专利名称：：基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法
技术领域：
：本发明涉及计算机辅助设计领域，特别涉及计算机辅助设计成形模具领域，具体是指一种基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法。
背景技术：
：为了实现数控机床加工预、终锻模具，必须有相应的三维图，现有绘制模具三维图的方法，首先要绘制大量的二维图。这些二维图包括毛坯图、模具毛坯图、模具型腔图、终锻毛坯电极图、预锻毛坯电极图、料仓电极图、切边模电极图等。模具设计人员设计模具图的一般的过程是，根据工艺设计人员给出的毛坯图，他们主要做的工作如下(1)根据成品毛坯图设计模具毛坯；(含预锻毛坯和终锻毛坯)(2)设计模具型腔；(涉及模具型腔、收缩率、余量等工艺参数)(3)设计终锻毛坯电极；(涉及终端产品形状、放电间隙等因素)(4)设计预锻毛坯电极；(涉及预端产品形状、预终端余量、放电间隙等因素)(5)设计料仓电极。(涉及废边的容纳、宽度、放电间隙等因素)当所有的二维图完工后，三维设计人员根据这些二维图，开始设计制作三维模型，所有模型必须一个一个做，模型完工后交给编程人员，进行工艺加工编程、制作程序。由此可见，三维制作过程是繁瑣的，时间是漫长的，工作量4艮大。如果毛坯图某一尺寸需要修改，就会涉及到所有相关图纸的更改，万一有一张遗漏，就会造成错误。而且三维图修改比二维图更麻烦，有时从源头文起等于推倒重来，这样就给模具设计加工的工作带来了很大的不便。
发明内容本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够有效简化三维模具设计过程、缩短模型的设计周期、提高设计效率、操作简单方便、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法。为了实现上述的目的，本发明的基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法如下该基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤(1)系统根据用户的操作，输入成品毛坯设计数据信息；(2)系统根据所述的成品毛坯设计数据信息，利用基于特征的三维参数化模板进行三维造型处理，得到三维毛坯参数信息；(3)系统根据所述的三维毛坯参数信息，利用参数化模板进行生成预锻型腔模、终锻型腔模、型腔电极模和料仓电极模的处理操作；(4)系统根据所述的预锻型腔模、终锻型腔模、型腔电极模和料仓电极模，利用参数化模板进行生成锻模模型及相关工程图的处理操作；(5)系统进行后续的预、终锻模加工编程和电极模加工编程处理操作。该基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法中的参数化模板包括预锻毛坯参数变量模板、终锻毛坯参数变量模板、预锻型腔电极参数变量模板、终锻型腔电极参数变量模板、预锻料仓电极参数变量模板和终锻料仓电极参数变量模板，且各个参数化模板的参数变量相互关联。该基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法中的生成预锻型腔模、终锻型腔模、型腔电极模和料仓电极模的处理操作，包括以下步骤(11)系统根据所述的三维毛坯参数信息，利用所述的预锻毛坯参数变量模板和终锻毛坯参数变量模板分别生成预锻型腔模和终锻型腔模；(12)系统根据所述的预锻型腔模和终锻型腔模型，利用所述的预锻型腔电极参数变量模板和终锻型腔电极参数变量模板生成所述的型腔电极模；(13)系统根据所述的预锻型腔模、终锻型腔模料和三维毛坯参数信息，利用所述的预锻料仓电极参数变量模板和终锻料仓电极参数变量模板生成料仓电极模。该基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法中的参数化模板中还包括工程图纸参数变量模板，所述的生成锻模模型及相关工程图的处理操作，具体为系统根据所述的预锻毛坯参数变量模板、终锻毛坯参数变量模板和工程图纸参数变量模板生成锻模模型及相关的工程图。该基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法中的参数变量包括收缩率、放电间隙、第一补偿量、第二补偿量、终锻型腔电极周边宽度、预锻型腔电极周边宽度、终锻型腔电极圏内凸圓底部半径、终锻型腔电极圏内凸圆球面半径、预锻型腔电极圏内凹圓半径、终锻料仓电极周边宽度、预锻料仓电极周边宽度、料仓电极内腔深度、料仓电极第一宽度、料仓电极第二宽度、料仓电极斜度、废边厚度、中心对称距离和圈中心对称距离。采用了该发明的基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法，由于其中根据所提供的毛坯图，利用模板所建立的参数方程，自动完成三维造型，使得相同结构的系列产品只需共用同一模板，与单个制作三维模型方法相比，该方法具有提高效率、缩短周期、减少差错、便于修改等优点，模具三维设计响应市场的速度大大提高；同时，由于新技术运用全相关系统、平行设计、实时协同，不仅大大降低设计人员劳动强度，而且绘制三维速度比手工至少快五倍；不仅如此，在软件的参数化变量中，除了具体的尺寸，还包含着预、终锻模具的各项技术数据，这些汇集了模具设计者经验的经过量化的数据，如收缩率、放电间隙、废边厚度、预、终锻模之间的补偿量、拔模斜度等等，均在软件的参数中得到体现，从而巧妙的将锻压模设计的经验进行汇总，并归纳成了数字化的形式，操作过程简单方便，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。图1为本发明的基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法的工作流程图。图2为本发明的基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法的三维模具示意图。图3为本发明的基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法的三维型腔电极示意图。图4为本发明的基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法的具体实施方式中三维成品毛坯设计数据信息输入界面示意图。图5为本发明的基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法的具体实施方式中修改参数变量重新生成锻模模型和操作界面示意图。具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。请参阅图1至图3所示，该基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法，包括以下步骤(1)系统根据用户的操作，输入成品毛坯设计数据信息；(2)系统根据所述的成品毛坯设计数据信息，利用基于特征的三维参数化模板进行三维造型处理，得到三维毛坯参数信息；(3)系统根据所述的三維毛坯参数信息，利用参数化模板进行生成预锻型腔模、终锻型腔模、型腔电极模和料仓电极模的处理操作；该参数化模板包括预锻毛坯参数变量模板、终锻毛坯参数变量模板、预锻型腔电极参数变量模板、终锻型腔电极参数变量模板、预锻料仓电极参数变量模板和终锻料仓电极参数变量模板，且各个参数化模板的参数变量相互关联；所述的参数变量包括收缩率、放电间隙、第一补偿量、第二补偿量、终锻型腔电极周边宽度、预锻型腔电极周边宽度、终锻型腔电极圈内凸圓底部半径、终锻型腔电极圏内凸圆球面半径、预锻型腔电极圏内凹圆半径、终锻料仓电极周边宽度、预锻料仓电极周边宽度、料仓电极内腔深度、料仓电极第一宽度、料仓电极第二宽度、料仓电极斜度、废边厚度、中心对称距离和圏中心对称距离；生成预锻型腔模、终锻型腔模、型腔电极模和料仓电极模的处理操作，包括以下步骤(a)系统根据所述的三维毛坯参数信息，利用所述的预锻毛坯参数变量模板和终锻毛坯参数变量模板分别生成预锻型腔模和终锻型腔模；(b)系统根据所述的预锻型腔模和终锻型腔模型，利用所述的预锻型腔电极参数变量模板和终锻型腔电极参数变量模板生成所述的型腔电极模；(c)系统根据所述的预锻型腔模、终锻型腔模料和三维毛坯参数信息，利用所述的预锻料仓电极参数变量模板和终锻料仓电极参数变量模板生成料仓电极模；(4)系统根据所述的预锻型腔模、终锻型腔模、型腔电极模和料仓电极模，利用参数化模板进行生成锻模模型及相关工程图的处理操作，具体为系统根据所述的预锻毛坯参数变量模板、终锻毛坯参数变量模板和工程图纸参数变量模板生成锻模模型及相关的工程(5)系统进行后续的预、终锻模加工编程和电极模加工编程处理操作。在实际应用当中，本发明基本设计思想是利用参数化这个神奇武器，把手工操作的过程，通过软件在电脑上自动完成，本发明主要用于手术器械领域中预、终锻模具三维设计和加工，运用UG一sketch模块，将有关尺寸参数化，毛坯、电极、模具按设计按要求各自建立相应板块。只要给组成预、终锻毛坯、电极、模具图形的线条参数赋值，经过电脑运算，便能自动生成所需的毛坯三维造型，预、终锻模具三维造型，预、终锻型腔电极模三维造型，料仓电极模三维造型，以及所需的相应工程图。本发明通过下列模板实现以上功能(1)基于特征的三维参数化模板~~根据毛坯数据自动完成三维造型；(2)预、终锻模板~~根据三维毛坯的参数，自动生成预、终锻型腔模；(3)型腔电极模板——根据预、终锻模自动生成型腔电极模；(4)料仓电极模板——根据预、终锻模及毛坯自动生成料仓电极模；(5)预、终锻模具及工程图纸模板——自动生成锻模模型及相关的工程图。以上几个模板之间相互关联，如果修改毛坯图的某一数据，所有模板的对应数据会自动更新。同时所有模板的制作均用参数实现，各个参数变量在得到相应的数据后，就能更新成不同规格的产品模型，又因为产品与电极、模具之间是全关联的，模块间建立了工艺变量的数学关系，所以就能及时生成同规格的电极和模具，这就是预、终锻模三维参数造型的内涵思想所在。以手术器械中的手术剪为例，其中的毛坯尺寸参数标注说明如下(1)生成新规格需要输入的基本参数1J剪刀总长R6头端宽度方向圓弧尺寸2L2除刃口部分外剪刀的长R7刃口部分宽度方向连"J妄圆弧尺寸1L3杆部长度1(上杆宽度测量处)R8刃口部分宽度方向连接圓弧尺寸2L4杆部长度2(鳃-角的加工余量)R9刃口部分高度方向连接圓弧尺寸L5刃口部分圓弧限制点的长度R10头端高度方向圓弧尺寸头端宽度测量处R11图外倒角下杆宽度测量处。R12刀背20。方向外倒角圈、杆连接圓弧最低点与图部最高点的距离Tl头端高度Bl头端宽度T2鳃部高度B2鳃部宽度T3杆部大端高度B3上杆宽度T4圈部高度B4下杆宽度T12圓弧(R9)相对直线的高度B5團中心到杆内側的距离Tll头端刀口厚度B6圏中心到剪刀中心的距离T22头端到鳃部之间的刀口厚度Bll中心线位于头端的位置Rbl*头端截面各连接圆弧如Rbll、Rbl2.BI2圓弧(R7)相对直线的宽度Rb2*鳃部截面各连接圓弧如Rb21、Rb22B21圆弧(R8)相对直线的宽度Rb3*上杆截面各连^ft圓弧如Rb31、Rb32RO默认倒角Rb4*下杆截面各连接圓弧如Rb41、Rb42Rl圏外径半径尺寸AO图外径拔模斜度R2圏内径半径尺寸Al刃口夹角R3图，杆连接圆弧尺寸A2杆部、鳃部各截面拔模斜度(终)R4杆内側与圈外径连接圓弧尺寸A4图、杆连接部位拔模斜度R5头端宽度方向圓弧尺寸1A3杆部、乾-部各截面拔模斜度(预)(2)生成新规格可能要调整的工艺参数:SK收缩率Ul终锻型腔电极圈内凸圓底部半径GAP放电间隙U2终锻型腔电极圏内凸圓球面半径EX1补偿量1U3预锻型腔电极圈内凹圓半径EX2补偿量2EIW终锻型腔电极周边宽度E11W终锻料仓电极周边宽度E2W预锻型腔电极周边宽度E22W预锻料仓电极周边宽度H料仓电极内腔深度Fl废边厚度11料仓电极宽度1Ml中心对称距离12料仓电极宽度2Nl图中心对称距离TAP料仓电极斜度以下以手术剪为例，分别介绍使用方法和#:作步骤手术剪模版包含三个部分，分别为毛坯、电极和模具，但用两个目录区分开。(1)第一目录"ELE"文件的使用"ELE"目录下所有文件清单如下<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>a、将E1-E13所有模板文件拷贝到另一工作目录\ELE\下。b、使用按照手术剪毛坯参数标注格式的毛坯图尺寸，在空的".exp"文件中——填入相应毛坯基本参数作为某一规格参数文件。c、请参阅图4所示，在UGModeling模块中，使用者首先打开El,从"Tool—Expresion—I叩ort"导入已填好的规格参数文件(*.exp)后，执行"OK，，，文件当前状态已自动更改。d、然后依次打开E2—E13模版，每个文件都会分别自动更新成这一规格相应的3D文件，即可完成所有相应的毛坯及电极3D设计。e、在UGDrafting模块中，使用updateview来完成E7-E132D图纸模版的自动更新，并做局部手工调整和尺寸标注，即可完成所有相应的2D图纸设计。f、待ELE目录下所有文件更新后，存盘，关闭所有文件，然后进入mold目录(2)第二目录"MOLD"文件的使用在"MOLD"目录下所有文件清单如下<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>a、将M1-M13所有模板文件拷贝到另一工作目录\mold\下。b、使用按照手术剪毛坯参数标注格式的毛坯图尺寸，在空的".exp"文件中填入相应的毛坯基本参数作为某一规格参数文件，此文件必须与"ELE"目录中输入的数据相同。c、在UGModeling模块中，使用者首先打开Ml,从"Tool-Expresion-Inport"导入已填好的规格参数文件(*.exp)后，执行"OK",文件当前状态已自动更改。(软件输入界面见图四)d、然后依次打开M2—M13模版，使每个模版文件都分别自动更新成这一规格的相应文件，模具三维图自动生成，Mll为上模，M12为下模，M13为上下模装配图。e、在UGDrafting模块中，使用updateview来完成M11-M132D图纸模版的自动更新，并做局部手工调整和尺寸标注，即可完成所有相应的2D图纸设计。f、待MOLD目录下所有文件更新后，存盘。说明UG使用版本——UG—NX3。(3)力口工编程a、模具型腔加工；在UGManufacturing模块中，可以直接使用Mll、M12三维文件，设置好相关的切削参数、加工方法和驱动方法，生成加工程序，送入加工中心机床进行加工。10b、电极模型加工；在UGManufacturing模块中，可以直接使用E9-E13三维文件，设置好相关的切削参数、加工方法和驱动方法，生成加工程序，送入加工中心机床进行电极加工。c、请参阅图5所示，如果修改毛坯的某一尺寸，所有参数化文件自动刷新后，加工模块中程序项前端会出现红色符号，它表明数据已更改，此时只要点击生成命令(Generating),软件会自动进行修改生成新程序，红色符号即消失。采用了上述的基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法，由于其中根据所提供的毛坯图，利用模板所建立的参数方程，自动完成三维造型，使得相同结构的系列产品只需共用同一模板，与单个制作三维模型方法相比，该方法具有提高效率、缩短周期、减少差错、便于修改等优点，模具三维设计响应市场的速度大大提高；同时，由于新技术运用全相关系统、平行设计、实时协同，不仅大大降低设计人员劳动强度，而且绘制三维速度比手工至少快五倍；不仅如此，在软件的参数化变量中，除了具体的尺寸，还包含着预、终锻模具的各项技术数据，这些汇集了模具设计者经验的经过量化的数据，如收缩率、放电间隙、废边厚度、预、终锻模之间的补偿量、拔模斜度等等，均在软件的参数中得到体现，从而巧妙的将锻压模设计的经验进行汇总，并归纳成了数字化的形式，操作过程简单方便，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。权利要求1、一种基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤(1)系统根据用户的操作，输入成品毛坯设计数据信息；(2)系统根据所述的成品毛坯设计数据信息，利用基于特征的三维参数化模板进行三维造型处理，得到三维毛坯参数信息；(3)系统根据所述的三维毛坯参数信息，利用参数化模板进行生成预锻型腔模、终锻型腔模、型腔电极模和料仓电极模的处理操作；(4)系统根据所述的预锻型腔模、终锻型腔模、型腔电极模和料仓电极模，利用参数化模板进行生成锻模模型及相关工程图的处理操作；(5)系统进行后续的预、终锻模加工编程和电极模加工编程处理操作。2、根据权利要求1所述的基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法，其特征在于，所述的参数化模板包括预锻毛坯参数变量模板、终锻毛坯参数变量模板、预锻型腔电极参数变量模板、终锻型腔电极参数变量模板、预锻料仓电极参数变量模板和终锻料仓电极参数变量模板，且各个参数化模板的参数变量相互关联。3、根据权利要求2所述的基于计算机系统的预、g成形模具设计方法，其特征在于，所述的生成预锻型腔模、终锻型腔模、型腔电极模和料仓电极模的处理操作，包括以下步骤(11)[zl]系统根据所述的三维毛坯参数信息，利用所述的预锻毛坯参数变量才莫板和终锻毛坯参数变量模板分别生成预锻型腔模和终锻型腔模；(12)系统根据所述的预锻型腔模和终锻型腔模型，利用所述的预锻型腔电极参数变量模板和终锻型腔电极参数变量模板生成所述的型腔电极模；(13)系统根据所述的预锻型腔模、终锻型腔模料和三维毛坯参数信息，利用所述的预锻料仓电极参数变量模板和终锻料仓电极参数变量模板生成料仓电极模。4、根据权利要求2所述的基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法，其特征在于，所述的参数化模板中还包括工程图纸参数变量模板，所述的生成锻模模型及相关工程图的处理操作，具体为系统根据所述的预锻毛坯参数变量模板、终锻毛坯参数变量模板和工程图纸参数变量模板生成锻模模型及相关的工程图。5、根据权利要求2至4中任一项所述的基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法，其特征在于，所述的参数变量包括收缩率、放电间隙、第一补偿量、第二补偿量、终锻型腔电极周边宽度、预锻型腔电极周边宽度、终锻型腔电极圏内凸圓底部半径、终锻型腔电极圈内凸圓球面半径、预锻型腔电极圈内凹圆半径、终锻料仓电极周边宽度、预锻料仓电极周边宽度、料仓电极内腔深度、料仓电极第一宽度、料仓电极第二宽度、料仓电极斜度、废边厚度、中心对称距离和圏中心对称距离。全文摘要本发明涉及一种基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法，包括输入成品毛坯设计数据信息、利用基于特征的三维参数化模板进行三维造型处理得到三维毛坯参数信息、利用参数化模板进行生成预锻型腔模、终锻型腔模、型腔电极模和料仓电极模的处理操作、利用参数化模板进行生成锻模模型及相关工程图的处理操作、进行预、终锻模加工编程和电极模加工编程处理操作。采用该种基于计算机系统的预、终锻成形模具设计方法，提高了效率，缩短了设计周期，减少了差错，便于修改，降低了设计人员劳动强度，而且绘制三维速度比手工至少快五倍，并通过量化数据将锻压模设计经验汇总，归纳成数字化形式，操作过程简单方便，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。文档编号G06F17/50GK101315643SQ200810039960公开日2008年12月3日申请日期2008年7月1日优先权日2008年7月1日发明者胡壮军,鲍国华申请人:上海医疗器械(集团)有限公司手术器械厂