1 引言
冰箱作為日常生活中必不可少的家電產品，主要由箱體和門體兩大部分組成，在生產制造過程中要用到鈑金模、注射模、吸塑模、發泡模等成型。冰箱的發泡模基本屬于聚氨酯泡沫的閉模澆注，發泡模零件并不直接與聚氨酯接觸；由聚氨酯原料填充冰箱殼體和內膽等圍成的空腔，經化學和物理作用形成細密的泡沫，起絕熱和支撐作用。冰箱箱體由冷藏室和冷凍室兩部分構成，在箱體中包括內膽、保溫材料及各種鈑金件等。冷藏室中上、下兩部分及排水槽處在發泡時存在脫模問題，冷凍室底部裝壓縮機處也存在相同的問題，因此設計時采用滑塊機構。圖1 為冰箱的結構組成及相應的模具類型。
圖1 冰箱的結構組成及相應的模具類型
2 NX二次開發概述
NX二次開發是指在NX或用戶的具體需求，為實現某種特定的功能，開發面向企業或用戶的專用軟件。發泡模標準件庫的三維參數化設計是在NX平臺上，利用NX二次開發工具，建立一套完整的標準件模型庫，該模型庫不僅能夠實現對標準件的添加、刪除等操作，還方便對所需的零件規格進行查找、入庫等操作，使用簡單方便，極大地提高用戶的工作效率。
NX軟件為用戶提供的二次開發工具主要有NX/Open UIStyler、NX/MenuScript、NX/Open API 和NX/Open Grip。NX二次開發程序最終采用動態鏈接庫技術，生成.dll 文件。在NX中，規定內部應用程序開發要以動態鏈接庫的方法對NX進行應用開發和功能擴展。在Visual C++6.0中，將程序進行編譯鏈接后最終生成.dll 文件，啟動NX程序時系統會自動加載生成的.dll 文件供菜單調用，進而實現二次開發程序與NX界面的融合。
3 冰箱發泡模實體造型
3.1 發泡模外部結構
圖2 發泡模冷凍室模型
圖2 為冰箱發泡模冷凍室模型，設計時應注意以下幾個方面：
（1）A 處相對于下面突起，并在發泡時不能入模和脫模，因此要設計抽芯滑塊機構。
（2）B 處可以根據用戶的需要自定義其特征。
（3）C 處活動塊與箱體在位置關系上比較復雜，為保證箱體結合處型面一致，可以從箱體模型中裁剪或分割成型。
圖3 發泡模冷藏室模型
圖3 為冰箱發泡模冷藏室模型，設計時應注意以下幾個方面：
（1）D 處與A 處類似，需設計抽芯滑塊機構。
（2）E 處是冰箱的接水槽結構，相對于內膽底部傾斜凸出，因此該處要設計滑塊機構，在冰箱冷藏室設計時，應該首先把接水槽開口處密封，這樣有利于其后續加工。
（3）在接水槽凹槽設計完成后，腔體應該挖空，E處后面及側面根據用戶需要自定義其特征。
3.2 發泡模內部結構
在冰箱發泡模的實體造型過程中，由圖4、圖 5可以看到冷藏室、冷凍室的內部結構。冰箱發泡模的關鍵技術在于冷藏室和冷凍室的主體結構設計，在造型上具有以下特點：
（1）所有表面在連接處都要保證光滑過渡。
（2）冷藏室和冷凍室的主體表面大多由圓弧面等組成。
（3）所有豎直面要保證有較小的脫模斜度（0.5°～3°）。冷藏室和冷凍室的整體結構如圖6 所示。
圖4 發泡模冷凍室內部結構
圖5 發泡模冷藏室內部結構
圖6 冷藏室和冷凍室的整體結構
3.3 發泡質量問題及改進措施
冰箱在生產過程中會遇到很多問題，其中的一個重要問題是發泡模在注射發泡后內膽的角部產生皺筋，這樣會導致箱體報廢。針對此問題，在設計時提出以下方案：
（1）調節模芯內部溫度，控制模具加溫系統。對模芯溫度進行調節，一方面可以對模溫機進行溫度調節，另一方面可以通過冷卻設備在開模時對模芯進行冷卻處理。
（2）箱體內膽角處保證有足夠的厚度。通過對上道工序進行嚴格的質量控制，保證箱體內膽角處的厚度大于0.5mm ，如有必要還可增加角部的過渡圓角半徑。
（3）采用工裝和加強內膽強度。在內膽容易起筋變形處粘貼鋁箔膠，以加強內膽的強度。
3.4 發泡模結構的標準件
冰箱發泡模很多結構定義成標準件存放于發泡模標準件庫中，像冷藏室、冷凍室中的滑塊、定位板、連接桿都可以作為標準件存入發泡模標準件庫，方便用戶使用時隨時調用，從而減少建模步驟，提高工作效率。
4 冰箱發泡模標準件庫的三維參數化設計
4.1 系統界面
為滿足發泡模的參數化設計系統要求，用戶使用的發泡模標準件庫界面需求如表1所示。
表1 發泡模標準件庫界面需求
4.2 界面菜單的定制
在startup 文件夾下建立菜單文件，ACTIONS后面為對話框的名稱。
VERSION 120
EDIT NX_GATEWAY_MAIN_MENUBAR
BEFORE NX_HELP
CASCADE_BUTTON JingweiMould
LABEL
END_OF_BEFORE
MENU JingweiMould
BUTTON moju_1
LABEL生成參數化零部件
ACTIONS IDD_Moju_Parameter
CASCADE_BUTTON ASSEMBLYPART
LABEL裝配參數化零部件
.........
ACTIONS IDD_Moju_Zhichou
END_OF_MENU
最終生成的菜單如圖7所示。
圖7 最終生成的菜單
4.3 用戶對話框設計
利用Visual C++6.0中的MFC（C++ 的圖形化界面語言）建立用戶人機交互界面，具體步驟如下：
（1）建立程序框架。
（2）建立 MFC 對話框。
（3）MFC 對話框類CDialog的建立及相應變量的定義。
4.4 訪問外部數據的方法
該發泡模標準件庫的三維參數化建模采用ADO訪問外部數據。在NX二次開發中，系統訪問的外部數據主要有Excel表、關系型數據庫表等，一般通過下面方法對這些外部數據進行訪問：
（1）通過 NX/Open API 提供的文件操作函數訪問外部數據。
（2）通過 ODBC 數據源訪問外部數據。
（3）通過 ADO訪問外部數據。
4.5 發泡模標準件庫
圖8為選定零件并選擇參數對話框，用戶可在圖8對話框中選定零件并選擇參數，并在圖9對話框中根據需要插入或刪除相應的零件，當插入新的零件時可在圖10入庫對話框中輸入新的零件參數值。最后在圖11NX界面中輸出相應的零件三維模型。
圖8 選定零件并選擇參數對話框
圖9 查詢數據庫對話框
圖10 入庫對話框
圖11 NX界面
通過NX二次開發建立的發泡模標準件庫，使用方法及功能如下：選擇類別選項，可供選擇的有發泡模冷藏室和冷凍室的各類標準件，然后選擇對應的零部件，點擊確定零部件后出現零部件設計參數對應的三維視圖。如果要更改其中的參數，可以從數據庫中選擇參數，進入查詢數據對話框，在里面進行具體參數的修改，包括查詢、刪除等功能；如果想添加一個不同尺寸規格的同一類型的零件，可以先選中一條記錄，然后點擊入庫按鈕進入入庫對話框，更改相應的參數。最后返回到選定零件并選擇參數對話框，點擊OK，即可在 NX中生成相應的零部件。
5 結束語
基于參數化設計的冰箱發泡模標準件庫，可以準確、快速地開發模具標準件，用戶使用快捷、方便，大大節省了工作時間和操作成本。開發的發泡模標準件庫三維建模CAD 系統，在啟動NX時會自動添加到NX系統的主菜單上，與NX界面友好地集成在一起，方便用戶在標準件庫中添加、刪除、修改 零件，便于企業對發泡模標準件庫的使用和管理。
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本文標題：基于NX的冰箱發泡模標準件庫的參數化設計
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