铝型材挤压模具CAD中型材截面的实体信息处理.pdf

自动化与控制 1引言 在铝型材挤压生产中 挤压模工作带起着十 分重要的作用 它不仅决定着型材的内外尺寸精 度和表面质量等关键因素 而且是调整金属流速 的重要手段 工作带的设计是挤压模具设计的重 要内容 同时也是最难设计的内容之一 影响它 的因素非常多 目前主要依赖设计人员的经验确 定 再经过试模 修模直到能够生产出合格的产 品 本文拟采用计算机程序进行挤压型材截面 信息的提取及处理 以备挤压模具工作带的设计 计算与绘制 挤压模 C A D系统要具有灵活性 能 对任意形状的型材进行设计 型材截面形状直接 决定了模孔的形状 工作带的设计跟 C A D系统 建模时都需要用到截面信息 因此 必须首先将 挤压型材截面信息提取出来 铝型材的截面信息 是通过二维平面图形体现出来的 可以通过简单 的程序从 D X F文件把点 直线 圆 弧 等元素的 几何信息提取出来 但由于造型 绘图 的随意 性 提取来的信息是杂乱无章的 这些信息也仅 仅是每一元素的孤立信息 必须将这些信息进行 规整 转换 生成一定格式的数据文件 才可供后 续的 C A D建模调用 2C A D系统中的数据格式 D X F D r a w i n gE x c h a n g eF i l e 是对一个图形 的完整描述 在 C A D系统间传递数据所用的数 据交换标准之一 几乎所有的 C A D软件包都支 持它 本文采用 D X F数据格式来传递型材截面 信息 D X F文件的结构分为五段 标题段 表格段 铝型材挤压模具 C A D中型材截面 的实体信息处理 于利伟 吴向红 宫晓峰 齐建 董桂伟 山东大学材料科学与工程学院 济南 2 5 0 0 6 1 摘要 铝型材挤压模具中 工作带起着非常重要的作用 本文开发了铝型材挤压模具 C A D工作带 的实体信息处理程序 对铝型材截面信息进行提取 从而根据这些信息进行模孔工作带的设计计算 并传 到到 U G O P E N进行工作带图形绘制 本文中实体信息的提取主要包括实体元素信息的读取 轮廓分类和 排序 信息的传递主要指从型材截面传递到所需格式的数据文件和数据文件与 U G O P E N之间的传递 关键词 铝型材 工作带 C A D U G O p e n B e a r i n g L a n d E n t i t y I n f o r ma t i o n O r g a n i z i n g o f A l u mi n u m P r o f i l e E x t r u s i o n D i e C A DS y s t e m Y UL i w e i WUX i a n g h o n g G O N GX i a o f e n g Q I J i a n D O N GG u i w e i M a t e r i a l S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g I n s t i t u t e o f S h a n d o n g U n i v e r s i t y J i n a n A b s t r a c t B e a r i n g l a n dp l a y s a v e r y i m p o r t a n t r o l e i na l u m i n u mp r o f i l e e x t r u s i o n T h e p r o g r a mo f d e a l i n g w i t h t h e b e a r i n g l a n d e n t i t y i n f o r m a t i o n i n a l u m i n u me x t r u s i o n d i e C A Ds y s t e mi s d e v e l o p e d T h e p r o g r a mp i c k s u pt h e a l u m i n u mp r o f i l e c r o s s s e c t i o n i n f o r m a t i o n i n o r d e r t o d e s i g n a n d c a l c u l a t e d i e h o l e b e a r i n g l a n d a c c o r d i n g t o t h e s e i n f o r m a t i o na n dt r a n s f e r s t h e d a t a t o U G O P E Nt o g i v e t h e d r a w i n g s I nt h i s p a p e r e n t i t y i n f o r m a t i o np i c k i n g u p i n c l u d e se n t i t yi n f o r m a t i o nr e a d i n ga n dc o n t o u r ss o r t i n g T h ee n t i t yi n f o r m a t i o nt r a n s f e r m a i n l ye x i s t sb e t w e e n p r o f i l e c r o s s s e c t i o n a n d d a t a f i l e i n a c e r t a i n f o r m a t w e n e e d a s w e l l a s b e t w e e n d a t a f i l e a n d U G O p e n K e y w o r d s A l u m i n u mp r o f i l e B e a r i n g l a n d C A D U G O p e n 6 5 现代制造技术与装备2 0 0 6 第 1 期总第 1 7 0 期 块段 实体段和结束段 每个段均由若干个组组 成 组是段的最小书写单位 每个组在 D X F文件 中占两行 第一行为组代码 第二行为组值 组代 码代表该组数据的意义 如标志一个实体 图层 段 表等说明的开始 组代码的具体赋值取决于 图形的内容 例如 在 D X F文件中对一直线和一 圆弧的说明部分如图 1 所示 圆弧 直线 00 A R CL I N E 1 0 01 0 0 A c D b C i r c l eA c D b L i n e 1 01 0 0 04 5 0 2 02 0 0 0 3 5 0 3 03 0 0 00 0 4 01 1 5 0 04 5 0 1 0 02 1 A c D b A r c3 5 0 5 03 1 9 0 00 0 5 10 2 7 0 0E N D S E C 0 E N D S E C 图 1D X F文件中对一直线和圆弧实体的说明部分 对模具 C A D C A M来说 所需要的信息数据 都存储在实体段 E N T I T I E S 中 参照上述对直线 和圆弧的说明 每个实体都以标志该实体名称的 组开始 如 A R C L I N E C I R C L E P O I N T等 在每 个实体的说明中 用组值与组码说明实体的几何 数据 如直线段 L I N E用 1 0 2 0 3 0 组来说明其起 点 x y z 坐标值 圆 C I R C L E用 1 0 2 0 3 0 组说明 其圆心 用 4 0 值来说明其半径 圆弧 A R C用 1 0 2 0 3 0组说明其圆心 用 4 0组说明其半径 用 5 0 5 1 说明其起始角与终止角 因为实体信息按 一定格式存储 所以可编写程序进行所需信息的 提取 3组成截面的线串实体信息的提取 C A D自动建模要产生的模孔 其形状根据型 材截面进行设计 模孔的生成首先要根据截面信 息获得原始线串 然后用拉伸命令与母体求减 如 U G O p e n G R I P实体生成命令中直线的生成是 用其起点和终点信息可以完成 圆弧的生成命 令 C I R C L E C E N T E R p o i n t R A D I U S r S T A R T s t a r t a n g l e E N D e n d a n g l e 需要的信息为圆心 半径 起始角和终止角 可以发现 G R I P所需要的截面的信息正好与 D X F文件存储的信息是一致的 我们只需要把 D X F中关于该实体的信息读取后 加以排序整 理 写入数据文件即可 图 2 为读取 D X F文件信 息的流程图 针对描述铝型材截面元素的特点 图 2 4数据信息的存储格式 为了能够使系统不同模块都能自动读取数 据 规定数据接口文件中的数据也采用固定格 式 将各个元素的信息依次按轮廓号 元素类型 起点坐标 终点坐标 圆心 半径 起始角 终止角 的顺序存储 信息提取完毕后生成文本类型的数 据文件 该系统中为后续模块中提取的元素主要 6 6 自动化与控制 包括直线 圆 圆弧 点 中心直线和中心圆弧六 种类型 规定其元素类型号依次为 0 1 2 3 4 5 6 将直线和点的圆心 半径 起始角 终止角均 置为零 圆的起始角和终止角置为零 例如 对于 某区段中心线 线型为点划线 起点为 3 5 0 终 点为 1 0 5 0 在接口文件中记录格式如表 1 表 1某中心线在接口数据文件中的存储格式 X 0 Y0 X1 Y1 X2 Y2 分别为起点 终 点 圆心坐标 R为半径 A B为起始 终止角 5元素重排 从 D X F文件中读取的几何元素可能是无序 的 为方便 C A D系统的处理要将他们按照首尾 相接的顺序进行重排 思路是对文件中的第 i 个 元素 检验它的终点与 i 1 个元素的起点是否重 合 若是 则它们是首尾相接 若不是 则检验其 终点是否与第 i 1 个元素的终点重合 若是 则 将 i 1 个元素的起点和终点交换 第 i 个和第 i 1 个元素仍是相接的 若不满足上述条件 则继续 检验下一个元素 若找到相接的元素为第 j 个元 素 则将第 i 1 个元素和第 j 个元素相交换 以此 类推 直到完成轮廓排序 如图 3 为排序流程 6结论 为了进行铝型材挤压模工作带设计 C A D系统的开发 本文开发了型材截面实 体信息提取及处理程序 采用 D X F文件方 便地实现型材截面信息提取 并按首尾相接 的顺序排序 生成一定格式的接口数据文 件 可以被 U G O P E N方便的读取 实现模 孔 工作带的绘制 可以将设计人员从繁重 的工艺设计计算及图形绘制中解放出来 参考文献 1 李积彬 伍晓宇 毛大恒 铝型材挤压模具 3 D设计 C A D C A M实用技术 北京 冶金工业出版 社 2 0 0 3 2 周霭如 林伟健 C 程序设计基础 北京 电子工业出版社 2 0 0 3 3 郑弃非 谢水生 陈小祝 铝型材平模工作 带 C A D研究 4 董正卫 田立中 付宜立 U G O p e nA P I 编程基础 北京 清华大学出版社 2 0 0 2 5 王庆林 U G O p e n G R I P实用编程基础 北京 清华 大学出版