基于ug nx軟件的近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于UG?NX軟件的近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括分別與數(shù)據(jù)處理模塊連接的三維建模模塊、模具裝配建模模塊、有限元分析模塊、二維設(shè)計圖樣輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊；三維建模模塊與有限元分析模塊連接；有限元分析模塊與模具裝配建模模塊連接；模具裝配建模模塊與二維設(shè)計圖樣輸出模塊連接。本發(fā)明近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計軟件系統(tǒng)可以提高工作效率，縮短設(shè)計周期。如果模型庫中沒有相應(yīng)的模型數(shù)據(jù)，可以按照一般模具設(shè)計流程進行設(shè)計，然后將其導入系統(tǒng)模板庫，下次設(shè)計類似模具時即可作為模板調(diào)用，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。
【專利說明】基于UG NX軟件的近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)及方法，具體涉及一種基于UG NX軟件的近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]等靜壓成形技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于粉末冶金、國防科研、陶瓷等行業(yè)的產(chǎn)品研制與生產(chǎn)?，F(xiàn)有的等靜壓成形方法多采用橡膠彈性材料或金屬材料(用于熱等靜壓)做出一個大致的模具型腔，將粉末狀或顆粒狀原材料裝入彈性模具內(nèi)，然后置于一定溫度的超高壓流體中壓制，材料在溫度和壓力作用下發(fā)生粘結(jié)、熔融等物理化學變化，最終形成需要的產(chǎn)品毛坯。但是由于在成形過程中模具及產(chǎn)品均要發(fā)生大尺度的變形，而采用彈性模具的形狀具有不穩(wěn)定性，這種變形受產(chǎn)品的形狀結(jié)構(gòu)，特別是許多偶然因素的影響非常大，故采用彈性模具成形的產(chǎn)品尺寸控制難度大，只能將最終的產(chǎn)品按外形成形為一個大致形狀，而且考慮到成形過程中變形的不確定性，還必須留有足夠的加工余量，這也導致原材料的浪費和加工量的增加，尤其是對于一些價格昂貴的材料，這種模具將造成非常大的額外成本消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)及方法，以期待解決現(xiàn)有技術(shù)中近凈成形模具加工周期長，原材料的浪費和加工量的增加等問題。
[0004]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種基于UG NX軟件的近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)，包括分別與數(shù)據(jù)處理模塊連接的三維建模模塊、模具裝配建模模塊、有限元分析模塊、二維設(shè)計圖樣輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊；所述三維建模模塊與所述有限元分析模塊連接；所述有限元分析模塊與所述模具裝配建模模塊連接；所述模具裝配建模模塊與所述二維設(shè)計圖樣輸出模塊連接。
[0006]更進一步的技術(shù)方案是基于UG NX軟件的近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)還包括用于信息提示和報錯的數(shù)據(jù)反饋模塊，所述數(shù)據(jù)反饋模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，所述數(shù)據(jù)反饋模塊與所述有限元分析模塊連接。
[0007]更進一步的技術(shù)方案是數(shù)據(jù)存儲模塊包括:模具類型數(shù)據(jù)、模具規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)。
[0008]更進一步的技術(shù)方案是數(shù)據(jù)存儲模塊是可寫入數(shù)據(jù)存儲模塊。
[0009]更進一步的技術(shù)方案是提供一種基于UG NX軟件的近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計方法，所述的方法包括以下步驟:
[0010]根據(jù)模具需要成形的產(chǎn)品的類型選擇需要的模具類型，并輸入模具參數(shù)；
[0011]調(diào)用數(shù)據(jù)存儲模塊中相應(yīng)模板文件，通過UG NX軟件進行三維建模；
[0012]通過有限元分析模塊完成所述模具有限元仿真分析；
[0013]滿足材料的許用應(yīng)力后，二維設(shè)計圖樣輸出模塊生成相應(yīng)的報告文件；
[0014]模具裝配建模模塊完成模型的裝配檢查；[0015]二維設(shè)計圖樣輸出模塊輸出二維工程圖。
[0016]更進一步的技術(shù)方案是通過有限元分析模塊完成所述模具有限元仿真分析步驟中，當分析所得結(jié)果不滿足相應(yīng)條件時，數(shù)據(jù)反饋模塊發(fā)出提示和報錯，提示重新選擇模具材料或調(diào)整相應(yīng)的模具參數(shù)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計軟件系統(tǒng)可以提高工作效率，縮短設(shè)計周期。一般的模具設(shè)計周期為一個多月，采用本軟件系統(tǒng)，直接調(diào)用系統(tǒng)模板庫中的模具模型，修改其相應(yīng)參數(shù)即可得到需要的模型數(shù)據(jù)，設(shè)計周期可縮短到幾天。如果模型庫中沒有相應(yīng)的模型數(shù)據(jù)，可以按照一般模具設(shè)計流程進行設(shè)計，然后將其導入系統(tǒng)模板庫，下次設(shè)計類似模具時即可作為模板調(diào)用，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一個實施例系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明一個實施例方法主控流程圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步闡述。
[0021]如圖1所示圖1示出本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例基于UGNX軟件的近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)，包括分別與數(shù)據(jù)處理模塊I連接的三維建模模塊
2、模具裝配建模模塊4、有限元分析模塊3、二維設(shè)計圖樣輸出模塊6、數(shù)據(jù)存儲模塊7;數(shù)據(jù)存儲模塊包括:模具類型數(shù)據(jù)、模具規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)。定制符合標準化要求的3D建模和2D工程制圖模板，以及標準的制圖符號；三維建模模塊與有限元分析模塊連接；有限元分析模塊與模具裝配建模模塊連接；模具裝配建模模塊與二維設(shè)計圖樣輸出模塊連接。本實施例基于UG NX軟件的近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)還包括用于信息提示和報錯的數(shù)據(jù)反饋模塊5，數(shù)據(jù)反饋模塊與數(shù)據(jù)處理模塊連接，數(shù)據(jù)反饋模塊與有限元分析模塊連接。本實施例中數(shù)據(jù)處理模塊可以是計算機的中央處理器；數(shù)據(jù)存儲模塊可以是設(shè)計系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲庫，創(chuàng)建有國標標準件庫，有典型零件庫，包括零件制圖，有典型裝配庫，包括零件盒裝配制圖，有草圖界面庫。本數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)基于UG NX8軟件，通過二次開發(fā)和相應(yīng)功能模塊整合，建立模型重用庫和標準設(shè)計規(guī)范，從而形成新的近凈成形模具設(shè)計系統(tǒng)。
[0022]如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，本實施例基于UG NX軟件的近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計方法，包括以下步驟:根據(jù)模具需要成形的產(chǎn)品的類型選擇需要的模具類型，并輸入模具參數(shù)；調(diào)用數(shù)據(jù)存儲模塊中相應(yīng)模板文件，通過UG NX軟件進行三維建模；通過有限元分析模塊完成所述模具有限元仿真分析；當分析所得結(jié)果不滿足相應(yīng)條件時，數(shù)據(jù)反饋模塊發(fā)出提示和報錯，提示重新選擇模具材料或調(diào)整相應(yīng)的模具參數(shù)。滿足材料的許用應(yīng)力后，二維設(shè)計圖樣輸出模塊生成相應(yīng)的報告文件；模具裝配建模模塊完成模型的裝配檢查；二維設(shè)計圖樣輸出模塊輸出二維工程圖。具體的實施方案是，模具開發(fā)人員登錄開發(fā)軟件系統(tǒng)后，根據(jù)模具需成形的產(chǎn)品的類型選擇需要的模具類型，并輸入基本參數(shù)，如模具壓制產(chǎn)品的材料牌號、基本尺寸、工作壓力等。系統(tǒng)會通過調(diào)用系統(tǒng)材料庫內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，計算出所需的模具模腔的具體尺寸數(shù)據(jù)，并據(jù)此確定模具周邊零件的尺寸。通過調(diào)用相應(yīng)的模板文件，借助UG NX軟件進行模具的建模，生成模具的三維實體模型。[0023]此后，設(shè)計系統(tǒng)調(diào)用UG NX的有限元分析模塊，自動完成模具網(wǎng)格的劃分，載荷和約束的施加，完成相應(yīng)的模具有限元仿真分析。當分析所得的模具應(yīng)力不滿足相關(guān)材料的強度時，軟件則會發(fā)出提示和報錯，要求設(shè)計人員重新選擇模具材料或者調(diào)整相應(yīng)的模具基礎(chǔ)參數(shù)。當滿足材料的許用應(yīng)力后，則生成相應(yīng)的報告文件。
[0024]最后，設(shè)計軟件完成模型的裝配檢查。確認模型不存在過定位以及干涉現(xiàn)象的發(fā)生。并調(diào)用相應(yīng)的工程圖模板，生成模具的各個零件圖以及裝配圖，完成各種尺寸、形位公差以及粗糙度的標識，并輸出PDF格式的工程圖供模具加工使用。
[0025]在本說明書中所談到的“一個實施例”、“另一個實施例”、“實施例”、等，指的是結(jié)合該實施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個實施例。進一步來說，結(jié)合任一個實施例描述一個具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點時，所要主張的是結(jié)合其他實施例來實現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0026]盡管這里參照發(fā)明的多個解釋性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【權(quán)利要求】
1.一種基于UG NX軟件的近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于:包括分別與數(shù)據(jù)處理模塊連接的三維建模模塊、模具裝配建模模塊、有限元分析模塊、二維設(shè)計圖樣輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊；所述三維建模模塊與所述有限元分析模塊連接；所述有限元分析模塊與所述模具裝配建模模塊連接；所述模具裝配建模模塊與所述二維設(shè)計圖樣輸出模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于UGNX軟件的近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于還包括用于信息提示和報錯的數(shù)據(jù)反饋模塊，所述數(shù)據(jù)反饋模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊連接，所述數(shù)據(jù)反饋模塊與所述有限元分析模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于UGNX軟件的近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)存儲模塊包括:模具類型數(shù)據(jù)、模具規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于UGNX軟件的近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)存儲模塊是可寫入數(shù)據(jù)存儲模塊。
5.一種基于UG NX軟件的近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計方法，其特征在于所述的方法包括以下步驟: 根據(jù)模具需要成形的產(chǎn)品的類型選擇需要的模具類型，并輸入模具參數(shù)； 調(diào)用數(shù)據(jù)存儲模塊中相應(yīng)模板文件，通過UG NX軟件進行三維建模； 通過有限元分析模塊完成所述模具有限元仿真分析； 滿足材料的許用應(yīng)力后，二維設(shè)計圖樣輸出模塊生成相應(yīng)的報告文件； 模具裝配建模模塊完成模型的裝配檢查； 二維設(shè)計圖樣輸出模塊輸出二維工程圖。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于UGNX軟件的近凈成形模具數(shù)字化設(shè)計方法，其特征在于所述的通過有限元分析模塊完成所述模具有限元仿真分析步驟中，當分析所得結(jié)果不滿足相應(yīng)條件時，數(shù)據(jù)反饋模塊發(fā)出提示和報錯，提示重新選擇模具材料或調(diào)整相應(yīng)的模具參數(shù)。
【文檔編號】G06F17/50GK103914601SQ201410168548
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】李森, 陳良軍, 陳龍飛, 范玉德, 蔣道建, 劉建平, 鮑延年, 趙維, 樊星 申請人:中國工程物理研究院化工材料研究所