风扇叶片注射模具设计【塑料注塑模含12张CAD图-独家】.zip
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塑料注塑模含12张CAD图-独家
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外文资料翻译资料来源：文章名：Three-Dimensional Kernel Development for Injection Mould Design书刊名：作 者：T. L. Neo and K. S. Lee出版社：Springer-Verlag London Limited章 节：three-dimensional kernel development for injection mould design页 码：P453-P461文 章 译 名： 注塑模具设计的三维内核开发 注塑模具设计的三维内核开发切线和 k.s. 李新加坡国立大学机械与生产工程系今天, 许多软件plug ins已经开发的高级3D 建模平台, 以方便的过程, 如有限元分析, 凸轮, 注塑模具设计, 仿真和可视化。这样的安排在很多方面是有利的。然而, 这并非没有缺点。理想的情况下, 这些plug ins也可以使用低级3D 内核开发, 以便更高的edibility 和更好的可移植性。本文研究了与此类3基于 d 的应用程序的开发有关的各种问题和方法。重点放在软件方面。首先, 提出了一种基于3维应用的开发方法。然后通过使用名为 Para solid 的低级3D 内核开发注塑模具设计应用程序来实现这个想法。根据应用程序、IMOLD 模具设计中所采用的设计概念, 阐述了模具底座设计模块的开发。为了在 Windows NT 平台上开发软件, 已经选择了面向对象的编程兰姑时代。关键字: 3D 内核;计算机辅助设计 (CAD);Inject 模具设计;Para solid1. 介绍涉及的erst 步骤之一是在3D 建模应用程序中创建组件部件。在创建时, 3D 模型被称为数字主三维 CAD 系统越来越多地被用来加速产品的实现过程。产品设计过程自动化所副本。这个3D 数字模型形成了广泛的过程自动化的关键。创建3D 的零件数字模型只是一个非常erst 的步骤。在制造部件之前, 还有几个其他次要任务必须完成。这些任务包括bite 分析, 夹具和fixtures 设计, 注塑模具设计, 计算机辅助制造, 仿真-对的通信和节选请求: K。李, 119260 新加坡新加坡国家大学机械和生产工程系. 电子邮件: muskellunges.due.chg和可视化。今天, 在高级3D 建模平台上开发了许多应用程序插件, 以 facial 这些次要任务。3维建模平台为插件软件提供了一个功能库以及一个已建立的用户界面和编程风格。因此, 这些插件的开发时间 sign从业人员规模方面减少。这样的安排在很多方面是有利的。如何, 它有它的缺点, 特别是从长远来看。为了为已建立的软件开发插件, 开发商必须遵守强加的许多限制。需要与父软件的样式保持一致。开发人员必须能够实现他们所需的任何功能, 只提供一组库函数。大多数最终用户都需要父软件和插件。然而, 在许多情况下, 他们可能对只使用插件软件更感兴趣。这种情况的一个例子是注塑模具设计。但是, 这些用户必须购买整个软件包, 其中包含了它们不需要的许多功能和功能。这样一个大的程序往往是非常苛刻的硬件, 这也意味着更高的成本。插件软件也非常依赖于父软件的发展。每当为父软件更新新版本时, 插件开发人员都必须跟进更改。如果这些应用程序是在低级平台上开发的, 这些缺陷可能不存在。理想情况下, 这些插件可以使用低级别3D 内核开发, 以便更高的edibility 和更好的可移植性。在许多情况下, 这种行动既可行又有利。传统的注塑模具设计是直接在 CAD 系统上进行的。整个注塑模具, 包括可能数以百计的组件, 是仿照 CAD 系统, 如 Auto CAD, Pro/工程师, 和单图形组装。由于注塑模具设计过程是递归的, 所以重新设计和重新组装是非常耗时的。在这方面, 3D cad 系统, 如 Pro/工程师和 Graphics, 这是基于特征的, 有一个 signcant 的优势超过 2D CAD 系统, 如 Auto CAD。为了进一步加快注塑模具的设计过程, 在这些3D 系统上开发了插件, 以自动化设计过程的某些阶段。此类附加应用程序的示例包括 IMOLD (智能模具设计和装配系统)。chm, 开发在新加坡国立大学, 基于 Graphics), 专家模具设计师 (基于 CADKEY) 和 Mold maker (基于欧几里德)。由于每个都基于 specc CAD 系统, 因此没有插件兼容性。在 1994年, 莫和祥 1 提出了一个基于 Graphics 的注塑模具设计应用的开发工作。在 1997年, 沙阿 2 提出了一个3层的体系结构, 用于在几何造型内核和需要几何造型标准化的应用程序之间进行通信。他的目标是实现基于 Para solid 3 (3D 内核, 在剑桥大学开发) 和 ACIS 的3D 应用程序之间的插头兼容性。然而, 这涉及一个广泛开发的3层模型外壳。本文试图用低级3D 内核直接开发一种轻量级的注塑模具设计应用。重点是软件开发的edibility 和速度。设计概念和程序是从 IMOLD 45, 一个完整的模具设计和装配3D 应用。虽然讨论仅限于注塑模具设计, 但适用的方法可以很容易地应用于其他具有类似性质的3维应用程序。为这个 our 姿态选择了开发人员工具的组合。在讨论方法之前, erst 介绍了这些工具的一些简要介绍。它们是, IMOLD, Para solid 版本 10.1, Visual C+ 版本 6.0, 以及 Microsoft 基础类.2. IMOLD 作为模具设计应用程序IMOLD (智能模具设计和装配) 是一个确立建立 3 d 基应用, 致力于注塑模具设计。它是在先进的 CAD 系统 (称为 Graphics) 之上开发的。开发是使用提供的应用程序编程接口 (API) 进行的。该软件使模具设计者能够通过提供通常需要的工具快速创建设计。设计中经常需要的标准组件部件已在软件中预先创建, 设计者可以随时使用。这减少了设计时的 signCantrell。模具设计过程分为几个阶段, 为设计者提供了一种统一的模具设计方法。它们是:1. 数据准备.2. 填充系统设计.3. 模具底座设计.4. 插入和分割设计.5. 冷却系统设计.6. 滑块和升降器设计.7. 弹射系统设计.8. 标准部件库.每个阶段都可以被认为是程序的独立模块。每个模块基于3维的要求仅稍有变化。模具基础模块的开发成功意味着开发所有其他模块的可行性。3. Para solid 为3D 内核Para solid 设计为基于3D 模型数据的任何系统的中心或kernel。它本质上是一个坚实的建模者, 可用于:1. 生成和操作实体对象.2. 计算惯性的质量和力矩, 并执行冲突检测.3. 以各种方式输出对象, 包括形象.4. 将对象存储在某种数据库或存档中, 并在以后检索它们.Para solid 是 CAD 应用中最先进的3D 内核之一。它是 Graphics 和固体工程的3D 内核。它独特的容错建模功能使它能够接受以其他建模者格式存储的数据。Para solid 模型Les 因而是非常饮用的。因此, 它是开发独立应用程序的高级平台。3基于 d 的应用程序通过其三接口之一与 Para solid 进行交互 (参见图 1)。这些称为 Para solid 内核 (PK) 接口, 内核接口 (基) 和向下接口。PK 接口和内核接口坐在建模者 (并排) 的on top, 是应用程序模型和操作对象以及控制建模者功能的手段。向下接口位于建模者beneath, 建模者在需要执行数据密集型或系统类型操作时调用。它由三部分组成: frustum;图形输出 (转到);和外几何。以下是 briey 的解释。3.1 奇和 PK 接口基和 PK 是程序员访问 Para solid 内核中的建模能力的接口。它们是建模函数的标准库。程序员在他们的程序中调用这些建模函数。由于该基即将逐步淘汰, 我们选择使用 PK 接口。图 1. Para solid 组件.3.2 frustum frustum 是一组函数, 必须由应用程序程序员编写。当必须保存或检索数据时, 内核会调用它们。使用 Para solid 时, 应用程序阳离子程序员必须erst 决定如何管理数据的存储, 这 Para solid 输出通过 frustum。通过 frustum 传输数据通常涉及写入或读取Les。Les 的格式和位置是在编写 frustum 函数时确定的。3.3 图形输出 (转到) 图形输出是另一组函数, 由应用程序程序员编写。当对 PK 渲染函数进行调用时, 生成的图形数据将通过 转到 接口输出。然后将图形数据传递给3D 呈现包。Opening 是一种面向图形卡的软件, 是一种用于我们目的的渲染包。3.4 外部几何外几何为定制几何类型 (如内部曲线和曲面) 的开发提供了功能。这些与标准的地理测量类型一起使用在 Para solid 内建模。4. 基于面向对象的编程Visual C 和 Microsoft 基础类面向对象编程 (OOP) 已成为软件开发人员无可争议的选择。它是现有的最先进的开发工具之一。微软的视觉工作室就是这样一个软件包。它具有几种开发工具, 用于基于 Internet 和基于 Windows 的编程。这些工具包括 Visual C+ (VC+) 和 Microsoft 基础类 (MFC)。VC+ 是面向对象编程的强大开发工具, 而 MFC 是+ 专门用于基于 Windows 的编程的 C + 类的框架。这两种方法共同为应用程序程序员提供了强大的开发功能和功能, 如自动代码生成和基于向导的操作。这些大大提高了 conductivity。我们的程序的整个用户界面是使用 VC和 MFC开发的。5. 系统设计使用3D 内核直接开发基于3维的附加应用程序需要解决几个问题。它们由最高级别的3个主要阶段组成。首先, dentine了插件应用程序所需的关键功能和功能。二是设计的发展用于应用程序框架。最后, 以 appro 开发工具为框架, 设计和开发了各个模块。5.1 dentinecation 基本模块Para solid 作为3D 内核, 只提供了许多库和3D 应用程序开发的概念框架。因此, 开发人员必须识别和开发 3D CAD 系统中提供的其他基本设施。为了确定所需的设施, 必须了解两者之间的差异。表1总结了3D 内核和 3D CAD 系统所提供设施的主要差异。其中一些设施, 如特征和参数建模, 既费时又技术上要求开发。由于大多数插件都不使用父软件的所有功能, 因此只有使用低级别3D 内核的插件才可以开发出独立的版本。表1中的项目7到9是使用 Para solid 开发3基于 d 的应用程序的先决条件。通过研究插件应用程序的要求, 可以 dentineed 其他基本设施。然后根据 Para solid bel 提供的设施, 提出了应用框架。5.2 基于3维应用程序的框架建立了一个框架, 参照开发工具提供的设施和应用的要求。它的设计使各个代码模块之间存在最小依赖关系。这可能导致代码重复程度很小。作为交换, 有更好的可移植性的程序代码, 更容易维护和一个更好的前景, 未来的扩展。图2说明了这一框架的概述。以下各节将讨论各种模块的详细信息。5.2.1 基于 Windows 的用户界面 (A) Para solid 不为程序员提供用户界面。因此, 在每个阶段开发基于3维的应用程序将需要从头开始设计用户界面。必要的发展包括:1. 环境设置和显示 3 d 基应用程序阳离子.2. 用于所有应用程序功能的交互式图形界面和执行过程.5.2.2 3D 开发人员层 (B) 由于不同的3基于 d 的应用程序需要在不同的程度上有3个 d 设施, 因此框架必须提供这些可变将。3D 开发人员层 (见图 2, 项目 B) 是概念答应处理这些变化。它是基于 Para solid 内核开发的对象或类的库。发展的程度取决于:表 1. 3D 内核和 CAD 系统提供的设施摘要.设施3D 内核3D CAD 系统1。基本3D 建模提供的低级和一般功能提供高级别和 specc 功能2。组件提供了几个库函数提供完整的系统3。基于特征的建模未提供已建立的功能集提供4。参数化建模未提供经常提供5。自由格式模型提供的低级功能经常提供6。起草未提供提供完整的系统7。交互式用户界面未提供始终提供8。3D 对象的可视化概念框架与几个图书馆完全开发提供的功能9。文件管理系统概念框架与几个图书馆完全开发提供的功能图 2. 基于3维应用程序的概述.应用程序 dentineed 在上一节中。除了迎合应用程序需求的变化, 3D 开发人员层还充当非 Para solid 开发人员的编程接口。此类接口还可以重新用于其他基于3维的应用程序的子后续开发。3D 开发人员层实质上包括三主要部分。它们分别用于3D 建模和装配、3D 可视化和3D 数据管理。i. 3D 建模和装配. 3D 建模和 组件模块是所有三节中最重要和最精细的。它类似于大多数 CAD 系统提供的应用程序编程接口 (API)。模块由3维的对象或类组成, 用于开发核心应用程序模块。大多数3D 应用程序所需的基本3D 功能必须erst 开发。根据单个3维应用程序的要求, 随后将添加其他更高级的功能.ii. 3D 可视化. 在中显示3D 对象 Windows 客户端区域需要一个软件图形界面。图形输出连同选定的图形界面, 用于在 3 d 基应用程序中呈现3D 对象, 以及对查看投影和转换的管理。这里为这些目的开发了一个类库.iii. 3D 数据管理. 3D 数据管理 模块是在 frustum 的顶部开发的。frustum 是 Para solid 内核中的模块, 它方便了3D 部件Les 的归档和访问。使用 frustum 来开发类的库, 用于处理:1. 3D 对象Le 格式.2. 文件管理操作, 如打开和保存3D 对象Le.5.2.3 应用程序模块 (C) 这些是实际的基于3维的应用程序模块, 它们位于3D 开发人员层和应用程序用户界面之间。这些模块的设计主要依赖于应用程序的性质, 而且往往相差很大。主要的发展工作是在这一领域进行的。但是, 开发的易用性取决于3D 开发人员层的 capabilities 关系。5.2.4 其他软件模块 (D) 通常, 基于3维的应用程序可能需要其他现有软件模块或应用程序模块的功能。因此, 可能存在这样的链接。本文的实施部分说明了此类要求的一个例子。2.T 单个模块的开发在制作合适的设计之前, 对每个要开发的模块进行了研究和分析。开发的易用性很大程度上取决于所选的框架和开发人员工具的设计。下一节说明了如何实现 图 3. 注塑模底座设计应用概述.以上方法以 3 d 为基础的注塑模底座设计和装配应用。6. 实现应用该系统设计, 研制了一种基于3维的注塑模具设计应用。这是利用前面章节提到的开发精神工具来实现的。模具基模块被选择为插图, 因为它需要最广泛的3D 功能, 包括组件的生成。6.1 应用程序框架和每个模块的要求该应用程序的框架是根据开发工作 dentineed 设计的. 图3说明了框架为模具底座的设计应用。每个模块中的要求的详细信息将讨论如下:图 4. 基于 Windows 的界面. 图 5.模具基模块的详细信息6.1.1 Windows NT 用户界面 (A) 模具底座设计是一个迭代过程。模具设计师erst 从目录中选择一个标准的模具底座, 然后反复对模具底座的尺寸进行 midications, 直到满足所有的设计要求。因此, 有必要考虑为此目的的交互式用户界面。使用 Visual C+ 和 MFC, 开发了基于 Windows 的接口。这些内容包括:1. 创建、显示和管理菜单栏项、文本菜单项和工具栏按钮, 以便轻松访问应用程序的功能.2.创建、显示和管理对话框以指导用户或获取用户输入.3.458 切线新 k.s. 李 图 6. 腔板 B.图 7. Hop pt双板模具底座3. 在显示区域中创建、显示和管理各种视图, 以供说明.4. 鼠标驱动的交互.5. 为每个函数设计操作序列 (包括用户交互).生成的应用程序 (如图4所示) 是一个具有用户友好界面的典型的基于 Windows 的应用程序。6.1.2 3D 开发人员层 (B) 分析了基于3维的模具底座设计要求, 并对所开发的模块进行了 dentineed。3 d 型模具底座设计的建模要求如下:1. 创建基元, 如块、圆柱、锥、棱镜和 estruses.2. 创建混合和槽. 图 8. 底部螺钉尺寸的自定制.3. 布尔运算: 联合和减法.4. 转换操作: 转换和旋转.5. 对象属性 (如名称和颜色) 的管理.6. 实例的创建.7. 创建程序集和子组件.由于这些不太广泛, 有可能开发一个基本的建模集。随着各个模块的详细开发, 将更多的函数添加到3D 开发人员层中。以下各节将说明每个模块的总体要求。i. 3D 建模和装配. 模具基础本质上是 许多组件 (如板材、灌木、针脚和螺钉) 的组件。为便于模具底座设计, 设计人员必须配备现成的模具底座组件库。通过选择特定尺寸, 将生成标准模具底座。为便于实现这一目的, dentineed 和开发了一个与6.1.2 节中 captioned 的要求相对应的 3 d 基函数库。由于代码是面向对象的, 因此在需要时可以很容易地扩展它们以适应其他模具设计模块.ii. 3D 可视化. 使用中提供的函数 图形输出, 连同 Opening 作为图形间面, 为3D 呈现、视图投影和视图转换开发了几个函数。这些内容包括:1. 使用选定颜色绘制3D 部件 (图 6).2. 呈现具有选定颜色的3D 程序集 (图7和图 8, 分别用于在阴影和线框模式下呈现).3. 使用选定颜色在屏幕上呈现其他3D 实体.4. 在模具基组件中呈现不同颜色的单个组件.5. 交互式视图转换, 如旋转、平移和缩放.6. 程序集树显示和操作.iii. 3D 数据管理. 可移植性是 Benniets 的一个 开发一个独立的应用程序。因此, 采用开放格式以获得最大的可移植性是很重要的。因此, 使用本机 Para solid Le 格式 (. RTFM.TX) 而不是新的Le 格式。模具基础模块的数据管理要求包括以下内容:1. 打开、保存、保存为和关闭 Para solid 部件Les.2. 打开、保存、保存为和关闭 Para solid 程序集Les.3. 导入和导出部件Les6.1.3 模具基模块 (C) 为了便于自动生成标准模具基组件, 应用程序必须提供一个模具基础组件库, 其尺寸取决于目录中发现的做值。为了便于设计, 已启用了对这些维度的子后续 midications。本模块的详细内容将在6.2 节中讨论。6.1.4 数据库支持 (D) 标准模具底座需要近100个参数来完全表示各个组件的尺寸和位置。这些参数中的许多都是相互关联的, 可以从其他方面派生。因此需要一个数据库Le 来存储标准模具底座的目录参数。使用 Microsoft access 数据库格式, 因为 MFC 中有用于直接访问 access 数据库Les 的设施。使用 MFC 中的数据访问对象 (DAO), 开发了一组用于从数据库中提取和管理这些相关参数的函数。图 9. 模具基础设计器的示例代码.6.2 模具基础设计模块的开发基组件生成器和模具底座选择和模具底座模块由三主要部分组成, 即模具底座组件库发生器、模具定制模块。还开发了第四部分, 称为模具基础参数管理器, 为应用程序提供数据库支持。图5说明了这些情况。下面将讨论每个部分的详细信息。i. 组件库生成器. 在的支持下 3D 开发人员层, 创建并存储在组件库中的模具底座的标准组件。通过指定适当的尺寸, 这些组件可以在需要时由模具基组件生成器生成和使用。图6演示了由组件库生成器创建的腔板.ii. 程序集生成器. 使用3D 开发人员层和 组件库生成器, 标准模具基将被组装并存储在程序集库中。当提供来自数据库支持的特定参数集时, 可以自动生成 specc 标准模具基组件。图7显示了由组件生成器创建的HOPPT双板模具底座.iii. 参数管理器. 参数管理器充当 模具基应用程序模块与数据库支持之间的链接。当选择 specc 标准模具底座时, 从数据库Le 提取相应的模具基组件的参数集, 并发送到组件库生成器和组件生成器。此外, 参数管理器还允许用户为设计目的 midied 参数。图8演示了通过交互式用户界面 midications 的底部螺钉尺寸.iv 模具底座设计器. 模具基础设计器提供 两个主要用途。首先, 允许用户从组件发生器中选择标准模具底座。fondly, 通过允许模具设计师修改选定模具底座的尺寸, 方便模具底座的设计。此模块中生成模具底座的函数调用的示例代码如图9所示。据指出, 该函数使用大量的变量来表示模具底座的参数。它们被送入组件发生器, 用于创建各种模
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