基于网络的塑料异型材挤出模CAD系统的研究

　　塑料异型材挤出模具是塑料异型材制品的关键技术，与注射模相比，挤出模机头内的流动更为复杂，巴拉斯效应和随后的牵引运动以及运动中的拉伸与冷却效应，者进一步增加了预测型材最终形状的复杂性。长期以来，这已经成为塑钢门窗制品发展的一个关键性技术难题。

　　随着计算机技术的发展，国内外也有不少科研院校和企业开展了塑料异型材挤出模CAD系统的研究，并且已取得不少成果。但是由于挤出成型过程的复杂性，使得模具生产周期较长，尤其是试模和修模时间达到了总体时间的20%"30%，甚至50%。由此可见，其CAD系统并不完美。这促使建立一个基于网络的塑料异型材挤出模CAD系统成为必要，系统中包括一个基于网络的挤出模基础工程数据库。当今高速发展的网络技术和数据库技术，为该系统的实现提供了实现手段。

　　系统特点及总体框架

　　系统主要是针对单一熔体中空型材开发设计的，并具有较强的扩展能力。系统的特点是基于三维CAD平台高起点建立异型材挤出模参数化图形库，并且应用网络据库技术，采用软件工程开发的思想，开发了挤出模基础工程数据库；有良好的人机交互界面，具有绘制型材三维图、投影二维图、参数查询、输入、打印等功能。

　　系统工作流程如下：绘制或凋出型材裁面图形后，输入相关的工艺参数，自动求出面积、重心，然后进行比例的缩放。缩放后的裁面，就是口模板型腔的轮廓图。然后设计人员就一步步按照程序顺序进行机头和定型模的设计。

　　系统软件组成及相关接口

　　系统选用SolidWorks2000作为开发平台。SolidWorks2000是微机平台上的高级三维CAD软件上，具有三维参数化特征造型、全相关的数据管理、特征管理员等功能，与多家CAM，CAE软个有良好接口；用户界面友好，应用开发方便，是传统的开发平台AutoCAD所无法比拟的。

　　程序开发语言选用当今最流行的程序设计语言Visual Basic 6.0，该语言功能强大，简捷方便，具有强大的数据库开发功能，并且SolidWorks2000支持VB语言开发环境，故将Visual Basic6.0作为SolidWorks2000的开发语言。其开发接口为Set swAPP=Create Object("SldWorksApplication")。

　　数据库选用oracle8i作为后台数据管理程序，其具有强大的网络功能。数据库前台是应用Visual Basic6.0自行开发。VB访问Oracle采用当前微软的数据访问标准ADO技术，下面为连接Oracle的接口代码：

　　基于网络的工程数据库

　　该工程数据库包括：材料特性参数、挤出机参数、标准件参数、挤出设计参数、经验参数、试模修模调整参数等六大模块，它们以相互关联的数据表的形式存储。具有数据的添加、删除、查修等功能。采用客户/服务器的模式，只要把编写应用程序安装在客户机上，就可以进行远程的数据库操作。

　　下面举例说明一下本数据库包括试模修模调整参数的出发点。世界著名的塑料型材挤出模生产厂商格瑞纳公司每年生产模具1000多套，平均每套模具试模和修模时间将近一个月，可想而知这将产生大量的数据，而且这些数据对公司以后的设计制造与调试都是将是十分重要的数据。这就要求把这些有用的数据快速有效的收集存储起来。这些大量收集的数据，设计人员可以通过规定一定条件眄的查询等方式，找出一些挤出模设计规律性的东西，这是一些挤出理论公式图表所不能达到的。

　　系统的主要计算程序

　　计算程序是该系统的核心部分，主要是口模设计、模腔设计、型芯分流锥设计、分流支架、机颈设计、定型模设计六大模块组成。下面主要介绍挤出模设计的重要参数是如何计算的。

　　5.1口模设计

　　口模是挤出模头上型材出料的出口，对型材外菜尺寸起着至关重要的作用。口模图形是口模设计的关键，亦是整个模头设计的初始依据。如果要想在口模出口型材坯料横裁面上各处的平均速度相等，那么出口膨用、拉伸收缩、冷却收缩着三方面的作用对口模出口型材坯料横裁面尺寸影响很大。型材截面的最终形状是这三方面作用的叠加结果。

　　本系统采用如下的计算公式：

　　5.2模头成型长度L的计算

　　模头的成型长度L是异型材挤出机头的众多设计参数中的重要参数。对于不同的制品，成型长度不一样，壁厚的部分阻力小流速快；壁薄的阻力大，流速慢。壁厚制品成型长度应比壁薄制品长一些，用成型长度来调节速度，使出口外料流均匀。否则，制品将会出现厚薄不均和皱纹的缺陷。目前，L的计算有理论公式计算法和经验公式计算法两种方法。由于理论公式计算法有公式简化多、计算较为复杂，并且准确性也不高等缺点，故本系统采用经验公式法进行计算，其优点是计算简单方便，可根据积累的设计经验进行修正，准确性进一步提高。模头成型长度的经验计算公式如下：

　　5.3定型横长度I的计算

　　在定型模设计中，定型模长度的计算值I由下式决定：

　　计算后的数据将其标准化存入数据库。

　　通过利用当前较为成熟的网络技术和数据库技术，建立了一个基于网络的塑料异性材挤出模CAD系统，不仅仅是挤出模设计和制造的基础，同时也为挤出模生产企业的CIMS工程打下了一个坚实的基础，是企业的发展方向。

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