手機外殼的注塑模設計【含CAD圖紙、說明書】

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Misiolek, Institute for Metal Forming, Lehigh University, Bethlehem, PA 18015, USA; and K.T. Winther, A.E. Prats, and S.J. Rock, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY 12180, USA.2.快速原型快速原型定義為原型的快速生產（參考文獻11）。近十年來，許多商業(yè)快速成型工藝和工業(yè)上的成功案例出現了。快速原型設計的一個方法和一組的技術，已經證明是特別有效的加速轉換的設計信息到物理現實。在一般情況下，這是通過標準化所需的信息的制造工藝，同時自動的方式，在該定義的信息處理。這一自動化是有可能的，部分原因是由于一組生產過程的簡化的信息要求的發(fā)展。這些被稱為同義詞作為固體自由形式制造（SFF）或實體自由成形制造（SFM）過程2.1實體自由成形制造/實體自由成形制造固體自由曲面加工或SFM進程已經得到了大量的關注，并負責多最近RP應用的增長。歸類為SFF過程中的任何過程的關鍵特征在于它不需要特定部分模具或人為干預以實現組分（參考文獻12）。為滿足這一目標的嘗試刺激的大大簡化了信息要求多個進程的發(fā)展，包換，這有利于對組件制造更多的自動按鈕的方法。許多SFF過程，例如，利用分層制造技術（LMTs）最終只要求平面的信息，而不是三維信息，來控制進程的硬件。2.2分層制造技術固體成分使用LMTS相加建立平面材料層對應的構件截面創(chuàng)建?；趯拥姆椒ㄔ谏鲜兰o50年代制造液壓成形模具（參考文獻10），他們研究了最近的其他工具的應用（參考文獻8，9，13，14）?；趯拥募夹g也在RP中證明是非常有用的，特別是鑒于SFF的工具和操作的獨立性的目標。在使用原型組件LMTS興趣始于非結構材料如紙、蠟、塑料；然而，金屬，陶瓷，和復合材料部件正在利用這些技術生產的。大多數RP工藝的基礎上，利用原材料層LMTS數百微米的順序（千分之幾英寸）構建組件。這些技術有好處，能夠創(chuàng)建幾乎不受限制的形狀的組件。大部分過程都是自動夾具，由薄層構造零件，工具性的局限性，常見的加工過程中沒有經歷過。特殊情況下，夾具和刀具路徑規(guī)劃很少考慮或障礙的生產力時，使用這些方法。此外，使用這樣的薄的層允許每個輪廓的層組成的部分，不考慮在周圍的層的斜率的變化的變化。這進一步簡化了驅動基于層的過程所需的信息。不幸的是，制造組件使用非常薄的層是不是沒有缺點。典型的一個部分的層的數目是大的，需要處理每一層的時間可以顯著。近似使用邊緣垂直于每一層是常見的，并產生空間混疊，也被稱為樓梯步，這是在某些情況下不可取。圖1分層制造技術(參考文獻16)圖2 擠壓模具的橫截面.（a）常規(guī).（b）等高邊緣分層模.(c) 垂直邊緣分層模使用更厚的層某些應用程序已被重新移植。福特汽車公司用LMTs生產用數控（NC）的原型發(fā)動機缸體加工中的1。厚鋼板層使用一種特殊的擴散焊接操作（參考文獻15）粘合。這消除了加工具有復雜內部通道和深袋組件的許多工具輔助的困難，同時保留許多與時間考驗的加工有關的益處，如能力機器各種各樣的材料，實現高公差，并且控制表面光潔度。選擇合適的LMT過程時，材料厚度，制造工藝，與目標材料之間的許多權衡一定要考慮。2.3 操作信息一般限制和RP的權力來自快速變換幾何形狀復雜的三維設計成所需要的低級別控制指令來指導信息驅動的制造過程的能力造成的。計算機輔助設計（CAD）的實體模型，這是三維物體的計算機理智的表示，一般都需要驅動RP系統(tǒng)。圖1示出一個CAD實體模型是如何相交創(chuàng)建對應于包括最終成分不同的層片。請注意，雖然本實施例的形狀是為了說明的目的比較簡單的，表示更復雜的三維物體的固體模型可以使用這種技術處理同樣出色。增加的幾何復雜會使實體造型的力量完全可見一斑。這阻止了一些享受LMT的效益的關鍵要求是三維實體模型，而不是二維CAD圖紙或說明書，需要有效地驅動這些過程。然而，在桌面計算能力的改進，結合許多新的固體建模軟件包的介紹，今天已經取得了三維CAD實體建模能力，即使是最小的公司。3. 分層擠出模頭構造擠壓模具使用離散材料層提供了許多好處，類似于其他的應用可以實現（參考文獻9）。雖然設想主要是作為一種工具，加快設計和迭代細化的擠壓模具，建議使用的分層擠壓模具也可以適用于生產情況。這是一個特別有吸引力的方法，短期生產運行，在那里建立一個模具使用傳統(tǒng)的方法將是經濟上令人望而卻步。3.1模具開發(fā)盡管在模具設計和制造工藝的進步，高度復雜的工具通常不會在一個設計迭代完善。它是相當經常需要經過幾個試驗和錯誤迭代以引入所需改正到模具的幾何形狀。這種方法的一個主要限制是這些校正通常手動執(zhí)行和原始設計是很少更新。因此，這些修改和相關的過程的知識是不容易捕捉并納入未來的設計和實踐的一般狀態(tài)不前進。這種情況會惡化，和處理時間可以基本上被延長，當模具被擠出植物的外生產。 LMT的方法使我們能夠捕捉必要的修改，并輕松地在新設計將其納入。3.2染料樣式圖2對比典型的固體擠壓模和兩種形式分層擠出模具。在圖中所示的常規(guī)模具橫仲丁基和灰。圖2（a）示出了一個非常光滑的內模河畔面，由單件鍛庫存的制造。層狀擠出模稱為成形邊緣分層中所示模具。圖2（b）提供了一個近似平滑的固體模。平滑的輪廓線是由繞其周邊直邊層這里近似。分層擠壓模具稱為垂直邊緣分層芯片提供了一個更簡單的選擇。如示于圖2（c）所示，這種類型的模的使用不連續(xù)的層在垂直于每個輪廓的周邊各層邊緣近似的平滑模具輪廓。雖然這提供了一個更差的近似平滑的輪廓，由該模具樣式提供的近似通常足以為擠出的目標應用程序。本地化的死亡金屬區(qū)將形成由離散模層產生的角落，起到有效地平滑模具表面。不管使用近似的類型，層狀擠出模具提供給模具從一個固體件材料制造的有吸引力的替代。3.3模具制造成形邊緣層狀模具和垂直邊緣層狀金屬模具可以從平面的庫存進行加工。這兩個模具樣式可以使用三軸數控加工中心進行切割;然而，前者是利用五軸磨，以避免需要多個精細傳遞來創(chuàng)建傾斜邊緣更有效地切割。層邊緣使用端銑刀的側面最好加工。圖2（b）和（c）表示從模具厚度均勻的材料層制成，而這有利于流程標準化，庫存材料庫存，裝卸搬運，夾具，刀具路徑規(guī)劃方面。然而，可以創(chuàng)建使用不同厚度的層的模具。在這兩種情況下，最小層厚度將需要不復雜的部分夾具加工。這兩個模具風格要求的平面輪廓信息確定它們的形狀。垂直邊緣分層模僅需要對應于每一構成層的形狀的單個輪廓;然而，兩個輪廓需要定義各仿形邊緣層狀模具的形狀。這兩個輪廓之間的內插可以被用來確定的切割角度作為位置的關于每一對輪廓的函數。如果這些金屬模具來構造N個層，的那么無論n或n+ 1的輪廓，分別需要充分定義所有模具層自交配等高邊緣層狀模的面將具有相同的輪廓。代表一個模具設計的輪廓可以手動創(chuàng)建，但是當一個CAD實體模型由切片平面和用于自動引導模具層加工所產生的切片相交的層狀金屬模具的附加優(yōu)點將得以實現。這是通過如圖3所示。計算機輔助設計實體模型通常是跨簡稱使用多邊形近似表示為RP系統(tǒng)。已知為STL，這種近似也可以在本申請中使用，和以前的能力已被開發(fā)，以切片這些文件（參考文獻17）。切片輪廓必須抵消交流計數刀具半徑，以及引導數控銑床，被稱為指令“NC代碼”，必須產生。規(guī)定必須以確保連續(xù)模具各層之間的適當對準。可以使用多種選項，如互鎖功能，鍵槽，或定位銷。定位銷提供了一個很不錯的選擇，因為孔，以適應每個引腳可以在每個加工而這是夾具固定的邊緣輪廓切割模具層。這將導致高度的對準精度的同時被合理地實現自動化。為層組合和排列一個簡單的方案也將促進模具的修改和維護3.4模具修改通過構建從離散的層擠壓模具，能夠在不具有制造一種全新的模具進行本地化模具的幾何形狀的變化。圖4示出了模具類似于圖的等高一半橫截面。 2.暗區(qū)說明模具各部分必須進行修改，以實現一個訂正模具的幾何形狀，如圖4所示。如果使用固體模具由所示。圖4（a），在某些情況下，可能有可能重新切割的現有模具如果形狀變化是純粹消減和位置是方便的，但經常在新模具的幾何形狀，必須從一個全新的片的庫存被切割以實現修訂后的幾何體。當如圖分層金屬模具輪廓的變化是成本較低。 4（b）和（c）的使用，因為只有每個選擇層模具需要改變。同時節(jié)省材料，最重要的儲蓄以實現修改所需要的時間和人員。3.5 潛在的限制雖然有使用層狀擠出模具的許多潛在的好處，它們的應用也不是沒有局限性。如果使用無粘結模具層撓曲強度可能會受到限制。這是為鄰近擠出孔的層特別相關。這可能對選擇用于模具層的厚度或材料性質下界。它是計算擠出期間模偏轉和在模具設計階段補償它的關鍵。這種偏轉可負責在實現所要求的幾何公差方面缺乏的性能。與模具層變形和材料進入基于層的工具問題已經在文獻中被飆升，狄更斯（注釋11）全面討論。通過使用心軸產生中空產物復合金屬模具可能不適合于無粘結LMT應用。如果這些方法被使用，它可能是采用常規(guī)制造的心軸和橋梁必須的，除非它是可以實現使用堆疊進入模厚層這些組件。這些問題沒有出現無法克服或進行分層擠出的進一步探索模具不利的。圖4 選擇性模層例如替代 圖5裸片堆疊初始模具設計 圖6模具堆棧提高模具設計4. 實驗結果與討論一系列初步實驗進行評價所提出的技術的優(yōu)點。被用于擠出如在工業(yè)中使用的復雜的形狀和用于基礎研究所需的簡單的形狀之間的折衷在幾何形狀文獻18的工作相似的鑰匙坯件的形狀。在itial實驗在塑料模具進行了模型材料擠壓有用。橡皮用作建模材料，因為其在室溫下流動的性質是在熱擠壓的溫度相當類似的鋁。這種物理建模技術已成功地應用于各種鍛壓過程和施加到擠壓該技術的去尾描述金屬流分析是由普拉斯和Misiolek給出（參考文獻4）。4.1模具配置模具設計為在圖5至7的鑰匙孔形狀。該層被設計為垂直邊緣層，和所有的層被標準化的厚度為6.35毫米（0.250英寸），以避免復雜的獲取和管理多個厚度的材料。對于相同的擠出的形狀的兩個模具的配置被設計為突出層狀擠出模概念的效用。這些示于圖5和6的九個層包括各模具，除了三層是在兩個管芯是相同的。因此，只有總共十二個層具有將被制造。這是相同的兩種設計各層共享，以及三種不同的層交換以形成兩個獨特的模具的幾何形狀。此外，通過去除選擇的層是可能的進一步改變模具形狀，而不需要任何新模具的硬件的建立。這提供了更大的靈活性和顯著增強了試錯模具開發(fā)過程的效率。4.2模具制造和實驗裝置是一個相對廉價的臺式數控銑床上進行模具的加工。數控代碼是直接從通過CAM軟件的CAD圖紙生成。圖8示出了用于擠壓試驗模具層的組合。兩個引腳，具有壓配合間隙在每個孔模具層，被用來確保正確對齊之間都死層。 ，使用了。厚度，這里沒有顯示，0.500英寸的靠山板，以防止含擠壓孔模層的過度變形或斷裂。該裸片堆疊用一個環(huán)形圈與插入的新聞中心與記者容器隊友。所述插入件具有兩個孔以接受管芯層對準銷。這整個組合體安裝在新聞界有墊板和四個螺栓。4.3物流隨著網格圖案印在中心的分型面坯泥用于擠壓試驗。擠壓后，橡皮泥是從壓力容器取出，和死層分離從一個又一個的擠出殘留在模具的變形區(qū)。流量分析的信息可以在兩種方式提?。和ㄟ^將初始網格對鑄坯內部的變形之前，通過擠壓坯多層多色。這些技術都已成功地應用在過去的物質流研究（參考文獻4,19），物質流的演變在網格線的變形明顯。變形區(qū)的幾何形狀的變化，可以監(jiān)測在一個以上的平面上，根據擠壓型材的形狀。網格被拍照，然后掃描到計算機存儲和圖像分析。然而，觀察這種變形的歷史是主觀的，專有的圖像分析軟件包開發(fā)的研究所金屬形成在利哈伊大學已經采用準確量化這一流程。圖7層的系列，包括分層模圖8分層裸片堆疊，鋼坯，并與擠壓型材虛擬塊圖9中的流動模式顯示，物料流的中心向第一模中的關鍵空白的圓形部分轉移。這種不均勻的物質流會造成擠出物的彎曲而被擠壓，將需要一個額外的拉伸矯直操作。它可能會導致一些微觀結構的不均勻性，導致在表面缺陷的關鍵空白沿薄節(jié)，并引入梯度的機械性能沿其橫截面。圖10中的變形模式表明流已被糾正，對中心的一部分，這將導致一個更均勻的物質流，因此直擠壓產品在最終產品更均勻的組織。如果一個實體，整體模具的使用，從最初的設計的任何修正（圖9）將需要大量的再加工或加工的一種新的模。使用該模具，這種轉變只需要修改設計和模具更換三層像上面的例子。在圖11中創(chuàng)建模具，無需額外的模具零件加工。改進后的模具存在的層（圖6）進行重新組裝，只有交替層包括。這就產生了一個較淺的模具，增加了模具的半角。這是在圖12中提出的流動模式的結果。這種模式顯示了更完善的金屬流動，具有非常規(guī)則和均勻的運動通過的中心的模具口。圖12中的細節(jié)說明了在垂直邊緣模具的角上的死區(qū)的形成是如何有效地平滑的輪廓。沿死區(qū)的剪切帶產生的光滑的表面，在傳統(tǒng)的模具設計。這種方法是在日常實踐中鋁擠壓技術。送料板，也被稱為焊接板，是使用在前面的模具，使鋁能夠創(chuàng)建自己的“工具”的基礎上的板幾何。他們通常是1左右的板。厚的墻壁在90角的模具表面。多層模具的概念已經探索了不同的目的。原發(fā)性甲狀腺功能和Zasadzinski（參考文獻20，21）提出了他們的性試驗模具，這是建立一二層工具。這種方法已經被應用在商業(yè)實踐中，物質流是由步進模的幾何控制（參考文獻22）。有必要制定一套檢驗方法，允許定量描述的擠出產品質量。在物理性能的極大興趣，擠壓制造商和用戶的直線度，幾何公差的橫截面，表面質量（光潔度），機械性能。膨化食品的質量檢驗和分析需要擴展到擠壓過程分析。這是可能的量化的產品缺陷，并將此信息的過程模型。這種方法已由Zasadzinski，里克特提出，與原發(fā)性甲狀腺功能（參考文獻18）應用到一個擠壓銅型材曲率控制。在該方法中，定量擠出曲率反饋到擠壓模具的設計過程。這使得開發(fā)的算法，介紹了必要的修正，在模具設計中產生的直擠壓。類似的方法需要開發(fā)的過程調整，以提高所需的產品參數。在變形過程中的微觀結構發(fā)展的進一步改進是必要的研究的一個例子。對擠壓工藝條件下的顯微組織的響應研究最近報道（參考文獻5，23）是研究的一個例子，在這個方向，可以從公司擠出模具開發(fā)效益的基礎。 圖9 橡皮泥變形流動結果初步模具設計 圖10 橡皮泥變形流動結果改進模具設計（圖6）（附圖5）5. 結論使用快速成型技術的一個分層擠壓模具的概念已經成功地測試了一個建模材料。這種技術的一些主要用處和優(yōu)點是：本證明的概念表明，該技術允許更柔性模具開發(fā)和設計。本分層施工技術允許局部更換模層，避免模具的完整的再制造由于無論是模具的幾何形狀的變化或刀具磨損。使用層提供了一個機會，以通過選擇性地去除或模層的快速重新配置/高效修改模具。在樓梯垂直邊緣層步進模是不是在擠壓損害，由于死料區(qū)的形成。然而，需要考慮的最佳模具的幾何形狀以前的研究的結果。關于物質流的信息可以在設計過程中進行反饋，并在模具設計的變化可以比常規(guī)的疊層模具更加迅速的影響。層的使用提供了使用幾個不同的股票部分，幾個不同的加工技術和工具，以及很少的人工路徑規(guī)劃系統(tǒng)化，自動化的生產工藝。提高模具強度和刀具壽命可以通過各個層的粘接通過擴散接合或機械接合，并通過采用為各個層不同的材料來實現。更有效和快速制造技術，如磨料水射流切割或激光切割可以容易地應用到加工用該制造流程中的每個單獨層。關于建模材料的研究中，使用層可以更容易地除去從模具的橡皮鋼坯的非膨化的一部分。該LMT工裝概念可成功地應用到各種材料的擠壓。在有些情況下進一步改進可以得到額外的區(qū)域。例如，對于溫度控制共形通道可以很容易地應用導致非常成功，但到目前為止，費時，增加鋁合金是很難變形的生產率方面的解決方案。建議在這個方向上的進一步研究。圖11 修改模具設計 圖12 代表物質流動方式感謝在這篇文章中提出的研究部分由來自紐約州科技基金會一筆過撥款的支持下，通過倫斯勒理工學院紐約州中心先進的技術自動化，機器人，與制造（CAT）（現中心自動化技術） 研究所。在這項工作中所使用的物理建模技術已在倫斯勒CAT鋁加工項目中開發(fā)的。S.J.巖感激由能源集成制造預博士生獎學金的美國能源部承認支持。面向對象的塑料注塑模具設計標準件庫的開發(fā)摘要：通常，外包組件（被稱為標準組件）是用于減少設計工作量和產品成本，在模具設計。它們通常是由專門的供應商制造的。這些組件的三維計算機輔助設計模型將大大減少模具設計的時間和成本，提高設計的靈活性。文章詳細介紹了該對象定義、設計和實現的一個標準件庫的模具設計軟件包，快速模具。從不同的供應商實施的許多組件，它被認為，對象的設計具有通用性，可以擴展到包括大多數機械組件的協(xié)同環(huán)境。這種實現方式的優(yōu)點是壓縮后的數據結構，使用簡單方便的定制。關鍵詞：標準組件、CAD、設計自動化、協(xié)同工程、面向對象、注塑模具設計1引言CAD庫是重用設計知識和工程數據非常有用。自90年代初與接口CAD系統(tǒng)基于計算機的標準組件庫已經面世1，2，3，4。早期庫僅包含2D或線框幾何形狀，并且不能在三維參數設計可直接使用。最近，一些模具設計軟件包和商業(yè)部分庫可用5，6，7，8，9，10，11。他們中的一些預定義提供的3D組件。這些中，其中大多數的生成或加載在具有預定義的特性和尺寸的組件中的硬編碼的方法。它們要么非常在編輯功能，這是難以適應他們不同的供應商，由于在組件定義的變化的限制;或簡單的CAD文件很多，不容易重復使用的用戶。一些研究者已經試圖通過幾何分類和捕捉設計意圖來克服這些問題 12，13，14，16，15 。不幸的是，應用他們的方法，最終用戶必須有高層次的理解工程設計，并適應他們的做法所需的知識表示模式。最近，EDS公司發(fā)布的知識融合能力 9 ，它可以生成一個聲明的方式設計模板的新設計。這些模板的發(fā)展需要一個非常有經驗的CAD用戶熟悉軟件對象的概念。 Y-S. Ma (&) S. B. Tor G. A. Britton Design Research Center, School of Mechanical and Production Engineering,Nanyang Technological University,Nanyang Avenue, 639798 Singapore, Singapore E-mail: mysmantu.edu.sg另一個問題是確保模具制造商使用不同的應用程序一致的同一組數據，如概念設計 17，18 ，用CAE工具進行工程分析 18,19,20,21 和工藝規(guī)劃 12，22，23 。技術在這些領域發(fā)展的緩慢，部分原因是因為在CAD文件中的組件表征不包含豐富的非幾何信息的相關用途。從審查到目前為止，可以看出，目前可用的標準組件庫是不令人滿意的，新的研究工作仍需要。本文提出了一種面向對象設計的一個標準組件庫（SCL）模具設計。它被認為是靈活的處理二維和拓撲的變化，并且可以很容易地擴展到其他類型的機械組件。2當前工業(yè)實踐米思米是模具設計中最受歡迎的商品之一24。組件被劃分在一個類別的家庭結構、主要類型和亞型。如圖1所示，在澆口套類別，幾大類型的格式如SBT_形式共享相同的幾何定義。 SBTM，SBTD，和SBTS是不同的由于所用的材料，而SBTMH，SBTDH和SBTSH是用繩子消除產生相應的派生類型。同樣地，下一個主要的類型，有可能是被稱為亞型多個功能配置。另一種類型的“，”精密臺階中心銷，在圖中示出。在這種情況下，主要的類型是CPVC-5_“。 CPVC-5A到CPVB-5E五個亞型。除了亞型，許多改變被用于詳細幾何形狀。圖1b中，改變了流道開口底部錐，（AIW.CLQ），頭的幾何形狀，（KC和ZC），和/或定制長度（LKC）。從圖1a中可以看出。有許多共同的參數，例如“D”“，”“L”“，”“SR，P，A等尺寸以根據尺寸規(guī)定，它們可能會受到限制。在圖1b中，對于長度的范圍（L）是0-100毫米為從10到16的大小和0-150毫米這些尺寸大于16 。一些約束適用于所有的情況下，例如D V= A+2，而另一些特別亞型或改裝，例如S= A +2中的改變的ZC。其它性能包括，但不限于，公差，訂購代碼，交貨期和材料規(guī)格。圖1. “澆道襯套”標準組件類型243 快速模具標準件庫快速模具是一個應用軟件包用于在三維環(huán)境中是與Unigraphics的（UG）的CAD軟件完全集成設計注塑模具。它使用了面向對象的方法 25，26開發(fā)。一個標準組件庫（SCL）模塊提供給設計人員可選擇，負荷，識別和編輯標準組件。該組件表示包括豐富的信息例如副鉗子，主要類型，子類型，變更，尺寸，約束，公差等這樣的信息可以被封裝，檢索和對所有的庫元素一般地在對象的格式處理。更重要的是，這SCL模塊中，組件的每個類別被實施為在庫中的一個項。特征的配置，尺寸，約束，以及其他相關信息的變化被嵌入其與標準約定。例如，澆道襯套是一個項目，精度臺階中心銷是另一回事。組件的參數定義允許在拓撲變化，以及維度。這是通過使用三個相關的文件，一個CAD模板文件，一個功能配置文件，及一維的數據文件（以下描述）來實現。這些文件是根據供應商和類別的目錄樹結構組織4 CAD模板文件每個類別由一個CAD模板文件表示。在每個模板，幾何特征是使用表達式定義參數化。此外，相關的亞型和改變的特征組合并嵌入作為可選功能。它們通過邏輯表達式9，其可以暫停或啟用功能要求。也就是說，通過操縱模板的控制表達式，主要類型，子類型或改變可以激活或抑制。其他表達式被分組為兩個層次。所述第一級包含那些有關的關鍵部件的參數，這是該部件的功能所必需的，或與在模具組件的其他部件;它們被命名為關鍵表達式。第二個層次的表達對組件的幾何結構，其中詳細的特征尺寸的定義；它們被稱為鍵的表達式，以確保被自動更新，如果所述第一水平的表達被改變。圖2. 精度亞型加強中心針245功能配置文件一個特征的配置文件用于定義使用標準慣例的結構內容，并且部件類別的選項。該文件的結構是通用的，因此可以用來定義許多不同類型的機械部件。該文件規(guī)定如下：適用的主要類型，亞型和變更; CAD模板，三維數據和位圖文件;尺寸;關鍵參數;參數約束;可編輯，并在CAD模板相應的表情全局參數;附加屬性，如材料，默認的交貨時間，價格;等的配置文件記錄被編碼，以指示該記錄解釋格式，這已被預先確定并且由所述記錄讀取方法識別。特征配置在這樣一種方式，一組中的成員是排他性彼此而來自不同的基團可以共存分組。例如，在三隅目錄，在任何時刻，只有一個子類型是有效的。通過使用UG功能控制機制，涉及到這些配置功能被激活或因此而中止。因此，重要的是要在一個紀律方式來建模在CAD模板，使得每個功能配置由控制表達充分和獨立地控制。類似的機制被施加到處理的改變。下一節(jié)包含關鍵參數，以及它們對應的表達式名稱，這與CAD模型的幾何特征有關。兩種類型的關鍵參數是有區(qū)別的：那些要顯示和編輯，以及那些被隱藏和不可編輯。約束也包括在格式，例如AB，他們讀到的組件對象的緩沖區(qū)和檢查，在適當的情況下，確保他們滿意。某些屬性是特定的主要類型/亞型/改變特定的配置。這些屬性可以是圖標的位圖文件的子類型/變更識別，關鍵尺寸，約束等，它們是指定的適用范圍。其他一般信息可以被包括在配置文件中，例如，寬容和購買信息。每個公差元件由參數，其上限和下限表示。的限度可以是參照其他參數值的表達式。因此，公差是由與關鍵參數相關聯(lián)，并且可以根據應用被更新并列出。這提供了一個可能的鏈接組件/模板附圖。今后，公差12，22，23也可以通過計算機輔助工藝設計（CAPP）系統(tǒng)中使用。對于購買應用程序，訂購信息可以由供應商所要求的格式給出，如sub_type大小 - KeyParameterListalterations端。的方法，已經實施通過解釋參數來生成有效順序代碼，然后從CAD模型中檢索它們的值。因此，它使采購文件或數據庫自動更新。6三維數據文件維度數據文件用于存儲由供應商作為默認值，根據大小組織提供預定尺寸值。在SCL數據結構中，每個參數由四個變量，電流，最小，增量和最大值表示。的參數的當前值被用來更新CAD的表達式值，當用戶選擇一個特定的尺寸，然后在CAD模型反過來根據所選大小進行更新。指定的允許范圍內的其他值是在SCL參數編輯UI功能非常有用的。7 “QM_STD_COMP”類型的數據結構為了表示在CAD會話的標準組件，命名為QM_STD_COMP“類”已被定義。 AQM_STD_COMP對象的屬性聚成兩組，持久性和緩沖塊。持久性與通過當QM_STD_COMP對象是活動的一個映射鏈接運行時會話期間，CAD組件指針相關。它們是靜態(tài)的，并存儲在CAD屬性的形式。這不是一個簡單的任務來實現。一方面在CAD指針的實體在運行時被分配，并且僅適用于當前會話;另一方面，一個QM_STD_COMP對象必須與一個CAD組件模型，使得它的屬性是關閉當前UG會話后持久性，并且可以在下一會話檢索相關聯(lián)。為了解決這個問題，UG的用戶定義對象（UDOs）被使用。他們可以保持連接到CAD實體持續(xù)的聯(lián)系。 QuickMould維護被稱為貨幣字典?？顚Ｓ肬DO指針列表。每個指針經由UDO相關聯(lián)的幾何實體。當QuickMould啟動，它會搜索所有QuickMould UDOs并建立貨幣字典。因此QuickMould對象被動態(tài)地識別并與它們對應的CAD幾何實體映射。持久性屬性，如供應商名稱，類別和主要類型，提供輸入使用圖書館的目錄和文件預定義的命名約定來定位功能配置文件。一旦配置文件被識別，在CAD模板文件以及每個QM_STD_COMP對象的尺寸的數據文件可以被唯一檢索。通常情況下，SCL允許用戶設置自己的選擇，然后確認。為了便于修改組件的取消，則使用一個緩沖器。該緩沖器支持編輯和用戶界面功能。它包含的修改的屬性要被最終保存到UG庫為“永久性”屬性，或者被刪除。除了持久屬性的映射副本，它還包含變更組，允許用戶選擇，約束接受用戶的輸入之前進行驗證，并顯示由用戶可編輯的參數對于QM_STD_COMP類的方法被分為四個層次。最低級別包含實施檢索和設置類對象的所有屬性訪問方法。第二個層次的方法是支持對象的功能，包括字符串處理，表達式解釋和評價等第三級被命名為功能的方法，以迎合參數編輯，備份所需的表達常見的操作，恢復為撤消功能配置之間的宗旨，和交換。為了支持UI編輯字段，方法評估當前的參數值，范圍，限制，甚至連順序碼在這個級別也可以實現。此類的方法的最高級別稱為中的應用方法，其中引入作為關鍵場景在下一節(jié)。8標準組件庫方案8.1添加一個標準組件首先，一個空白QM_STD_COMP對象被啟動。 SCL模塊將分配對象屬性一步一步來。該模塊搜索庫目錄，確定所有庫項目，并將它們分組到一個供應商 - 類別的主要類型樹結構。主UI（參見圖3a）被啟動。一旦用戶從可用的供應商和類別的選擇，立即將功能配置文件被識別和解釋。從該文件的信息的組件對象的屬性定義如在CAD模板文件名，它的主要類型的名稱，可用的亞型和變型和它們的相應的位圖文件名和切換表達式，關鍵參數和它們的相應表達式通過編輯用戶界面等，然后默認亞型和改變被設置為當前的選擇。在此階段，用戶可以切換功能配置。配置組成員之間的排除規(guī)則適用。當一個改變被觸發(fā)時，同組其他變動被切換掉。根據用戶的選擇，可顯示和非顯示的參數，約束和公差，以及其他屬性，如可用的材料，被指定為對象的屬性。第二，CAD模板文件再裝并保存為在項目目錄（圖4）亞型。新功能配置一個新的零件文件/改變是立即生效根據用戶的選擇，大小信息，如允許的尺寸，參數值和范圍，從維數據文件中獲得，并在“QM_STD_COMP”對象的關鍵參數都具有默認尺寸的預定義值分配。用戶需要添加新組件時選擇大小。如果用戶選擇不同的尺寸，從維數據文件中獲取所選大小的預定義參數值。它們被分配給QM_STD_COMP對象的關鍵參數。當用戶確認選擇，幾何尺寸使用QM_STD_COMP方法更新。將零件插入到選定的母件下的模具組件中。從這里，用戶可以編輯，接受或刪除這個組件。當用戶確認該組件并退出SCL模塊，對象的屬性被存儲作為CAD屬性和QuickMould對象被刪除。到現在為止，該標準組件可以無縫地存儲為CAD組件。如由圖1所示的用戶界面顯示。圖5a，關鍵參數可以進一步修改或定制。當UI出現時，QM_STD_COMP對象已經建立的所有與此相關的特定組件的屬性。在QM_STD_COMP對象的大小，和其它關鍵參數分配與當前有效的值。同時，約束的參數范圍也從三維數據文件中檢索。當用戶密鑰在其輸入，單個編輯字段的回調函數驗證對約束和范圍內的輸入值。如果沒有違反這些輸入值被接受為對象構件的屬性。一旦用戶點擊應用或OK從UI按鈕，那些與QM_STD_COMP對象的關鍵參數表達式被分配給了新價值，和幾何自動更新。圖3. QuickMould SCL主用戶界面圖4. SCL部分具有不同的變化的一個例子圖5. SCL參數編輯用戶界面8.2編輯標準組件用戶可以編輯QuickMould應用程序中插入的組件。一旦被激活，它會搜索在裝配CAD文件中的所有對象QuickMould（UDOs）。它們被登記在貨幣字典。這意味著Quickmould自動識別選定的標準組件和實例一個新的QM_STD_Comp對象。相關的所有屬性檢索到更新的對象。然后如圖主SCL UI。 3A或3B正在搜索可用的庫項目后成立。實際上，當QM_STD_COMP被激活時，它的功能配置文件被再次讀取，為當前配置的信息，并用于按鈕的相應選擇項在UI中發(fā)起為好。該標準組件現在可以被精確地編輯，因為它是第一次被插入時。由于對象已經完全建立，用戶可以重新選擇供應商，類，亞型和改建，并編輯尺寸和主要參數，然后單擊“”應用“”。值得一提的是，當該類別被改變?yōu)椴煌囊粋€，一個新的模板，然后裝入一個新的QM_STD_COMP對象被建立。原始組件模板，配置和數據文件沒有被刪除，直到用戶確認更換。8.3刪除一個標準組件方法已經執(zhí)行刪除所選從項目裝配標準組件，所以從當前項目目錄模板，配置和數據文件。同時，在會話相關的貨幣對象和字典指針也被清理。9案例研究在本節(jié)中，上面提到的組件類別，如在圖1中所示的“注道襯套”。進行了研究來說明這個組件庫的功能。要添加此類別的進庫，首先創(chuàng)建一個配置文件。它規(guī)定了五大類型，從SBTM，以sbtsh;相應的CAD模板文件，“sbt_.prt”;三維數據文件，“直澆道襯套”。和所有的位圖文件（* .BMP）要求的用戶界面。因為沒有子類型澆口套，默認情況下，有效的主要類型被列為亞型，即SBTM.sbtsh。所有的屬性是根據其在配置文件中范圍組織，例如，D公差= H6是適用于所有的情況下，而材料= HPM1“和”“hardness_value = 40 HRC是在主要類型的SBTM和只有sbtmh的范圍界定。這個分類中有15改變。它們被分成三組在配置文件中，即，KC獨自為一體，AIW到ZC作為另一個，和LKC作為第三。然后，在同一文件中，參數被分組為可顯示的一樣，L和SR，或者非顯示的，如D“和”“一個”“。其相應的表達名稱由方指定方。約束也包括在格式為V = A + 2。它們被評估每次當CAD模型被更新的時間。同樣地，公差被表示為H 1 0.05 0.03，其可以，如果它與系統(tǒng)集成為12引入了用于工藝設計和公差分析。接下來，參數化CAD模型的構建與表達控制的每個功能配置。在這種情況下，從AIW到LKC是可選的變化和他們每個人的由表達式控制以暫停或激活。然后，根據在一維表的大小創(chuàng)建的三維數據文件和組織。每個大小包含如在圖中指定的預定義參數值。接著，每個亞型或改動，與關鍵尺寸的草圖位圖文件，另一個沒有他們被創(chuàng)建，然后納入圖書館的用戶界面自動。到現在為止，庫項目，sbt_已創(chuàng)建。在進入SCL模塊的環(huán)境下，圖書館通過搜索庫目錄自動識別該項目。圖。圖3a顯示選擇此組件項目主要SCL UI。用戶已經選擇了“”三隅從第一下拉菜單出其他供應商，然后澆道襯套作為類別。動態(tài)，購主要類型，亞型，購改建和一個默認的配置被顯示在UI幀（圖3a）。的有效的配置位圖被顯示在用戶界面上為好。一旦用戶點擊確定或應用，庫元素加載。初始組件模型示于圖。 4A。所有主要的/子類型是排他性的，例如，如果為SBTM的功能配置被激活，然后其他人立即暫停。這種排除也適用于改變在同一組中。例如，用戶可以在配置的同時選擇改變KC，ALW和LKC（參見圖3b為UI和圖4b為CAD模型），但是從AIW到ZC改變中，只有其中的一個可以是在一個時間的效果。如示于圖3c中，在用戶界面上，“何時”ZC“被選中”，因為它們屬于同一組ALW被自動關閉。 KC和ZC改變可以一起選擇，因為它們是來自不同的改變組（參見圖3c為UI和圖6a為CAD模型）。當用戶點擊編輯組件參數“按鈕，如圖顯示編輯UI。 5A;根據CAD模型參數值被提取和顯示。它可以看出，僅出現顯示的參數，如“”L“”和“”SR。參數，如一圖OD和。 1不可編輯。在這個階段，如果用戶接受所有的參數值，通過點擊界面底部的“應用或OK按鈕，該組件會自動添加到項目中裝配。然后如圖使用者介面。 3C返回。用戶仍然可以通過點擊編輯組件參數“按鈕，從而導致圖所示的界面編輯所有的參數。 5A一次。當用戶改變從10到25的大小，然后該庫從三維數據文件取出相應的參數值并更新如在圖中所示的菜單。 5B。再次，根據用戶的確認時，CAD模型作為顯示圖更新。 6B。如果用戶最終接受了這個組件，庫可以產生像SBTM 25-70.0-SR23-P2.0-A1.0-V23.0-G10-KC13-U5- S10.5-T14.2階碼末端自動并將其存儲在以備將來參考CAD模型的屬性。圖6. SCL部分具有不同的參數值的例子10 優(yōu)點和局限性該組件庫能夠處理拓撲結構和目錄所需的壓縮CAD文件。相比較而言，傳統(tǒng)的3D參數庫開發(fā)為每個幾何拓撲參數模型和參數變化被限制為大小尺寸只1，2，11。其他更先進的3D組件庫12，18，19不允許拓撲結構可以很容易地修改。我們的組件庫是一個顯著改進，因為它減少了大量的CAD模型的模板。以三隅模具零件目錄24作為一個例子。它包含總計195主要類型和子類型，并為每個，可能有很多變化。如果我們假定10個改變?yōu)槠骄總€主要類型或子類型，則CAD模型的所需要的總數量是1950年QuickMold，各成分類別被實施為在庫中的一個項;只有21個項目都需要同一目錄。它已成功地用于從5廠商對于商業(yè)應用限定200多個不同類別的工業(yè)組件。這個庫可以方便地重復使用和無需編程的用戶自定義組件擴展。11 結論本文描述了一個高效的面向對象的庫模型參數化定義的機械部件。該模型擴展通過將不同的幾何拓撲和非幾何信息的電流參數方法。這是傳統(tǒng)的參數化設計的改進，其中CAD模型是硬編碼來處理這些信息。這一簡潔的，面向應用的模型是通用的，能夠定義多種機械部件。致謝：QuickMold研究項目是由新加坡資訊通信發(fā)展管理局（IDA）贊助，由新加坡南洋理工大學（NTU）和新加坡制造技術研究院（SIMT）聯(lián)合開發(fā)。