基于UG的塑料模具快速设计二次开发的研究

肖允鑫

摘要：文中针对塑料模典型产品的结构特点，对各部分结构的设计要素进行了总结。为模仁、镶件、侧抽芯件、模架、标准件、浇注系统、冷却系统、顶出系统的快速设计提供了平台。此外，模型具有继承性，还可以与后面的详细设计相关联。再经后期开发后能够辅助设计人员迅速完成塑料模的设计装配，准确表达总体方案和主要零部件尺寸，对于中小型塑料模具企业进一步提高设计效率的质量有很重要的指导意义。

关键词：注塑模设计；二次开发；非标零部件

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.034

塑料模在生活中应用广泛，覆盖仪表、家电、玩具、汽车等众多领域。随着市场的发展，塑料新材料及多样化成型方式今后必然会不断发展，因此对模具的要求也越来越高。可是一些中小型塑料模具企业受到产业规模和产品订单的影响，必须缩减设计成本，缩短设计时间，才能求得自身发展。

1塑料模具的设计流程

塑料模具设计时，设计流程是相对固定的。设计准则针对不同产品的特点和要求，可以快速的从客户需求到功能实现，从功能实现到模具结构细节的选定生成。在UG软件MoldWizard平台上进行二次开发，可以按照特征点将整个系统设计划分为几个模块，依次建模，再总体集成，建立参数化的模型库可以帮助设计人员快速工作，缩短设计时间。

2 UG是主流的模具设计平台

Unigraphics（UG）是一个通用软件支撑系统，由于模具产品时时更新，需要针对中小企业用户的日常订单特点进行二次开发，利用UG/Open UIStyle开发工具来创建用户（中小企业）的交互界面，让用户更加方便高效的操作；利用UG/Open API建立更加具有用户特点的模架库系统，文件管理系统。

MoldWizard是UGNX软件自带的模具设计模块。它内嵌了非常丰富完备的模具构造知识，并通过与自身其他功能相结合，诸如WAVE、主模型等。设计人员在这个平台上先加载产品模型，再确定拔模方向，材料收缩率，分型面，模仁，模架标准件，模腔布局，浇注系统，冷却系统等等。读取产品模型时，UG会自动生成一个装配结构，其中TOP父节点下设置了COOL（冷却通道节点）、FILL（浇口流道節点）、MISC（标准件节点）、LAYOUT（模腔组件节点）等等。

平时在模具设计中繁琐难做的部分是用全参数的方法进行处理，子节点中任何的参数变化都可以进行回馈和自动更新。

但UG/MoldWizard大多采用ANSI设计标准，而中国国内多采用GB标准；原模架库中自带的DME、FIASCO、FATABA模架在国内应用也不多，绝大多数中小企业由于以上牌号的模架价格较高，多采用国产的LKM模架。我们根据平台提供的建模工具可以利用电子表格法，用户自定义法，或者直接给出关系表达式的方法来建立符合中小企业实际情况的模架库。

3设计二次开发的扩展功能

因此，在与制模工程师进行充分的交流探讨后，总结出以下符合特定设计习惯的开发方法。在即有的MoldWizard标准件库的基础上进行扩展功能的开发，给用户提供更灵活的自定义功能，扩展功能可从以下几个方面开发：

（1）在模具行业大框架统一的前提下，首先选择对MoldWizard标准件管理器功能的继承，选择继承是对于确保数据移植的兼容性是必要的。

（2）标准件库中的模具部件参数，有些是通过生成菜单设置的，有些是列表的方式显示，用图片对各参数的意义进行说明。用户选用模型时，先要对比图片在列表中找出对应参数进行修改，这种方式明显的影响了使用效率。开发用户可以在图片上直接点击进行参数修改的交互界面，可以大大提高调用效率。这种点击图片修改的功能很多国外二次开发的例子中经常见到。如下图。

（3）这种功能也可以推广到非标准零件中。随着塑料模具的应用日渐宽泛，越来越多的独特结构的非标零件需要被调用，增加全尺寸图功能，可以对局部尺寸进行修改，使用更灵活。

（4）UG的模具设计模块通过装配方式调用零部件，方便对其进行数据管理，但数据较多，经常拖慢计算机的处理速度。开发非参数装配方式调用零部件，这样能够去除调入的零部件与其他零部件的参数关联运算关系。经过比较，去除参数关联运算后，数据运算负担减轻了，提高了运行速度。此外，还可以避免修改零部件时造成其他零部件的错误变更。

但是以非参数方式调入的零部件，系统无法识别它，如果该部件需要进行再次修改则无法实现。这一矛盾需要加强非参数零部件的识别才能化解。

（5）模具设计中，经常出现由于修改的某一零部件的几何关系或尺寸时，中间复杂的装配约束关系会导致其他零部件出现难以发现的改变。所谓“牵一发动全身”，这可给后面的工作带来了大麻烦，后续的设计修改检查都难以保证。这是因为模具各个零部件之间会存在复杂的装配约束关系以及几何尺寸之间的关联。结合设计人员的实际经验，除了传统的装配方式调用以为，还应该支持通过非装配方式调用，就相当于以直接建模的方式从库里调用零部件。

（6）另外在国内配件的名称叫法不规范，南北差异地域差别造成同一种模具结构在不同的地方，甚至不同的工具书上，其名称也有所差别。比如顶针，又称为顶杆、推杆、镶针。在管理器界面中对零部件分类显示时，应允许用户有对分类目录进行修改的权限。

4强大的数据管理是功能开发的保障

保证快速设计方法的建立需要数据管理的强大保障。首要确立系统数据的构造方案，把塑料模具配件进行归类，方便数据管理。通过对典型模具结构的归类整理和周边中小企业设计人员的命名方式的掌握，把系统内数据模型分为浇注系统，侧抽芯机构，开模附加机构，合模导向装置，脱模机构，冷却系统及其他7大组成，如表1：

由此，以UG NX为支撑平台进行二次开发，并在承继内嵌标准件库数据管理模式的基础上，创建典型部件快速设计的数据管理体系。此外，建议选用UG/Open API来完成二次开发的工作。因为，API能与C++主流编程相集成，VisualC++提供可视化的开发环境，更适合不熟悉编程的模具设计人员使用。