李灼华（青海大学机械工程学院，青海西宁，810016）

铝型材挤压模二次开发CAD系统与应用

李灼华
（青海大学机械工程学院，青海西宁，810016）

根据铝型材挤压模的结构和设计原理，创建了铝型材导流模和平面分流模CAD系统的构架模型。利用UG/OPEN API接口和UG/OPEN GRIP语言，开发出基于UG的铝型材挤压模设计系统。经验证，用户用该系统可以便捷地设计出三维的铝型材挤压模，为企业缩短模具设计时间和提高生产效率提供实用参考。

平面分流组合模；导流模；对象模型技术；二次开发

铝型材已经广泛用于民用、建筑、交通运输、航天航空等领域，但铝型材挤压模的设计对工程经验依赖性很强。必须经过试模，修模，再试模的反复过程方可设计出合理的挤压模，无疑造成人力财力的浪费。因此，研究零试模的铝型材模具设计制造成为当今铝型材加工企业的追求目标。本文运用对象模型技术的方法，依托UG软件，利用其自带API和GRIP语言功能，开发出一套适合铝型材导流模和平面分流组合模设计的CAD系统，为企业提供实用的技术参考。

1 铝型材挤压模CAD系统的设计

运用OMT方法，根据铝型材挤压模具设计的原理和结构特点，将铝型材挤压模按照导流模和分流模的结构类型进行划分，创建铝型材挤压模CAD系统的操作模块：截面图形模块， 模具外形模块、导流腔模块、分流孔模块、焊合室模块、模孔模块、区段模块、工作带模块和空刀模块等，设计铝型材挤压模CAD系统功能模型。

2 铝型材挤压模CAD系统的实现

2.1系统用户界面功能实现

按照铝型材挤压模设计流程来创建该系统的用户界面。用UG/OPEN MenuScript创建用户菜单界面，用UG/OPEN UIStyler创建系统功能对话框。如图1所示为所开发的挤压模CAD系统的菜单。用户可以通过调用菜单命令完成对应的模块设计。

图1　 系统菜单

2.2 模具外形模块功能实现

根据产品截面形状，系统自动获取截面信息经计算后确定模具外形最大尺寸，按照工程经验选用圆柱形。

2.3导流模模块的实现

模具外形确定后，根据仿形原理确定导流腔形状，选择深度，利用系统命令，完成导流腔的创建。模孔是型材成形的流经的必由出口，根据产品截面形状，根据经验公式计算出模孔尺寸。工作带是铝型材产品成形的关键部位，决定挤压过程金属流动的均匀性，影响型材的质量，该系统将工作带经验公式编入系统，根据所输入产品截面信息，将工作带区域进行区段划分，然后成形。但模孔区段的划分依赖于工程经验，很难自动化操作，所以大多是通过交互对话框由设计人员手动完成，通过其特征模块类函数调用最后选择划分好的区段，系统自动生成工作带和空刀结构。

2.4平面分流模组合结构设计

图2　 分流孔特征对话框

2.4.1上模结构设计

首先，模具外形确定后，根据型材特点和工艺计算，经验确定分流孔形状、数目及分流比，通过分流孔模块特征参数对话框完成分流孔的创建，如图2为分流孔特征创建对话框。其次，确定分流桥宽和桥高，一般按照经验选取桥宽；分流桥高一般与上模高度相同。最后是模芯的选择，按照型材结构特点经验选取，完成模芯结构的创建，使模芯的形心和模具中心重合。

2.4.2下模结构设计

首先，设计焊合室。根据其结构抽取特征参数，利用API回调其特征参数自动创建。其次，创建模孔，根据铝型材挤压变形规律，输入变形收缩率，系统自动完成数据传递和模孔尺寸计算。第三，工作带的创建，其原理同导流模，因分流组合模生产的大多是空心复杂型材，所以模孔区段的划分依然是设计关键。

2.5模具设计与实验

在UG建模界面进入铝型材挤压模CAD系统模块，设计50×40mm，厚2mm的矩形管的挤压模具。首先输入矩形管截面信息，系统会自动计算模具最大外径尺寸，并确定模具外径；其次，根据挤压模具结构设计流程，选择所对应的模块依次可到如图3所示的矩形管挤压模。

实验验证得知，设计人员利用该软件可以便捷地设计出所需挤压模结构，且用户可以通过特征参数完善修改模具结构。

另外，将所设计的模型可以导入到相关CAE分析软件中进行模拟，可以更高效地验证模具结构。大大的缩短了模具设计时间，具有很强的生产参考价值。

3 结论

通过以上研究与开发实现了如下功能：

（1）根据铝型材挤压模具结构和设计原理，依托UG开发出铝型材挤压模CAD系统。经验证，用户利用该系统可以便捷地设计

图3　矩形管挤压模结构

所需的空心类或者实心类的铝型材挤压模具，节省设计时间，提高了生产效率。

（2）该系统对于复杂内腔的铝型材产品挤压模工作带部分的智能化创建还需要进一步研发。

（3）该系统的设计的模具结构的合理性，可以借助CAE模拟软件进行优化，此系统将会更完善，有待于深层次的开发研究。

［1］ 谢增厚.应用平面分流模导流成形技术的新式挤压模［J］.轻合金加技术，2004，32（12）：27～29.

［2］ 傅立军.三位铝型材挤压模的CAD系统和参数优化研究［D］.南昌：南昌大学.2003

［3］ 李积彬，伍晓宇，毛大恒，等.铝型材挤压模具3D设计CAD/CAE实用技术［M］.北京：冶金工业出版社.2003. 30～43.

［4］ 陈泽中.铝型材挤压CAD/CAE/CAO技术［D］.南昌：南昌大学（博士）， 2002.

Secondary development CAD system and application of Aluminum extrusion mould

Li Zhuohua
（The mechanical department of Qinghai university，XiNing QingHai，810016，China）

According to the principle of Aluminum profile extrusion die，it found the whole extrusion CAD framework for Aluminum diversion mould and porthole extrusion die.Using UG/OPEN API and UG/OPEN GRIP function to develop the extrusion die design system of Aluminum profile.it proved that the user could easily design the parametric Aluminum profile extrusion die by this system，which was a practical reference for the enterprise to reduce time of design mould and improve the production efficiency.

porthole extrusion die；diversion die；object model technology；secondary development