基于NX二次开发的方向盘分型面自动设计.pdf
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1、第 61 卷 第 9 期Vol.61 No.92023 年 9 月September 2023农业装备与车辆工程AGRICULTURAL EQUIPMENT&VEHICLE ENGINEERINGdoi:10.3969/j.issn.1673-3142.2023.09.020基于 NX 二次开发的方向盘分型面自动设计王齐东,仲梁维(200093 上海市 上海理工大学 机械工程学院)摘要 为了缩短模具的设计周期,基于 NX 二次开发,结合企业分模设计的知识经验,提出了一种基于规则和实例推理的方向盘分型面自动设计方案。利用 NX 提供的 API 接口,采用 C+编程语言以及 NX 自带的 UISt
2、yler 工具,结合 MySQL 数据库技术,开发了分型面智能设计系统,降低了对设计人员经验知识的依赖。实例表明,该系统提高了分型面设计效率,有一定应用价值。关键词 模具;分型面设计;二次开发;NX;中图分类号 U463.46;TG375+.4 文献标志码 A 文章编号 1673-3142(2023)09-0092-04引用格式:王齐东,仲粱维.基于 NX 二次开发的方向盘分型面自动设计 J.农业装备与车辆工程,2023,61(9):92-95.Automatic design of steering wheel parting surface based on NX secondary de
3、velopmentWANG Qidong,ZHONG Liangwei(School of Mechanical Engineering,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093,China)Abstract In order to shorten the design cycle of the mold,based on the secondary development of NX,combined with the knowledge and experience of enterprise par
4、ting design,an automatic design scheme of the steering wheel parting surface based on rules and case-based reasoning was proposed.Using the API interface provided by NX and the C+programming language and the UIStyler tool that comes with NX,and combining with MySQL database technology,the parting su
5、rface intelligent design system was developed,which reduced the dependence on the designers experience and knowledge.The example showed that the system could improve the efficiency of parting surface design and had certain application value.Key words mold;parting surface design;secondary development
6、;NX0 引言模具的分模设计就是将工件分为型芯型腔的过程,型芯型腔的质量取决于分型面的设计。通常分型面设计依赖设计师的经验,利用 NX 等三维软件通过拉伸、曲线网格、修剪与延伸等命令手动完成,效率较低。为提高生产效率,方向盘模具分型面设计的自动化、智能化势在必行。在模具设计自动化方面,学者们在确定拔模方向和分型线的自动提取等方面均进行了研究1-3。在自动生成分型面方面,涂小文等4根据分型线的凸凹性,将组成分型线的线段按类型分组,对不同组按不同规则生成连续面片,但是该方法在空间曲线较为复杂时效率低,难以准确生成面片;王静等5提出了一种根据分模线不同类型、采用对应的模具体积块生成的方法,该实体分模
7、方法的缺点是布尔运算有时无法生成型腔,导致无法分模。本文针对上述方法的不足,结合企业模具设计经验,在给定方向盘拔模方向及分型线的前提下,提出一种基于规则与实例推理生成压铸模分型面的方法。分型面是基于分型线的形状设计的,分型线先分割离散为基本曲线,然后进行重组,形成拐角实例,通过匹配数据库已有的实例,找到对应的设计方案,形成该拐角的分型面,最后将各个拐角的分型面进行缝合,形成整个分型面。1 基本方法分型面的设计是一个“经验性强,理论性弱”的复杂过程6,而采用基于规则与实例推理的方法能仿照手动制作分型面,可以通过借鉴和总结现有案例,解决分型面的设计困难问题。压铸模的分型面是根据分型线具体形状进行设
8、计的,利用曲线自身的切线信息(挠曲率等)将其离散分割重组后,一般可分为平面型分型线和空间混合型分型线。图 1 所示为方向盘骨架压铸模型及其完整的分型线。平面型分型面根据平面分型线直接拉伸生成,收稿日期:2022-08-1693第 61 卷第 9 期因此按基于规则的方式设计,其原理是找到一个垂直于该分型线所附着实体表面的矢量,将分型线沿着该矢量进行拉伸。复杂分型面形状变化很大,设计时无法遵循单一的规则,还需借助基于实例推理的设计方法。其过程是将成功的设计方案以实例的形式存储在实例库,然后在实例库匹配,设计时调用对应的分型面方案,若未检索到相似案例,则需手动完成设计。基于规则与实例推理的分型面设计
9、流程如图2 所示,步骤为:(1)将完成的设计案例存储在实例库中,提取这一类分型线的形状特征;(2)依据曲线自身形状,结合实例库常见的形状特征,离散分割分型线;(3)借助 NX 二次开发技术,将不同形状特征的分型线与设计方案一一对应,分别设计不同的分型面方案;(4)识别分型线是否为平面型分型线,是则基于规则进行分型面设计;否则基于实例推理进行分型面设计,根据形状特征在实例库中匹配实例设计方案;(5)若匹配不到对应方案,则需要人工设计分型面。2 关键技术2.1 NX 二次开发技术简介Siemens NX 具有强大的 CAD/CAM 功能,在模具行业运用广泛,NX 提供了 NXOpenC(UG Op
10、en API)、NXOpenC+、NXOpen Python、NXOpen.Net 等多种开发方式,如图 3 所示。UG Open API 是一系列库函数的集合,API 的核心包含约 2 000 个 C 函数,通过调用这些函数,用户可以建立、编辑、查询、修改 UG 的各种实体对象;开发者通过调用这些函数实现特定的需要;通过 UG Open API 编程几乎能够实现所有的造型功能。NXOpenC+面向对象开发、支持编辑等属性行为,几乎支持 NX 所有的功能。NXOpen Python、NXOpen.Net 通过共享 UG Open API 实现基本功能7。NX 提供 UIStyler 用户界面设
11、计、MenuScript菜单脚本语言作为工具。UI Styler 是 UG 自带的对话框界面编辑器,根据开发需求快速建立合适的对话框。本文使用 NXOpenC 和 NXOpenC+结合的方式开发。完整的 NX 开发流程如图 4 所示。2.2 分割分型线在分型线上进行点采样,根据分型线上采样点的特征信息,将曲线离散为由基本曲线段构成的多段线,进而得到由多个基本曲线组成的实例。曲线点采样运用到了 API 函数 UF_MODL_ask_curve_props,该函数输入曲线的 TAG(对象唯一标图 1 方向盘骨架和分型线Fig.1 Steering wheel frame and parting l
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