一种冰箱发泡模具系列化设计系统及其方法与流程

本发明属于计算机辅助设计技术领域，具体涉及一种基于SolidWorks的冰箱发泡模具系列化设计。

背景技术：

随着CAD软件的广泛应用，越来越多的设计人员利用其进行产品设计。SolidWorks软件因其特有的参数化特性被更多的设计者青睐。传统的设计方法是根据二维图先绘制零件，然后再将零件组装起来形成装配体。

这样的方法一个大的缺陷就是当要求生产一系列该产品时，需要从绘制二维图开始重新画零件然后装配，如果一个系列产品较多时，那么这将会是非常巨大的工作量，从而造成设计效率的降低，产品投放市场不及时造成损失。另外，因为一个产品就有一套图纸，所以这些图纸的管理需要耗费管理人员大量的精力。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有设计方法中存在的问题，提供一种发泡模具快速系列化的设计系统及其方法，以期能够根据已经绘制好的一个模型，通过修改主动尺寸数值快速得到一个新的产品，并且同时得到新产品的部件、零件及所对应的工程图，从而极大地提高生产效率，降低新产品的设计成本。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

本发明种冰箱发泡模具系列化设计系统的特点包括：标准件设计模块、部件设计模块、总装设计模块、材料库以及属性页模块；

所述材料库中包含各个类型的零件模型、零件工程图、装配体工程图、总装工程图；

所述标准件设计模块包括：零件数据库、图片预览单元、零件参数化单元和工程图单元；

所述零件数据库包含若干零件表，所述零件表用于存储零件名称、参数化尺寸值以及参数化尺寸名称；每个零件表对应于一类零件模型，每个零件表中的各个零件模型均具有各自的编号并与所述图片预览单元中的零件编号相对应；

所述零件参数化单元根据所选定的零件模型从相应的零件表中获取所选定的零件模型的编号并发送给所述图片预览单元；所述图片预览单元根据所选定的零件模型的编号找到相应编号的零件图片并进行显示；

所述零件参数化单元根据所选定的零件模型从相应的零件表中获取所选定的零件模型的零件名称、参数化尺寸值以及参数化尺寸名称，并根据所选定的零件模型的零件名称和参数化尺寸名称激活所选定的零件模型尺寸，从而修改所选定的零件模型的参数化尺寸值，进而完成所选定的零件模型的更新以及所选定的零件模型所在零件表的更新并发送给所述部件设计模块；

所述工程图单元用于激活所选定的零件模型的工程图，并将更新后的零件模型的零件工程图另保存为dwg格式或者pdf格式；

所述部件设计模块包括：部件数据库单元、部件装配单元；

所述部件装配单元根据所要装配的装配体工程图，首先生成一个空的装配体文件，然后根据所要装配的部件从相应的零件表调用不同类型的零件模型，再根据所调用的不同类型的零件模型设定相应的零件数量和位置，从而将所调用的不同类型的零件模型添加到所述空的装配体文件中，完成装配体文件的零件模型加载；再根据所述装配体工程图将所加载的零件模型进行装配，从而形成装配体；

所述部件数据库单元用于存储装配好的装配体，并将装配体名称及其路径保存到部件表中；

所述总装设计模块包括：总装数据库、总装系列化单元、总装装配单元；

所述总装数据库读取所述部件表中的装配体名称及其路径并传递给所述总装装配单元；

所述总装装配单元根据所要装配的总装工程图，首先生成一个空的总装文件，然后根据所要装配的总装从相应的部件表调用相应的装配体，再根据所调用的装配体设定相应的装配位置，从而将所调用的装配体添加到所述空的总装文件中，完成总装文件的装配体加载；再根据所述总装工程图将所加载的装配体进行装配，从而形成总装；

所述总装系列化单元根据总装的几何结构对确定各个装配体的主动尺寸，以及与主动尺寸相约束的被动尺寸；然后设定所述主动尺寸及其被动尺寸的约束关系式；并根据设计要求对装配体的主动尺寸进行修改，从而更新相应的装配体，进而更新总装并保存在总装表中；

所述属性页模块包括：组件查看单元、零部件属性单元；

所述组件查看模块用于查看装配体或总装的零件模型组成，并将结果存放于树状数据表中；

所述零部件属性单元分为零件属性子单元和装配体属性子单元，所述零件属性子单元用于添加零件模型的属性信息；所述装配体属性子单元用于添加装配体的属性信息。

本发明一种冰箱发泡模具系列化设计方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、在材料库中载入各个类型的零件模型、零件工程图、装配体工程图、总装工程图；

步骤2、将各个类型的零件模型的零件名称、参数化尺寸值以及参数化尺寸名称存入相应的零件表中；每个零件表对应于一类零件模型，每个零件表中的各个零件模型均具有各自的编号并与所述图片预览单元中的零件编号相对应；

步骤3、根据所选定的零件模型从相应的零件表中获取所选定的零件模型的编号；根据所述选定的零件模型的编号找到相应编号的零件图片并进行显示；

步骤4、根据所选定的零件模型从相应的零件表中获取所选定的零件模型的零件名称、参数化尺寸值以及参数化尺寸名称，并根据所选定的零件模型的零件名称和参数化尺寸名称激活所选定的零件模型尺寸，从而修改所选定的零件模型的参数化尺寸值，进而完成所选定的零件模型的更新以及所选定的零件模型所在零件表的更新；

步骤5、将更新后的零件模型的零件工程图另保存为dwg格式或者pdf格式；

步骤6、根据所要装配的装配体工程图，生成一个空的装配体文件；并据所要装配的部件从相应的零件表调用不同类型的零件模型，再根据所调用的不同类型的零件模型设定相应的零件数量和位置，从而将所调用的不同类型的零件模型添加到所述空的装配体文件中，完成装配体文件的零件模型加载；

步骤7、根据所述装配体工程图将所加载的零件模型进行装配，从而形成装配体，并将装配好的装配体、装配体名称及其路径保存到部件表中；

步骤8、根据所要装配的总装工程图生成一个空的总装文件，并根据所要装配的总装从相应的部件表调用相应的装配体，再根据所调用的装配体设定相应的装配位置，从而将所调用的装配体添加到所述空的总装文件中，完成总装文件的装配体加载；

步骤9、根据所述总装工程图将所加载的装配体进行装配，从而形成总装；

步骤10、根据总装的几何结构对确定各个装配体的主动尺寸，以及与主动尺寸相约束的被动尺寸；并设定所述主动尺寸及其被动尺寸的约束关系式；

步骤11、根据设计要求对装配体的主动尺寸进行修改，从而更新相应的装配体，进而更新总装并保存在总装表中。

本发明所述的冰箱发泡模具系列化设计方法的特点也在于，所述设计方法还包括：

步骤12、将装配体或总装的零件模型组成存放于树状数据表中；

步骤13、添加零件模型的属性信息或添加装配体的属性信息。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明采用零件参数化设计模块和总装设计模块对发泡模具进行系列化设计以及零件的参数化可以快速提高设计效率与质量，从而缩短了产品的研发周期，降低了设计成本。

2、本发明采用标准件设计模块，将标准件进行合理的分类，并且各类零件的设计独立进行，相互之间没有影响。标准件设计模块改变了以往零件设计从二维到三维、从无到有的方式的思路，设计人员只需根据现有模型，输入参数化的尺寸值就可以得到新的零件。并且可以将多组数据保存在数据库中，当设计人员使用设计该零件时只需点击数据库中一组数据就可以一步完成尺寸的赋值操作，相对于手动一个个输入来说，减少了设计人员的操作步骤，提高了设计效率。

3.本发明采用部件设计模块进行部件的组装操作。以往设计组装部件时通常都是在文件夹中寻找所需的零件，由于零件过多依次进行查找就显得太费时间，所以本发明用零件表的方式，将所有零件进行分类，然后将零件表传递给部件设计模块，当设计人员在设计新的发泡模具时，只需要在相应分类的零件表中选择该零件并将零件插入到装配体中，设计人员还可以设置零件插入的数量和位置。此方法极大地简化了部件组装的步骤。

4.本发明采用的总装设计模块中的总装系列化单元是直接对装配体进行的操作。设计人员首先分析发泡模具所需改变的几何机构，并且列出与该几何结构有着几何关系或装配关系的零件，然后选定一个若干关键零件，设定其需改变的尺寸为主动尺寸，其他尺寸为被动尺寸，并设置好主动尺寸与被动尺寸的关系。设计人员只需要给出主动尺寸的数值并更新装配体，就能够得到最新的产品，并且每一个产品的零件其尺寸值及工程图也都会得到更新，这样便极快的得到新产品的设计图纸。结果表明，总转系列化设计单元对于发泡模具的系列化设计的效率提高起到了巨大的促进作用。

5.本发明专利采用的属性页模块的组件查看单元主要用于查看部件或总装的一级组件，以往设计软件在查看装配体都会给出设计树，但是由于用户的操作，设计树经常展开造成了设计人员阅读极大地不方便，所以组件查看单元通过搜索设计树，并将一级组件传递给树状表并显示出来，并且其一级部件的显示不会因为设计人员的操作而改变，这样对于查看组件来说就相当的便利。

6.本发明专利采用的属性页模块零部件属性单元是用于快速对零部件进行属性添加操作，改变了以往属性添加是需设计人员一个一个去手动填写的方式，此方式不仅效率低下而且容易出错。现今，设计人员只需要单击属性表中所存储的信息就可以将属性值快速的传递给零部件，有效的保证了高效性和准确性。通过实践表明，该单元对于零部件属性添加操作效率极高，相同时间内其工作总量要远远超过传统方式的工作量，提高了设计效率，降低了新产品的开发成本。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明零件参数化流程图；

图3为本发明总装系列化流程图；

图4为本发明属性检索流程图。

具体实施方式

本实施例中，一种冰箱发泡模具系列化设计系统，包括：标准件设计模块、部件设计模块、总装设计模块、材料库以及属性页模块，如图1所示。其中，产品的系列化主要由标准件设计模块和总装设计模块完成。材料库用于放置已经绘制好的零部件三维图或者二维图，由一个专门的文件夹进行存储和管理，如“F:\文件”。

材料库中包含各个类型的零件模型、零件工程图、装配体工程图、总装工程图。为了方便设计人员的使用，一般一套磨具的所有文件即零件模型和零件工程图、部件模型和工程图以及总装的模型和工程图全部存储在一个文件夹中。

标准件设计模块包括：零件数据库、图片预览单元、零件参数化单元和工程图单元；

零件数据库包含若干零件表，零件表用于存储零件名称、参数化尺寸值以及参数化尺寸名称；每个零件表对应于一类零件模型，根据零件名称首字母排序法对每个零件的零件模型进行编号并将标号值存放在一个int型数据y中，编号值从1开始，中间不得间断，而后将编号值传递给图片预览模块，使图片预览单元中的图片编号与零件编号相对应；

零件参数化单元根据所选定的零件模型从相应的零件表中获取所选定的零件模型的编号y值并发送给图片预览单元；图片预览单元根据所选定的零件模型的编号找到相应编号的零件图片并进行显示；图片预览单元首先将所有预览图片进行隐藏，再根据所传递的y值选择与之对应的图片进行显示。

零件参数化单元根据所选定的零件模型从相应的零件表中获取所选定的零件模型的零件名称、参数化尺寸值以及参数化尺寸名称，并根据所选定的零件模型的零件名称和参数化尺寸名称激活所选定的零件模型尺寸，从而修改所选定的零件模型的参数化尺寸值，进而完成所选定的零件模型的更新以及所选定的零件模型所在零件表的更新并发送给部件设计模块，具体操作流程如图2所示。

工程图单元用于激活所选定的零件模型的工程图，如果当前设计人员打开的是一个工程图，那个该工程图就会被选定，然后根据设计人员的需要将更新后的零件模型的零件工程图另保存为dwg格式或者pdf格式；

部件设计模块包括：部件数据库单元、部件装配单元；

部件装配单元根据所要装配的装配体工程图，首先生成一个空的装配体文件，该空的装配体通过调用零件表，然后将零件表中零件插入到中配体中。根据所要装配的部件从相应的零件表调用不同类型的零件模型，设计人员只需要单击表中某一行即可改行所记录的零件。再根据所调用的不同类型的零件模型设定相应的零件数量和位置，从而将所调用的不同类型的零件模型添加到空的装配体文件中，完成装配体文件的零件模型加载；再根据装配体工程图将所加载的零件模型进行装配，从而形成装配体；

所述部件装配模块对所插入零件的数量和位置进行设定。利用鼠标进行左击获取当前点击位置的X、Y、Z坐标值，并将坐标值传递给部件装配模块，部件装配模块将所需零件插入到所点击的位置中。利用for循环重新获取坐标值然后插入所选零件，直到插入零件的数量与在部件装配模块中设定的数值一致，退出for循环。

部件数据库单元用于存储装配好的装配体，并将装配体名称及其路径保存到部件表中；

总装设计模块包括：总装数据库、总装系列化单元、总装装配单元；

总装数据库读取部件表中的装配体名称及其路径并传递给总装装配单元；

总装装配单元根据所要装配的总装工程图，首先生成一个空的总装文件，其工作方式与部件装配单元类型，根据所要装配的总装从相应的部件表调用相应的装配体，再根据所调用的装配体设定相应的装配位置，从而将所调用的装配体添加到空的总装文件中，完成总装文件的装配体加载；再根据总装工程图将所加载的装配体进行装配，从而形成总装。需要说明的是，在部件装配单元进行部件装配时，设计人员根据需求可以设计出一系列相同结构的部件，并将这一系列部件的部件名称及文件路径信息保存在部件表中，用户选择所需的部件时，系统根据文件路径打开部件并将部件加载进总装。

对于发泡模具系列化设计系统，其最重要的作用就是快速对整套模具进行系列化操作，并能够快速得到新产品的总装模型以及所有的图纸。如图3所示总装系列化单元根据总装的几何结构对各个装配体的部件进行分级，然后确定每一级中的的主动尺寸，以及与主动尺寸相约束的被动尺寸。除设计人员选定的关键部件外，其余较低级部件的主动尺寸在较高级装配体中，其主动尺寸将会成为被动尺寸；然后设定主动尺寸及其被动尺寸的约束关系式；并根据设计要求对装配体的主动尺寸进行修改，从而更新相应的装配体，进而更新总装并保存在总装表中；

属性页模块包括：组件查看单元、零部件属性单元；

组件查看模块用于查看装配体或总装的零件模型组成，并将结果存放于树状数据表中；

如图4所示通过for函数循环，组件查看单元首先从上至下依次检索装配体的设计树，如果检索结果不为“原点”，则抛弃该结果，检索下一个值，直到结果为“原点”，然后自“原点”以下结果作为部件保存到树状控件中，如果检索结果与上一次检索结果相同，则不保存该结果，即同一个零件插入多个零件的情况下也只作为一个部件进行保存，没检索到一个正确结果，树状控件更新数据一次。检索结果值为空时，检索结束，跳出for函数循环，并将树状控件信息传递给零部件属性单元。

零部件属性单元分为零件属性子单元和装配体属性子单元，零件属性子单元用于添加零件模型的属性信息；装配体属性子单元用于添加装配体的属性信息。当将一个零件或部件添加进SolidWorks设计界面时，本系统将检索该零件后缀，如若后缀为SLDASM或者sldasm时则表示该组件为装配体，应使用装配体属性子模块为其添加属性信息，当后缀为SLDPRT或者sldprt时表示该组件为零件，应使用零件属性子模块添加属性信息，如后缀为其它，则为其它类型的零件，不对其进行属性添加操作。

本实施例中，一种冰箱发泡模具系列化设计方法是通过对发泡模具零件进行合理的分类，然后对零件进行参数化操作，并配合对总装的系列化操作，可以快速的得到新产品的三维模型及其工程图，并且可以快速的对产品零部件工程图中的属性进行添加，具体的说，是按如下步骤进行：

步骤1、在材料库中载入各个类型的零件模型、零件工程图、装配体工程图、总装工程图，一套产品的所有文件应放置在一个文件夹中。

步骤2、首先根据磨具的结构对零件进行合理的分类，将各个类型的零件模型的零件名称、参数化尺寸值以及参数化尺寸名称存入相应的零件表中，存放的数据类型为字符串型，每个零件表对应于一类零件模型，每个零件表中的各个零件模型均具有各自的编号并与图片预览单元中的零件编号相对应，并将编号值存放在int型数据y中。

步骤3、根据所选定的零件模型从相应的零件表中获取所选定的零件模型的编号；根据选定的零件模型的编号找到相应编号的零件图片并进行显示，首先隐藏所有的图片，然后再显示特定的图片。

步骤4、根据所选定的零件模型从相应的零件表中获取所选定的零件模型的零件名称、参数化尺寸值以及参数化尺寸名称，并根据所选定的零件模型的零件名称和参数化尺寸名称激活所选定的零件模型尺寸，从而修改所选定的零件模型的参数化尺寸值，进而完成所选定的零件模型的更新以及所选定的零件模型所在零件表的更新，需要注意的是，零件尺寸修改并更新零件模型之后，零件的工程图也相应发生同样的改动。

步骤5、将更新后的零件模型的零件工程图另保存为dwg格式或者pdf格式，dwg格式用于产品的再设计，pdf格式为了保证打印的准确性；

步骤6、根据所要装配的装配体工程图，生成一个空的装配体文件；并据所要装配的部件从相应的零件表调用不同类型的零件模型，再根据所调用的不同类型的零件模型设定相应的零件数量和位置，从而将所调用的不同类型的零件模型添加到空的装配体文件中，完成装配体文件的零件模型加载。设计人员可以设定零件添加的个数与位置，由for循环完成。

步骤7、根据装配体工程图将所加载的零件模型进行装配，从而形成装配体，并将装配好的装配体、装配体名称及其路径保存到部件表中。部件装配模块根据需求可以有一系列结构相同但尺寸不同的部件，并都存放于部件表中，由设计人员进行选择。

步骤8、根据所要装配的总装工程图生成一个空的总装文件，并根据所要装配的总装从相应的部件表调用相应的装配体，再根据所调用的装配体设定相应的装配位置，从而将所调用的装配体添加到空的总装文件中，完成总装文件的装配体加载；对于总装装配单元，部件的位置系统设计人员已经给出了大致范围，设计人员可以不对其位置进行赋值。

步骤9、根据总装工程图将所加载的装配体进行装配，从而形成总装；

步骤10、根据总装的几何结构对确定各个装配体的主动尺寸，以及与主动尺寸相约束的被动尺寸；并设定主动尺寸及其被动尺寸的约束关系式；如“D1@草图1@零件1”＝“D2@拉伸2@零件3”.除设计人员选定的关键部件外，其余主动尺寸在较高一级的装配体中会成为被动尺寸。

步骤11、根据设计要求对装配体的主动尺寸进行修改，由于被动尺寸与主动尺寸之间存在具体关系式，被动尺寸值也会得到改变，从而更新相应的装配体，进而更新总装并保存在总装表中。

步骤12、将装配体或总装的零件模型组成存放于树状数据表中，并且只显示装配体的一级部件，除非装配体组件发生改变，否则其显示内容不随设计人员操作而改变。

步骤13、添加零件模型的属性信息或添加装配体的属性信息。若文件后缀为SLDASM或者sldasm时则使用装配体属性子模块为其添加属性信息，当后缀为SLDPRT或者sldprt时使用零件属性子模块添加属性信息，如后缀为其它，则不对其进行属性添加操作。