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1、硕士研究生：导师姓名：申请学位级别：学科、专业：所在单位：答辩日期：学位授予单位：一L皴班豳盥豳C I a s s i f i e dl n d e x：U D C：T H l 6 2D i s s e r t a l i o nf O rt h eMU I S S e r t a t l O nt O rt h eMC a n d i d a t e：S u p e r V i s o r：L iY a q i a l lP r o f W a n gB i n x i uA c a d e m i cD e g r e eA p p l i e df o r：M a s t e ro fE
2、 n g i n e e r i n gS p e c i a l 锣：D a t eo fo r a lE x a m i n a t i o n：U n i V e r s i 锣：M e c h a n i c a lD e s i g na n dT h e o 巧J u n e2 0 1 0Q i n g d a oT e c h n o l o g i c a lU n i V e r s 时。等-奢晰善，i，舻2 3 3U G o p e n A P I 的两种不同环境的运行方式1 02 3 4U G O p e nA P I 程序的通用执行方式1 12 3 5U G O p e
3、 nA P I 相关函数的查询1 12 4 系统界面开发技术1 22 4 1U s e rT 0 0 1 s 工具l22 4 2M e n uS 嘶p t 菜单开发技术1 32 4 3U I S t y l e r 对话框开发技术1 62 5 二次开发工具之间的接口设计1 72 5 1对话框的调用方式1 82 5 2对话框及其U I O b j e c t 对象的响应接口程序182 5 3U G 0 l p e l lU I S t y l e r 对话框嵌套1 92 6 基于U G 的三维参数化零件库的创建方法2 02 6 1关系表达式法(E x p r e s s i o n)2 12 6
4、 2电子表格法(S p r e a d s h e 武)21学工学硕士学位论文D e f i n e dF e a t l l r e)2 2“2 2”2 3”2 3：!；”2 5”2 5“2 52 63 2 3阀芯体拉深次数的确定2 63 2 4 确定工艺方案2 83 3计算2 83 3 1计算所需力2 83 3 2 拉深行程的确定”3 03 3 3模具各工作部分尺寸的计算3 03 4 模具的总体设计3 23 4 1阀芯体四套模具拉深圆角的确定3 23 4 2 模具结构”3 43 4 3 模具的润滑一3 83 4 4 冲压设备的选择3 93 5 本章小结4 0第4 章弹簧端盖、阀芯外壳和阀体
5、的压铸成型4 14 1弹簧端盖、阀芯外壳和阀体的压铸成型4 14 2 平衡阀弹簧端盖的压铸成型4 14 2 1弹簧端盖的工艺性分析“4 14 2 2 计算“4 34 2 3 弹簧端盖压铸模具设计4 74 3阀芯外壳的压铸模具4 94 3 1阀芯外壳的工艺性分析”4 94 3 2阀芯外壳模具结构设计4 94 4 阀体压铸模具5 34 4 1阀体零件工艺性分析”5 34 4 2阀体模具结构设计5 34 5本章小结“5 4I I青岛理工大学工学硕士学位论文第5 章阀芯冲压模具C A D 系统的研发5 1阀芯冲压模具C A D 系统模块设计5 1 1 模具库模块“5 1 2 模具装配图库模块5 1 3
6、二维工程图库模块5 2阀芯模具C A D 系统的建立5 2 1阀芯模具库的建立5 2 2自动流量平衡阀模具装配库的建立”5 2 3 模具零件二维工程图库的建立5 3 模具库的应用举例第6 章阀体、阀芯外壳、弹簧端盖压铸模具C A D 系统的研发6 1 模具库模块6 2压铸模的C A D 系统总结与展望参考文献81攻读硕士期间发表的论文8 3致谢8 4I I l青岛理工大学工学硕士学位论文摘要自动流量平衡阀可以自动控制复杂截流面的过流面积，保证输出恒定流量，有利于提高供水系统性能，在工业、生活中得到广泛的应用。因此，企业若要在自动流量平衡阀市场上占领更大的市场份额，就必须制定先进的制造工艺，并借
7、助C A D平台，开发自动流量平衡阀专用模具的C A D C A M 系统。本课题采用U GN X 4 0 软件为开发平台，在V i s u a lC+6 O 开发环境下，通过对一系列二次开发方法的综合应用，设计出自动流量平衡阀专用模具，并把其开发成适应市场需要的C A D 系统模具库。具体研究内容如下：1)制定自动流量平衡阀的四个关键零件的制造工艺，并设计四个零件的专用模具，四种模具总体分为两大类：冲压模具和压铸模具；对这两类模具的一般设计流程，及模具的生产工艺和生产所用设备的选择进行研究。2)深入研究了U G 二次开发的相关内容。包括：菜单M e n uS c 邱t 定制技术；利用U G
8、O p e I lU I S t y l e r 可视化编辑器设计U G 标准对话框的方法；用户界面与开发程序的接口技术；V C+6 0 开发工具与U GN X 4 O 应用程序接口方法；基于U G 的三维参数化模具库的创建方法，并对其各自的特点进行了分析比较。3)利用软件工程的基本方法，针对自动流量平衡阀模具C A D 系统从需求分析、实施原则、实现目标等方面提出自动流量平衡阀模具快速开发C A D 系统的总体设计方案。该系统主要包括三大模块：自动流量平衡阀模具库模块、模具装配模块、各零部件的二维工程图模块。在分析各模块特点要求的基础上，针对不同的模块提出了不同的开发方法和实现要求的程序流程
9、图。4)通过实例详细介绍了自动流量平衡阀模具快速开发C A D 系统的对话框设计、应用程序设计、动态链接库的创建，并解决了自动流量平衡阀模具快速开发C A D 系统各模块的核心问题，包括模具库模块的对话框动态控制、模具零部件模块的对象创建和访问方式、装配模块中w A、便几何链接功能的实现、动态赋予初值等；最后通过用户菜单举例介绍了自动流量平衡阀模具快速开发C A D 系统的应用。关键词：自动流量平衡阀；制造工艺；冲压模具；压铸模具；二次开发；参数化设计；特征建模；U G I I；模具库青岛理工大学工学硕士学位论文A b s t r a c tr h ea u t o m a t i cn o
10、wb a l a n c eV a l V ew h i c hi sw i d e l ya p p l i e dt 0i n d u s t 巧a I l dd a i l y1 i f ec 锄c o n 仃D lt h eo r i f i c ea r e ao fc o m p l e Xi n t e r c 印如gf a c ea u t o m a t i c a l l y，e I l s u r eac o n s t a n to u t p u tn o wt oi m p r o V ep e r f o m a l l c eo ft h ewa t I e r
11、s u p p l ys y s t e m T h e r e f o r e，i ft h eE n t e r p r i s ew a n t St oG a i nl a r g e rm a r k e ts h a r ei nt h ef i e l do ft h ea u t o m a t i cf l o wb a l a I l c i I l gV a l V e，i ti sn e c e s s a 巧n o to n l yt 0d e V e l o pa d V a I l c e dt e c l l l l 0 1 0 9)，o fm a I l u
12、f a c n g；b u ta s l od e v e l o pC A D C Ms y s t e m 恤c hi su s e di n 也ea u t o m a t i cf l o wb a l a I l c eV a l V eS p e c i a lm 0 1 d，b ym eP 1 a t f o 彻o f C A D r h i sr e s e 疵hs l l _ b j e c tR e a l i z e si nt h es o Rd e V e l o p m e n tl(i to fU GN X 4 O，u n d e rt h es u a l C+
13、6 0d e V e l o p m e I l tc n v i】r o n m e I l t，m r o u g has e r i e sc o m b i n e du s eo fs e c o n d a D rd e ve _ l o】)m e n t，Id e s 咖e dS p 积a 1m o l do fa u t o m 撕cn o wb a l a l l C eV a l v e，a n dd e V e l o pi tt om o u l dd a t a b a S ew h i c hc o n f o n n st om a r k e td e l n
14、d，D e t a i l e ds t l l d ya sf 0 1 1 0 w s：1)F i r s t l yw o f k e do u tt h em 锄u f a 咖血gp r o c e s s e so ff o u rk e yp a r t so fa u t o m a t i cn o wb a l a n c eV a l V e s e c o n d l yd e s i 印e dS p e c i a lm o l do ft h ef o l l rk e yp a n s，41(i n d so fm o l d sa r eg e I l e r a
15、l l yd i V i d e di I l t o 仰oc a t e 9 0 r i e s：d i em o l da l l dc a s t i n gm o l d，T h i sr e s e a r c hs u b j e c td e s 嘶b e st h eg e n e r a ld e s i 盟p r o c e s sa n dt h ep r o d u c t i o nt ec：h n 0 1 0 9 yo fm i s 俩ot y p e sm 0 1 d，a l l dt h eC h o i C eo fp r o d u 嘶o ne q u i
16、p m e l l t 2)1 1 1 ea n i c l ei I l t e I l s i V es t l l d i e dt h er e l a t e dc o n t e n to fm es e c o n d a r)，d e v e l o p m e I l to nU G 1 1 1 c l u d e：c u s t o m i s a t i o nt e c l l l l 0 1 0 9 yo fM e I l uS 嘶p t；t h em e m o do fu s i n gU G O p e nU I S t y l e rt od e s i g
17、nU Gs t a n d a r dd i a l o gb o x；t 1 1 et e c h n o l o g yo fu s e r 证t e r f a c ea n dd e V e l o p m c n tp r o g r 觚l；t h e 硫疵em e m o do fV C+6 Od e v e l o p m e n tt o o l sa n dU GN X 4 O 印p l i c a t i o np r o 伊锄；m em e t h o do fc r e a t i n g 仕I r e e d i m e I l s i o n a lp a r 锄e
18、 t r i cm o u l dd a 诎a S eb a S e do nU G，a n d 锄a l y z e da 1 1 dc o m p a r e dt h d rr e s p e c t i v ec h a r a c t 舐s t i c s 3)U s i l l gt l l eb 2 L s i cm e t h o d so fs o f t w a r ee n 酉n e e r i n g，p o i n t i n gt oa u t o m a t i cn o wb a l a n c eV a l V em o l dC A Ds y s t e m
19、，T h ea n i c l eo f 衔e dt h er 印i dd e V e l o p m e I l to fa u t o m a t i cn o wb a l a I l c i n gV a l V em o l dd e s i 萨C A Ds y s t e mp r o 伊锄，i n c l u d em en e e d sa n a l y s i s，I n l p l e m e n t a t i o no ft h ep r i n c i p l e，a i m-o r e i n t e d 印p r o a c ha I l do t h e ra
20、 S p e c t s T h es y s t 锄c o n s i s t so f 廿l l 优m o d u l e s：A u t o m a t i cF 1 0 wC o I l t I 0 1V a l v e sm o u l dd a t a b a s e m 0 1 da S s e m b l ym o d u l e，t、)l，o-d i m e I l s i o n a ld r a w i n g so fa l lp a r t so ft h em o d u l e b a s e do nm eT青岛理工大学工学硕士学位论文a n a l y s i
21、 so fn l ec h a r a c t 喇s t i c so fe a c hm o d u l e，n e 甜i c l es e t e du pd i f j f 自e n td e V e l o p m e n tm e t l l o d so fd i f j f 打锄tm o d u l e sa n dp r o c e s sn o wc h a I to fa c h i e V er e q u i r c：m e I l t s 4)T h ep 印e ra l s oi I l 仃o d u c e dd i a l o gb o x，a p p l i
22、c a t i o nd e s i 萨，c r e 撕n gd y n a m i cl i l l l(1 i b r a r yo ft l l er 印i dd e V e l o p m e n to fa u t o m a t i cn o wb a l a I l c i n gv a l V em o l dd e s i g nC A Ds y s t e m，a I l dS o l V c dm eC o r ei s s u eo fe V e 巧m o l do ft h eC A Ds y s t e m，i 1 1 c l u d i n gm o u l dd
23、 a t a b a u s ed i a l o gd y I l 锄i cc o 椭r 0 1，m o l dc o m p o n c n t St oc r e a t ea n da C c e s st h em o d u l eo b j e c t印p r o a c h，t h ea s s e m b l ym o d u l eW A V Eg e o m e 仃j cr e a l i z a t i o no ft 1 1 e1 i I l k C t i o n，t h ed y n 锄i c 酉V e n“t i a lV a l u e，e t c；F 证a
24、l l y，u s i n gt 1 1 eu s e rm e n uc X a m p l e si n 仃D d u c e dt h eA p p l i c a t i o no fm er 印i dd e v e l o p m e n to fa u t o m a t i cf l o wb a l a n c i n gv a l v em o l dC A Ds y s t e m K e y w o r d：a u t o m a t i cf l o wb a l a n c eV a l V e；M a n u f 诎u r i n gT e c h n o l o
25、g y；d i e；c a S t i n gm o l d；s e c o n i l a 巧d e V e l o p m e n t；p a r a m e t r i cd e s i g n；f e a n】r em o d e l 血g；U G I I；m o u l dd a t a h a s eI I青岛理工大学工学硕士学位论文第1 章绪论C A D 技术是计算机科学与工程设计、分析相结合而形成的新兴技术，是计算机在工程技术中最有影响的应用之一，它是实现设计自动化，增强企业创新能力和竞争能力，加速国民经济发展和国防现代化的一项关键性高新技术，也是进一步向现代集成制造系统发展的
26、重要技术基础。C A D 技术在模具方面的应用推动了整个模具设计制造业的长足发展，使模具向精密、小巧、高效、复杂、可靠、长寿命迈出了一大步。在现代模具制造中，模具生产趋向标准化加工，各种大型软件也相应制定了通用技术规范，模具C A D 技术的应用已经非常普遍。建立通用化、实用化的模具C A D C 蝴系统成为国内外有关机构研究和开发的主攻方向。本文首先对制造自动流量平衡阀所用模具和C A D C A E 技术的发展进行介绍，然后对生产平衡阀所用模具进行系列开发，创建一组适合平衡阀制造的模具库。1 1自动流量平衡阀的特点自动流量平衡阀能够在工作压差范围内，以其内部安装的高性能弹簧控制复杂截流面的
27、过流面积，使输出流量保持恒定，有利于提高工业、生活供水系统的性能。自动流量平衡阀的阀胆能根据水系统的压差变化而变化，保证不会超过初始设定的水流量并吸收过量的压差，从而实现整个水系统压力和流量的自动平衡。它将会在人们的日常生活和生产过程中被广泛的应用，在如区域供暖系统、中央空调水系统、建筑给排水系统、石油化工流体输送系统、农业灌溉系统、电厂和冶金炼钢工业冷却水系统等一些复杂管路系统中，可以很好的调节流体输配系统，确保流体不偏离设计流量(即流量不平衡)，保证各个系统安全运行。其结构如图1 1 所示：其优点主要有以下几点：(1)节约项目成本，提高经济效益省略系统调试：可以为工程项目节约大量的时间，缩
28、短施工周期，使工程提前竣工，节约施工成本，提高效益；省略同程管理：可以为工程项目增加使用的面积和空间、节约安装及材料费用。青岛理工大学工学硕士学位论文123l061 阀芯体2 端盖3 阀芯定位弹簧4 可变过流端帽5 高精度控制弹簧6 阀芯可调螺母图1 1自动流量平衡阀内部装配结构图(2)方便使用，方便更改，减小能耗工程施工较为灵活，工程安装分期完工或设备分期使用都不会影响水系统平衡；当某些区域的水系统需要重新设计时，不会影响其它区域的水系统设计和平衡；由于整个水系统得到平衡，保证制冷机组(锅炉、换热器)及水泵以最佳的工作状态运行，具有明显的节能效果；保证水流量不会超过原来设计，保障所有设备的耐
29、用性，避免流量过大而造成的铜管损耗；水系统的流量平衡是自动进行，杜绝了人为破坏性调节的可能性。(3)减小的设计工作量，设计过程更加灵活无需对整个管道进行繁琐的阻力计算，加快设计速度；节省管材、相应材料及安装费用，把平衡水力系统的工作交给动态流量平衡阀来完成；可以避免因水系统不平衡带来的其他许多麻烦。1 2自动流量平衡阀制造工艺分析自动流量平衡阀的使用范围较广，一般阀体、阀芯外壳采用铸造工艺成型，并设计专门的夹具，用传统的切削方式加工主要配合面；阀芯体采用拉深工艺成型，并利用激光切割不规则的侧孔。本文在此工艺基础上，设计铸造工艺和拉深工艺的专用模具，尽量使模具标准化，方便其他设计者借鉴。总的来说
30、，利用模具制造零件的方法，是一种少切削、无切削、多工序重合的生产方法。用模具成型的工艺来代替传统的切削加工工艺，可以有效的提高生产效率，保证制件质量，节约材料，降低生产成本，从而取得较高的经济效益。作为工2业部门的重视。几毫米的小零件到轮廓尺寸达2 3 m、厚度达2 0 0 3 0 0 m m 的大型零件【3 1。因此用拉深工艺生产尺寸跨度较大的阀芯体是比较合理的。阀芯体是桶形零件，结构简单，精度要求较高，适用于精整拉深成型。精整拉伸成型最后得到的零件精度可达I T 6 I T 7 级，表面质量与磨削相似，完全符合阀芯体的加工要求 3】o 不过该零件拉深比比较大，一次拉深系数超过了极限拉深系数
31、，采用多次拉深，即把零件总的变形量进行分配，每次拉深只完成一部分变形，经过几次拉深最后得到所要形状。为了保证模具的加工精度和标准化设计，在这采用比较保守的多各单工序成型设计。多次拉深成形与一次拉深成形相比，在变形上存在以下特点：1)除第一次拉深外，多次拉深成形的坯料都为半成品，也就是已经经过一次变形，产生了加工硬化效应，这时坯料的力学性能和厚度均匀性上都比较差。2)在一次拉深变形中，凸缘部分参与变形，但在多次拉深成形中，只有压边圈下面的小部分凸缘参与拉深变形，凸缘的面积在变形中基本不变。坯料(半成品零件)筒壁的材料只是转移到压边圈下时才发生直径收缩。考虑到以上的一些因素，本文第三章是以阀芯零件
32、的冲压模具为例，介绍整套冲压模具的设计过程，并详细介绍工艺、计算、结构、零件、质量和材料等方面设计工作。1 2 2阀体、阀芯外壳、弹簧端盖的压铸成型这些关键件适合采用压铸成型工艺，如阀体的形状比较复杂，精度要求较高，所以制定加工工艺如下：首先用压铸方式成型毛坯，然后再机加工主要配合表面，以便保证阀芯在阀体中可以自由活动、阀体与管道可以紧密连接。另外阀体端盖和阀3青岛理工大学工学硕士学位论文芯可调内螺帽壁厚度不均，不适合板料拉深成型，也采用压铸方式成型。压铸工艺是在高压作用下，把液态或半液态金属很高的速度压入模具型腔，并在高压作用下快速凝结形成铸件的一种方法。只要设计出合理的模具，就可以利用压铸
33、工艺制造阀体、阀芯外壳、弹簧端帽等形状不规则的零件压铸模具设计涉及通常的模具设计、制造知识，也涉及到铸件的凝固过程、浇注系统的设计、排气系统的设计、砂芯与芯座的定位及温度对模具材料的强度、硬度、变形量影响等方面。它要求设计者不但在本领域有较深的理论知识和实践经验，而且对相关领域也应有所了解。本文的第四章围绕阀体、阀体端盖和阀芯可调内螺帽三种零件的压铸模具设计，论述了以下几方面内容，确定浇注方案，金属型模具总体结构设计的方法和原则，浇注系统和排气系统的设计方法和原则，芯头与芯座的配合方式及选择合理的配合间隙，金属型热平衡的计算，金属型失效的原因及延长使用寿命的方法，金属型材料的选择原则，热芯盒射
34、砂口及排气系统的设计等。1 3 标准化在模具制造中的重要性现在已是信息时代，产品更新换代很快。为满足用户的需要，必须加快制造过程，而标准化是加快生产的必备条件，是未来制造业发展的必然趋势。1 9 8 0 年，在国际标准化组织(I S O)的计划委员会的第1 8 次会议上，通过决议成立国际模具标准化组织，其代号为工I S O T C 2 9 S C 8。自1 9 8 2 年以来，S C 8 已经制定和审查通过了1 8 项国际模具技术标准。我国也成立了全国模具标准化技术委员会，先后制定了G B l 2 5 5 5 塑料注射模大型模架标准与G B l 2 5 5 6 塑料注射模中小型模架标准【1 7
35、】。纵观模具行业近年来的发展，模具结构的演变及制造工艺的改进，归纳起来有以下两点：模具标准化是现代模具设计与制造的基础；推行模具标准化是实现模具合理化生产必备条件。国外己对模具标准化工作非常重视，但我国模具的标准化程度并不高，模具设计者都按自己的意愿来设计，导致，即使一样的零件，也会有很多不同结构形式及尺寸规格的模具，使模具的加工制造变得异常复杂，调试模具变的冗长无序，延长了模具的生产周期。近几年来，我国在模具标准化上已有长足的进步，随着工业产品日趋多品种、小批量、个性、短周期化，模具标准化工作意义更为重大。目前模具行业标准件使用率已有提高，初步估计在4 0 q 5 之间，但与4青岛理工大学工
36、学硕士学位论文国际上7 0 8 0 的比率相差还比较大。我国不同地区、不同企业之间模具标准件使用覆盖率有比较明显的差异，三资企业比其他企业高，南方企业比北方高，特别是三资企业较集中的广东省，其企业的模具标准件使用率要远远高于其他地区。今后我国必须采取相应措施，针对模具生产特点，组织行业力量，进行快捷、适时地对模具生产企业进行标准化生产，来全面推行模具的标准化。我国“十五 模具行业发展规划提出，模具标准件要扩大品种、提高精度，其中主要品种要实现经济规模生产。2 0 0 5 年模具标准件使用覆盖率达到6 0，2 0 1 0 年要达到7 0 以上【4 3】。因此，加快模具标准件发展，加强模具产品的技
37、术含量，大力发展模具及C A D C A E C 蝴技术，对于提升我国模具行业的水平、拓展国内外市场具有重要的意义。1 4C A D 软件二次开发发展现状及前景目前市面上有多种C A D C 舢W C A E 软件被应用于模具设计中，但是这些通用的C A D 软件，甚至面向某一对象的专用的、商品化的C A D 软件，都难以满足形形色色具体产品设计的需求。一个企业若想全面使用C A D 技术，并取得较好的效果，应在C A D 系统基础，根据实际情况进行不同程度的用户化、本地化的二次开发，建立应用绘图系统和相应的数据库，成功组建具有企业特色的产品设计C A D 系统。基本C A D 系统的二次开发
38、有很多，但简单功能的增加已不能满足要求，专业化的功能开发应该是比较有前途。现在专家系统越来越受到社会的追捧，但发展现状不容乐观。有效的二次开发是C A D C 舢软件发挥效能的关键环节。我国有许多企业引进了知名的C A D C A M 系统，大多没有被充分的利用，企业对C A D 投资大，却没有真正达到全面提高设计质量、缩短设计周期的目的，也没有带来相应的利益。究其原因是未进行产品应用方面和管理方面的二次开发。抽样调查表明，目前国内引进了C A D C A M 系统的企业，进行用户化、本土化二次开发且利用率高、效益好的单位大约在2 0 左右。因此二次开发问题是目前国内推广C A D C A M
39、 所面临的一个重要课题。目前在微机平台上存在大量的三维C A D 软件，在我国C A D 市场上比较流行的有美国P T C 公司的P r o E n 百n e c r、E D S 公司的U G、S o l i dw o r k s 公司的S 0 1 i dw o r k s、A u t o d e s k 公司的A M D 以及U n i 酉a p h i c sS o l u t i o n s 公司的S o l i dE d g e 等。这些软件在功能上都是比较出色的，也都提供了相应的二次开发接口。从已有的资料来看，国青岛理工大学工学硕士学位论文内对P r o E n 西n e e r 和
40、U G 进行二次开发的研究较多，并有论文发表，其中对U G 进行的开发一般都局限于某一方面。本课题将综合利用其U Go p e n、零件族和U s e rT 0 0 l s等工具进行二次开发的研究。1 5 本课题的主要研究内容本课题主要针对生产自动流量平衡阀所用模具的结构及工艺性，以提高自动流量平阀模具的开发效率和研制水平为目的，就如何进行专用C A D 系统的二次开发做了深入的研究，完成了自动流量平衡阀模具快速开发C A D 系统各模块的设计，并对专用系统的关键技术理论及实现方法进行了研究，具体内容如下：1)设计了生产自动流量平衡阀的四个关键零件的模具，四种模具总体分为两大类：冲压模具和压铸
41、模具；介绍了这两种模具一般的设计流程，及模具的生产工艺和生产所用设备的选择。2)深入研究了U G 二次开发的相关内容。包括：菜单M e l l uS c 邱t 定制技术；利用U G o p e nU I S t y l e r 可视化编辑器设计U G 标准对话框的方法；用户界面与开发程序的接口技术；V C+6 0 开发工具与U G N X 4 0 应用程序接口方法；基于U G 的三维参数化模具库的创建方法，并对其各自的特点进行了分析比较。3)利用软件工程的基本方法，针对自动流量平衡阀模具C A D 系统从需求分析、实施原则、实现目标等方面提出自动流量平衡阀模具快速开发C A D 系统的总体设计
42、方案。该系统主要包括三大模块：自动流量平衡阀模具库模块、模具装配模块、各零部件的二维工程图模块。在分析各模块特点的基础上，针对不同的模块提出不同的开发方法和实现要求的程序流程图。4)通过实例详细介绍了自动流量平衡阀模具快速开发C A D 系统的对话框设计、应用程序设计、动态链接库的创建，并解决了自动流量平衡阀模具快速开发C A D 系统各模块的核心问题，包括模具库模块的对话框动态控制、模具零部件模块的对象创建和访问方式、装配模块中w A V E 几何链接功能的实现、动态赋予初值等；最后通过用户菜单举例介绍了自动流量平衡阀模具快速开发C A D 系统的应用。6青岛理工大学工学硕士学位论文第2 章
43、自动流量平衡阀模具库的开发平台2 1 开发平台选用实现产品的快速开发，相关的二次开发平台的选择是非常重要的，目前适合于进行机械产品二次开发的软件也有很多，比较常用的有：U G、P E、A u t o C A D 等软件。对比分析目前二次开发软件，本文在进行自动流量平衡阀模具库的开发中选用U GN X 4 O和S u a lc 州O 作为开发平台，原因有以下几点 4】：1)U G 是国际著名的C A D C A E C A M 一体化软件，应用广泛。2)U G 具有多种功能应用模块的无缝集成，可满足用户的各种需求。3)U G 具有良好的二次开发环境，可方便地实现各种用户定制。4)U G 中的U
44、G O P E NA P l 支持C C+功能，V C+6 O 平台有良好的继承性。2 2U G 的技术特性U G 是一个全面的数字产品开发系统，它横跨产品的整个开发周期。从概念设计到生产制造，U G 都表现出极大的创新性、设计协同性、可用性和高效性。总的来说，该软件主要有以下技术特性：z1 集成性U G 是一个完全集成的C A D C A M C A E 软件集，它致力于从概念设计到工程分析，到数字制造的整个产品开发过程，其C A D C 创W C A E 工作流程如图2 1 所示。2 相关性主模型(M a s t e rM o d e l)方法，可使得从设计到制造过程中所有的应用相关联。主
45、模型是U G 各种应用功能共同引用的零件模型，主要包含零件的三维模型数据。青岛理工大学工学硕士学位论文图2 1C A D C A E C 蝴工作流程图3 并行协作性U G 通过使用主模型、模具数据管理P D M(i M A N)、产品可视化(P V)以及I n t 锄e t技术，支持扩展企业从产品开发到客户应用各个阶段的并行协助。4 知识驱动自动化(K D A)所谓知识驱动自动化就是，获取过程知识来实现产品开发流程的自动化。技术与系统工作的方式相关，而工作流程和经验则与人们工作的方式相关，过程、经验和技术三者的结合是关键，U G 可以捕捉并反复利用知识。知识驱动自动化，U G 解决了怎样捕捉、
46、使用和运用制造者及其制造过程中积累的知识问题。5 客户化用户可以利用U G 提供的先进C A D C A E C A M 编程工具集，编辑开发U G，以满足用户的需要。2 3U G 二次开发技术U G 是支持三维参数化设计的造型系统，不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和工程图设计等功能，还提供了U G O P E NG R P、U G O P E NA P I、U G O p e n+和U G】F 程序设计模块、U G O P E NM e 肌S 嘶p 和U G O P E NU I S t y l e r 两个辅助开发模块，便于用户开发符合自己要求的C A D 系统【1 0】。本课题
47、主要应用U G 二次开发技术中U G O P E NA P I、M e 肌S 嘶p 和u G o P E NU I S t v l e r 三个功能模块。其中，U G O P E NA P I 使用C 语言进行程序设计，使用C 连接器和编译器建立在外部(E x t e m a l)和内部(I n t 锄a 1)环境都能运行的可执行程序青岛理工大学工学硕士学位论文(E X E)，和只能在内部环境运行的动态链接库(D L L)形式的程序。本课题相关程序的开发利用了强大的M i 啪s o R s u a lC+(简称V C)进行编辑，很好的利用了V C 的丰富资源和强大功能，使用面向对象的软件工程方
48、法进行软件开发。本节重点介绍在w i n d o w s 系统和s u a lC+6 0 集成开发环境中如何创建U G o p e I l A P I 应用程序。2 3 1U G o p e A P I 二次开发工程的创建U G o p e l lA P I 程序可以使用的是C 和C+编程语言，基于、i n d o w s 操作系统的U G 软件的开发可以在V C+6 0 环境下进行而。而编制U G o p e l lA P I 程序需要进行一定的设置，因为会牵扯U G 的其他文件，像头文件(木h 文件)、库文件(木1 i b 文件)和C 语言编程环境等。利用v C 生成动态链接库文件(d 1
49、 1)，它可以实现开发程序与U G 有的无缝连接，因为U G 启动时会自动加载动态链接库文件，其过程如图2 2 所示。生成D L L 文件有三种方法，下面分别对其进行介绍：图2 2D L L 调用过程(1)利用W i n 3 2D y n 锄i c L i n kL i b r a r y 创建U G O p e l lA P I 工程W i n 3 2D L L 向导只能创建W i n d o w s 的常规D L L，生成的这种文件只能导出C 样式函数，不能导出C+类成员函数和重载函数，也不支持M F C。相比较U G O p e nA p p W i z 矾，这种创建方式太过繁琐，还必须
50、人为的在V C 中进行各种设置，来建立U G 软件和V C 的连接。(2)利用M F CA p p w i z 砌(d 1 1)向导创建U G o p e nA P I 工程采用M F C 应用向导(M F CA p p W i z a r d)建立系统框架，可方便地调用M F C 类库。M F C(M i c r o s o RF o u n d a t i o nC l a s s)类库是w i n d o w s 下C+编程使用最广泛的类库。v i s u a lC+及其M F C 的界面灵活性和表达能力均优于U I S t y l e r 的功能。有效灵活的M F C 框架结构大大方便