n e e r 提供了定制标准 p r o e n g i n e e r 用户界面的能力，自动执行重复性的程序，通过 p r o e n g i n e e r 集成的内部程序( d l l ) 或外部应用程序( e x e ) 可以为造型用户提 供自定义的应用程序、设计规划和绘图自动化。从而大大提高系统的使用效 率。 p r o t o o l k i t 工具包提供了开发p r o e n g i n e e r 所需的函数库文件和头 文件，使用户编写的应用程序能够安全地控制和访问p m e n g i n e e r ，并可以 实现程序模块与p r o e n g i n e e r 系统的无缝集成。 在p r o e n g i n e e r l 7 版本及该版本以前，p t c 公司提供的丌发工具是 p r o d e v e l o p ，从p r o e n g i n e e r l 8 版本起，p r o e n g i n e e r 系统的开发环 境采用p r o t o o l k i t 。p r o t o o l k i t 支持在w i n d o w s 2 0 0 0 n t x p 操作系统中 使用c 和c + + 语言设计程序，采用m i c r o s o f tv i s u a lc + + 6 0 作为编译器和连接 器，并可以在m i c r o s o f tv i s u a lc + + 6 0 的集成环境下完成程序的设计、调试和 编译。 哈尔滨理工人学工学硕仁学位论文 2 2 1p r o t o o l k i t 测试 p r o t o o l k i t 的安装比较简单，在这罩不做介绍，下面通过编译、连接和 运行一个简单的p r o t o o l k i t 程序来检验p r o t o o l k i t 是否安装成功，以免 为后面的开发工作带来不必要的麻烦。测试有两种方法，一种是p r 0 t o o l t 软件包提供了一个简单的测试程序p ti n s t a l lt e s t ；另一种是v c 开发环境作为 调试方法，用哪种方法进行测试都可以，因为两种方法最后生成的 p ti n s t a l lt e s t e x e 文件完全一样，只是这两种方法的调试环境不同，一般推荐 采用v c 开发环境作为调试方法，主要是因为在v c 调试环境下可以反复修改 源程序。 首先将文件m a k ei n s t a l l 改名为m a k ei n s t a l lm a k ，然后利用v c 开发环境 打开此文件，生成v c 工程项目文件，然后执行b u i l d 命令编译连接，最后生成 一个名为p ti n s t a l lt e s t e x e 的文件。 2 2 2p r o t o o l k i t 工作模式选择 p r o t o o l k i t 应用程序有两种工作模式，同步模式和异步模式。无须启动 p r o e n g i n e e r ，就能单独运行p r o t o o l k i t 应用程序的方式叫做异步模式。 异步模式实现了两个程序的并行运行( 两个程序可以独立运行) ，可以只在程 序需要调用p r o e n g i n e e r 功能时，才启动p r o e n g i n e e r 。但由于异步模式 具有代码复杂、执行速度慢等缺