低壓鑄造技術(shù)是實(shí)現(xiàn)鑄件少余量、無(wú)余量加工，同時(shí)也是鑄件精密化、薄壁化、輕量化和節(jié)能化的重要措施。由于低壓鑄模設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，使其不僅設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，而且對(duì)設(shè)計(jì)人員的要求高，因而設(shè)計(jì)人員的培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)。這些都有礙于產(chǎn)品的更新?lián)Q代，有礙于企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的提高。為了提高低壓鑄模設(shè)計(jì)的技術(shù)水平、縮短設(shè)計(jì)周期，加快制造進(jìn)度，開(kāi)發(fā)用于低壓鑄模的CAD系統(tǒng)是十分必要的。

　　以UG為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了低壓鑄模工裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)。系統(tǒng)利用UG強(qiáng)大的圖形處理功能和裝配設(shè)計(jì)能力，以面向裝配的設(shè)計(jì)思想為指導(dǎo)，結(jié)合低壓鑄模設(shè)計(jì)特點(diǎn)，并充分考慮到設(shè)計(jì)過(guò)程的并行性，大大縮短了模具的設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了模具設(shè)計(jì)的靈活性。系統(tǒng)功能低壓鑄模CAD系統(tǒng)按照其功能可分為五大模塊：初始化、毛坯處理、外模及澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、砂箱設(shè)計(jì)、芯盒設(shè)計(jì)，系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)。

　　為了盡可能使模具的不同部分能同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以縮短模具的設(shè)計(jì)時(shí)間，系統(tǒng)充分考慮了低壓鑄模設(shè)計(jì)的并行性。初始化模塊給出了每個(gè)模塊所需的初始化信息，它是整個(gè)系統(tǒng)的共享信息，每一個(gè)模塊能對(duì)它進(jìn)行重新定義。這些信息可控制毛坯處理、外模及澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、砂箱設(shè)計(jì)、芯盒設(shè)計(jì)等模塊協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)低壓鑄模的并行設(shè)計(jì)。

　　此外，在每一個(gè)模塊內(nèi)部，系統(tǒng)利用了多線程技術(shù)，以加快系統(tǒng)運(yùn)行速度。

　　參數(shù)的傳遞系統(tǒng)的五個(gè)模塊分別完成不同的功能，彼此之間相互獨(dú)立，這樣有利于系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和維護(hù)。

　　但它們又是一個(gè)有機(jī)的整體，彼此通過(guò)參數(shù)的傳遞，相互關(guān)聯(lián)，相互影響。為了能順利地在各個(gè)模塊之間交換信息，保證它們對(duì)參數(shù)引用的一致性，使各模塊產(chǎn)生的圖形實(shí)體能自動(dòng)關(guān)聯(lián)，同時(shí)保持各模塊的獨(dú)立性，系統(tǒng)在初始化階段建立了一個(gè)各模塊共享的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件是整個(gè)系統(tǒng)交換信息的場(chǎng)所，它記錄著各模塊之間需要交互的所有信息，如毛坯尺寸，收縮率、余量、外模尺寸等，并對(duì)每一個(gè)參數(shù)給定了初始值。模塊間參數(shù)傳遞方式見(jiàn)圖2，虛線連接表示各模塊不是直接交換數(shù)據(jù)，而是通過(guò)數(shù)據(jù)文件間接實(shí)現(xiàn)參數(shù)傳遞。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件除了存貯相關(guān)數(shù)據(jù)外，還要求能實(shí)現(xiàn)參數(shù)的關(guān)聯(lián)，即：一個(gè)參數(shù)變化時(shí)，涉及到它的不同圖形實(shí)體能同時(shí)更新。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件若采用文本文件格式，必然不能實(shí)現(xiàn)各模塊的自動(dòng)相關(guān)，每一個(gè)參數(shù)的修改，系統(tǒng)都要做額外的處理。為了解決這一問(wèn)題，系統(tǒng)利用UG的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)功能，將需要在各模塊之間傳遞的參數(shù)定義為UG模型的表達(dá)式實(shí)體。各模塊對(duì)參數(shù)的修改，就變?yōu)閷?duì)UG表達(dá)式的修改。利用UG系統(tǒng)的功能，就可以實(shí)現(xiàn)各模塊產(chǎn)生圖形實(shí)體的自動(dòng)更新。各個(gè)模塊直接引用數(shù)據(jù)文件中的相關(guān)數(shù)據(jù)，在必要時(shí)進(jìn)行修改，通過(guò)UG的關(guān)聯(lián)機(jī)制同時(shí)更新著與被改動(dòng)參數(shù)有關(guān)的各個(gè)實(shí)體。

　　此外，該數(shù)據(jù)文件也記錄了模具的設(shè)計(jì)進(jìn)度。

　　在某些設(shè)計(jì)尚未完成時(shí)，它將控制某些模塊不能觸發(fā)，而是直接激活前續(xù)模塊。

　　毛坯的處理毛坯的形狀和尺寸，與外模，特別是芯盒有著密切的關(guān)系，所以毛坯處理的成功是其他模塊正常工作的前提。為了使鑄件的產(chǎn)品設(shè)計(jì)能與模具設(shè)計(jì)并列進(jìn)行，節(jié)省模具的設(shè)計(jì)時(shí)間，毛坯處理能以立即選擇和過(guò)后選擇零件兩種不同方式進(jìn)行，而不會(huì)影響其他模塊。當(dāng)然這種并行的可能性要視其他模塊的工作是否與零件的外形或內(nèi)型緊密相關(guān)而定，若與鑄件形狀緊密相關(guān)，則在沒(méi)有選擇鑄件時(shí)，該模塊無(wú)法激活。否則用戶(hù)只要輸入關(guān)于鑄件的相關(guān)參數(shù)，如高度，外形形狀（圓形或方形等），參數(shù)（直徑或邊長(zhǎng)）等等，這些尺寸不必十分精確，只要與實(shí)際的鑄件的相關(guān)尺寸接近就可以。當(dāng)鑄件造型完成時(shí)，系統(tǒng)將根據(jù)鑄件的實(shí)際尺寸更新有關(guān)鑄件的參數(shù)。毛坯處理模塊根據(jù)數(shù)據(jù)文件中的信息，判斷在初始化階段，用戶(hù)是否選擇了鑄件，從而確定以哪種方式進(jìn)行工作。

　　（1）分型面的確定鑄件分型面的選擇正確與否是鑄造工藝合理性的關(guān)鍵之一。此子模塊，以交互式的方式，確定鑄件的分型面。

　　（2）處理孔洞與槽為了使鑄件的外形面與內(nèi)形面分開(kāi)，或其他工藝和結(jié)構(gòu)上的原因，鑄件上的某些孔特征與槽特征必須去掉或修補(bǔ)。此子模塊根據(jù)用戶(hù)的選擇，修補(bǔ)相應(yīng)的孔或糟。

　　（3）添加脫模斜度為了使砂型能順利地與模具分離，必須在鑄件的局部，特別是鑲件和筋條，加上脫模斜度。

　　（4）鑄件的收縮率，此模塊按照三種方式處理鑄件的收縮率：①各個(gè)方向的收縮率相同，即一致收縮方式；②軸向徑向方式，即軸向和徑向不同；③各個(gè)方向的收縮率都不同的方式。用戶(hù)可以針對(duì)鑄件的不同特點(diǎn)選擇不同的收縮方式。

　　鑲件的設(shè)計(jì)型芯砂型做好后，要從模具中順利地脫離出來(lái)，但由于模具的局部突出結(jié)構(gòu)，使得無(wú)法在不破壞砂型的情況下，順利的脫模。這種突出的局部可以做成鑲件，該鑲件可以在開(kāi)模前從模具的外部或內(nèi)部取下，從而使砂型能脫離模具。同時(shí)，為了給鑲件進(jìn)行定位，在它的某個(gè)部位要加上定位裝置。模具上除了這種因阻礙型芯砂型脫模的結(jié)構(gòu)需設(shè)計(jì)成鑲件外，還有些部位，它們雖然不會(huì)阻礙脫模，但出于加工或結(jié)構(gòu)方面的考慮，仍然需要將它們做成鑲件。鑲件分為三類(lèi)：活動(dòng)式、半活動(dòng)式、固定式。阻礙型芯砂型脫模的突出部分一般做成活動(dòng)式鑲件。對(duì)于為了便于加工而在局部所加的鑲件，若它比較大，可以考慮采用半活動(dòng)式鑲件。砂型做好后，它們可以從模具上取下來(lái)，在需要用到時(shí)才裝到模具上；若鑲件比較小，則可以采用固定式鑲件，這種鑲件使用粘合劑直接固定到模具上，不能取下來(lái)。對(duì)于這三種不同的方式，系統(tǒng)將由不同的模塊來(lái)完成。

　　a.活動(dòng)式b.半活動(dòng)式c.固定式由于鑲件的形狀復(fù)雜多變，導(dǎo)致鑲件的設(shè)計(jì)自動(dòng)化程度很低，設(shè)計(jì)人員要針對(duì)特定的形狀分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，且鑲件及取下鑲件后的零件一般是分開(kāi)設(shè)計(jì)，然后將它們進(jìn)行裝配，這種設(shè)計(jì)方法必然造成重復(fù)造型。若希望修改鑲件，也必須分別修改鑲件和取下鑲件后的零件，且在修改過(guò)程中，它們之間的裝配關(guān)系也可能被破壞，不得不重新裝配，這無(wú)疑增加了設(shè)計(jì)人員的額外的工作量。

　　針對(duì)這些弊端，系統(tǒng)根據(jù)面向裝配的思想，采取自頂向下的鑲件設(shè)計(jì)方法。其設(shè)計(jì)思路是：首先，生成鑲件的包容體，并以該包容體做相應(yīng)的處理，使包容體的形狀和尺寸盡量與所需鑲件相符，從而得到鑲件，最后從原始零件取下鑲件，得到取下鑲件后的零件。基于這種方法產(chǎn)生的鑲件與零件之間沒(méi)有裝配關(guān)系，只存在相互的位置關(guān)系，所以不用顧慮因?yàn)殍偧�的修改而丟失裝配信息，而且UG提供的相關(guān)拷貝功能，能夠保持鑲件以零件之間的相關(guān)性，使得修改鑲件時(shí)，零件自動(dòng)做出相應(yīng)的調(diào)整，從而避免重復(fù)勞動(dòng)。