对基于UG的注射模电极自动化设计分析

吴昶 张海陆 陈绪彬

摘 要：本文将对UG进行阐述，并详细探究基于UG的注射模电极自动化设计，希望可以为相关工作者的研究提供一些帮助。

关键词：UG；注射模；自动化设计

前言：进入新时代后，模具行业迎来了发展的高峰期，其中注射模占据着较大比重，并且人们对其精度提出了更高的要求，这也就导致具体制造过程中必然会大量运用电极。而为了保证产品质量、减少成本，就必须了解UG系统，并在这一基础上做好注射模电极的自动化设计，从而促进模具行业更好发展。

一、UG概述

UG是Siemens PLM Software公司制作出的产品工程解决方案，其可以将数字化造型与验证手段提供给用户，为用户更好完成产品设计与加工工作提供便利[1]。UG属于交互式的计算机辅助设计与制造系统，其具有较强的功能，能够轻松完成各种各样的复杂实体、造型建构。这一系统的优势主要表现在以下方面：可以利用过程变更来促进产品变革；能够创造更大利润；可以为设计决策科学性、合理性提供保障。总而言之，UG是把将成功经验提供给客户当作基础，而这些解决方案不但能够对设计过程效率进行有效改善，将成本降到最低，还可以减少进入市场时间。

二、基于UG的注射模电极自动化设计

（一）电极自动化设计技术

在进行电极自动化设计时，必须做好两方面工作：一方面，保证型面分类的合理性，并制作出针对性的电极设计方案，促进系统自动决策方案的实现；另一方面，保证信息传递方式的高效性与数据结构的完整性，做好数据信息自动显示、编辑以及存储工作。只有这样，才能保证设计的科学性、合理性，从而更好制作出注射模产品。

1.型面分类

在模具中，放电型面是多样化的，这也就导致电极设计方法存在较大差异。通过对型面几何特点与设计方案的研究，可以将其分成多面包络型、复杂底面型以及两面包络型三种。其中，多面包络型的放电面相对规则，并且底面由超过两个的面所包围；复杂底面型的放电面是由众多不规则的曲面构成，涵盖大部分型面；而两面包络型则是对筋条电极部位进行设计，并且只存在2个约束面。

在对电极进行设计时，电极头是主要的设计部位，而依照上述分类，各种技术方案在具体设计过程中还存在较大区别。首先，多面包络型方案。凭借底面对其他包络面进行搜索，获得相应的包络体，并以周围面与底面为限，做好包络体的修剪工作，以此来获得相应电极头。其次，复杂底面型方案。结合底面获得可以包含全部底面的包络体，并求出布尔差运算结果，之后把全部底面缝合起来，把边缘拉伸成片体，最后通过对片体修剪的利用来获得过差包络体。这样，就可以获得与实际要求相符的电极头。最后，两面包络型方案。求底面与另外一面的包络体，而约束面则应该缝合好两个面之后，向着底面方向拉伸缝合面边缘，使其成为片体，然后再对包络体进行修剪，从而获得相应电极头。

在上述三种方案中，电机基座设计方案并不存在差异。而在注射模电极自动化系统中，这三种设计方案都应该被绑定在选择中，即用户在选择好类型之后，系统能够自动以相应设计方案为依据，自动生成与要求相符的电极。

2.数据结构

通常情况下，电极属性信息主要涉及到，名称、跑位坐标、几何尺寸、运用材料、数量以及加工制程等内容，并且会给后续的出图与加工工作带来较大影响。因此，在对电极进行设计时，必须做好电极属性信息的存储、传递工作。这也就意味着应该对模具企业进行调研，归纳电极设计中会涉及到的数据信息数量与种类，并设计出整体结构体变量，以各种形式把相应数据信息设置到结构体中，保证每一个电极都具备相应的结构体变量。通过这种方式，虽然可以有效集中、保存数据信息，并为传递提供便利，但算法编写十分复杂，而且耦合性较低。针对这一情况，可以利用UG添加实体属性功能来解决，即通过相应设置，凭借属性形式把全部和电极有关的数据信息归入到实体中，而在具体设计过程中，系统能够自动添加已知数据。这样，不但可以随时对数据信息进行修改、添加以及更新，还能够通过对电极属性的访问，获得相关数据信息，有利于工作效率的提升。

（二）注射模电极自动化系统构成

在充分考虑手动设计步骤的基础上，结合实际问题与电极设计特点，应该设计出以UG为基础的注射模电极自动化系统。这一系统主要包含系统支撑层、设计资源层、自动设计模块以及人机交互界面等内容。其中，支撑层主要有UG/OPEN二次开发接口与图形支撑环境，支撑环境的工作是對底层约束求解、图形变换以及图形构型等进行处理，而二次开发接口的作用则是有效连接UG造型系统和模块。设计资源层存在经验知识库与工艺规则库，经验知识库的作用就是为自动设计模块提供工艺支持，而工艺规则库则需要把各种信息提供给模块，如经验公式、设计规则以及尺寸参数等。自动设计模块在这一系统中占据重要地位，包含数据信息管理、二维图纸绘制、电极检测编辑、实体三维建模以及工艺分析等内容，主要工作就是有效整合知识、经验、规则以及工艺方案，并利用人机交互界面，促进系统内部描述的形成。而人机交互界面则存在信息提示行、对话框等，主要目的就是促进系统信息输出与用户信息输入的实现[2]。

结论：综上所述，在UG基础上做好注射模电极自动化设计具有重要意义。因此，必须了解UG系统，并做好型面类型分析与数据结构设计工作，明确注射模电极自动化系统的构成，促进设计效率与精准性的提升，保证注射模质量，从而促进我国模具行业健康发展。

参考文献：

[1]仇文平.基于UG的注塑模电极设计技术探析[J].橡塑技术与装备，2016（22）：27-28.

[2]刘金刚.UG注射模设计系统在模具设计与制造中的应用[J].中国高新技术企业，2015（15）：18-19.