對基于UG的注射模電極自動化設計分析

吳昶 張海陸 陳緒彬

摘 要：本文將對UG進行闡述，并詳細探究基于UG的注射模電極自動化設計，希望可以為相關工作者的研究提供一些幫助。

關鍵詞：UG；注射模；自動化設計

前言：進入新時代后，模具行業(yè)迎來了發(fā)展的高峰期，其中注射模占據(jù)著較大比重，并且人們對其精度提出了更高的要求，這也就導致具體制造過程中必然會大量運用電極。而為了保證產(chǎn)品質(zhì)量、減少成本，就必須了解UG系統(tǒng)，并在這一基礎上做好注射模電極的自動化設計，從而促進模具行業(yè)更好發(fā)展。

一、UG概述

UG是Siemens PLM Software公司制作出的產(chǎn)品工程解決方案，其可以將數(shù)字化造型與驗證手段提供給用戶，為用戶更好完成產(chǎn)品設計與加工工作提供便利[1]。UG屬于交互式的計算機輔助設計與制造系統(tǒng)，其具有較強的功能，能夠輕松完成各種各樣的復雜實體、造型建構。這一系統(tǒng)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下方面：可以利用過程變更來促進產(chǎn)品變革；能夠創(chuàng)造更大利潤；可以為設計決策科學性、合理性提供保障?？偠灾琔G是把將成功經(jīng)驗提供給客戶當作基礎，而這些解決方案不但能夠?qū)υO計過程效率進行有效改善，將成本降到最低，還可以減少進入市場時間。

二、基于UG的注射模電極自動化設計

（一）電極自動化設計技術

在進行電極自動化設計時，必須做好兩方面工作：一方面，保證型面分類的合理性，并制作出針對性的電極設計方案，促進系統(tǒng)自動決策方案的實現(xiàn)；另一方面，保證信息傳遞方式的高效性與數(shù)據(jù)結構的完整性，做好數(shù)據(jù)信息自動顯示、編輯以及存儲工作。只有這樣，才能保證設計的科學性、合理性，從而更好制作出注射模產(chǎn)品。

1.型面分類

在模具中，放電型面是多樣化的，這也就導致電極設計方法存在較大差異。通過對型面幾何特點與設計方案的研究，可以將其分成多面包絡型、復雜底面型以及兩面包絡型三種。其中，多面包絡型的放電面相對規(guī)則，并且底面由超過兩個的面所包圍；復雜底面型的放電面是由眾多不規(guī)則的曲面構成，涵蓋大部分型面；而兩面包絡型則是對筋條電極部位進行設計，并且只存在2個約束面。

在對電極進行設計時，電極頭是主要的設計部位，而依照上述分類，各種技術方案在具體設計過程中還存在較大區(qū)別。首先，多面包絡型方案。憑借底面對其他包絡面進行搜索，獲得相應的包絡體，并以周圍面與底面為限，做好包絡體的修剪工作，以此來獲得相應電極頭。其次，復雜底面型方案。結合底面獲得可以包含全部底面的包絡體，并求出布爾差運算結果，之后把全部底面縫合起來，把邊緣拉伸成片體，最后通過對片體修剪的利用來獲得過差包絡體。這樣，就可以獲得與實際要求相符的電極頭。最后，兩面包絡型方案。求底面與另外一面的包絡體，而約束面則應該縫合好兩個面之后，向著底面方向拉伸縫合面邊緣，使其成為片體，然后再對包絡體進行修剪，從而獲得相應電極頭。

在上述三種方案中，電機基座設計方案并不存在差異。而在注射模電極自動化系統(tǒng)中，這三種設計方案都應該被綁定在選擇中，即用戶在選擇好類型之后，系統(tǒng)能夠自動以相應設計方案為依據(jù)，自動生成與要求相符的電極。

2.數(shù)據(jù)結構

通常情況下，電極屬性信息主要涉及到，名稱、跑位坐標、幾何尺寸、運用材料、數(shù)量以及加工制程等內(nèi)容，并且會給后續(xù)的出圖與加工工作帶來較大影響。因此，在對電極進行設計時，必須做好電極屬性信息的存儲、傳遞工作。這也就意味著應該對模具企業(yè)進行調(diào)研，歸納電極設計中會涉及到的數(shù)據(jù)信息數(shù)量與種類，并設計出整體結構體變量，以各種形式把相應數(shù)據(jù)信息設置到結構體中，保證每一個電極都具備相應的結構體變量。通過這種方式，雖然可以有效集中、保存數(shù)據(jù)信息，并為傳遞提供便利，但算法編寫十分復雜，而且耦合性較低。針對這一情況，可以利用UG添加實體屬性功能來解決，即通過相應設置，憑借屬性形式把全部和電極有關的數(shù)據(jù)信息歸入到實體中，而在具體設計過程中，系統(tǒng)能夠自動添加已知數(shù)據(jù)。這樣，不但可以隨時對數(shù)據(jù)信息進行修改、添加以及更新，還能夠通過對電極屬性的訪問，獲得相關數(shù)據(jù)信息，有利于工作效率的提升。

（二）注射模電極自動化系統(tǒng)構成

在充分考慮手動設計步驟的基礎上，結合實際問題與電極設計特點，應該設計出以UG為基礎的注射模電極自動化系統(tǒng)。這一系統(tǒng)主要包含系統(tǒng)支撐層、設計資源層、自動設計模塊以及人機交互界面等內(nèi)容。其中，支撐層主要有UG/OPEN二次開發(fā)接口與圖形支撐環(huán)境，支撐環(huán)境的工作是對底層約束求解、圖形變換以及圖形構型等進行處理，而二次開發(fā)接口的作用則是有效連接UG造型系統(tǒng)和模塊。設計資源層存在經(jīng)驗知識庫與工藝規(guī)則庫，經(jīng)驗知識庫的作用就是為自動設計模塊提供工藝支持，而工藝規(guī)則庫則需要把各種信息提供給模塊，如經(jīng)驗公式、設計規(guī)則以及尺寸參數(shù)等。自動設計模塊在這一系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，包含數(shù)據(jù)信息管理、二維圖紙繪制、電極檢測編輯、實體三維建模以及工藝分析等內(nèi)容，主要工作就是有效整合知識、經(jīng)驗、規(guī)則以及工藝方案，并利用人機交互界面，促進系統(tǒng)內(nèi)部描述的形成。而人機交互界面則存在信息提示行、對話框等，主要目的就是促進系統(tǒng)信息輸出與用戶信息輸入的實現(xiàn)[2]。

結論：綜上所述，在UG基礎上做好注射模電極自動化設計具有重要意義。因此，必須了解UG系統(tǒng)，并做好型面類型分析與數(shù)據(jù)結構設計工作，明確注射模電極自動化系統(tǒng)的構成，促進設計效率與精準性的提升，保證注射模質(zhì)量，從而促進我國模具行業(yè)健康發(fā)展。

參考文獻：

[1]仇文平.基于UG的注塑模電極設計技術探析[J].橡塑技術與裝備，2016（22）：27-28.

[2]劉金剛.UG注射模設計系統(tǒng)在模具設計與制造中的應用[J].中國高新技術企業(yè)，2015（15）：18-19.