1 前言
UG軟件是美國UGS公司開發的高端集成化三維CAD/CAM/CAE軟件，Mold Wizard是UG軟件中專門進行塑料模具三維設計的模塊，此模塊中集成有DME、FUTABA、HASCO等許多知名大公司的模架標準數據庫，但遺憾的是，由于各種原因，它沒有集成中國國家標準（GB）的模架數據。為了貫徹國家標準、方便實際教學與工程設計，我們成立了項目組，于2005年完成了全部（19種）GB標準塑料模架的參數化三維模型和模架參數數據庫的創建，實現了在UG/MoldWizard軟件平臺上進行符合GB標準的塑料模具三維設計的功能。
2 中國塑料模架標準簡介
現行中國塑料模架標準共有兩種，即GB/T12556.1-1990《塑料注射模中小型模架》和GB/T12555.1-1990《塑料注射模大型模架》。兩種標準模架的區別主要在于它們的結構形式和適用范圍。中小型標準模架的模板尺寸B×L（寬×長）≤500mm×900mm，而大型標準模架的模板尺寸B×L為630mm×630mm~1250mm×2000mm。
國標《塑料注射模中小型模架》共有13個品種，含“A1、A2、A3、A4”四款基本型和“P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9”九款擴展型；國標《塑料注射模大型模架》共有6個品種，含“A1、A2”兩款基本型和“P1、P2、P3、P4”四款擴展型；加起來共有19個品種的模架。
3 國標塑料模架數據庫創建的原則
1）數據庫中定義的數據必須符合現行國家標準GB/T12556.1-1990和GB/T12555.1-1990。
2）建立關系型數據庫，每一個數據表格不可過于復雜，也不要過于龐大。
3）數據庫中定義的字段要與模架三維模型中的參數相對應，主要用來控制模架三維模型中的裝配體參數。
4)數據庫要能夠完全包容標準手冊上定義的全部數據。即：手冊上有的數據，在數據庫中必須能夠索引到，手冊沒有定義而模架參數化時又是必須要的數據，在數據庫中要能夠體現。
5)數據庫中的關鍵數據除了能夠索引外，還要允許用戶臨時修改，以滿足與標準模架結構型式相同而參數不同的非標準模架設計的需要。
6)繼承UG/Mold Wizard數據開放的風格，與其它模架數據庫相統一，以桌面數據庫EXCEL做為數據庫管理軟件。
4 模架數據庫的創建方法與步驟
4.1 建立模架尺寸組合
標準手冊上定義的模架數據，有些是注在圖上的，有些是用表格列出來的，而且表格還不只一個，這些表格又不符合關系型數據庫的特點，所以不能照搬這些數據，需要對數據重新整理。要從叢多的數據中理出一個合理的方案，直接建立模架數據庫是相當不容易的，所以先不急于建立數據庫。先來分析一下模架的標記方法，如下所示的標記示例：
這是一款A型，寬度為800mm，長度為1250mm，編號為26的大型模架。從模架的標記方法中可以看出，對于某一個品種的模架，在選用它時首先要確定的就是模架的寬度和長度尺寸，所以，可以先以模架寬度尺寸為關鍵字段建立模架尺寸組合表，此表只作為建立模架數據庫的一個參考，不需要將所有參數都列于其中。模架尺寸組合如表1和表2所示。
表1 GB標準中小型塑料模架尺寸組合
表2 GB標準大型塑料模架尺寸組合
4.2 確定數據庫的字段
模架數據庫采用關系型數據庫,這種數據庫由行(記錄)和列(字段)組成,每個字段控制一個模架參數,所以應根據前面定義的模架參數來確定數據庫中的每一個字段。主要應包含這些字段:模架寬度、模架長度、每塊模板的厚度和寬度、桿類零件（導柱、導套、螺釘、復位桿）的直徑及其位置等等。
4.3 確定數據庫的記錄
如何確定數據庫中應有的記錄呢？再來分析一下模架的標記方法，標記中有品種、系列、規格三個基本標記，對于某一個品種的模架究竟是按“系列”還是按“規格”來確定記錄呢？
統計標準手冊可知：大型模架有6個品種，21個系列，1536種規格；中小型模架有13個品種，61個系列，3473種規格。如果按模架規格編號來確定數據庫的記錄，則在中小型模架數據庫中會產生3473條記錄，在大型模架數據庫中也會產生1536條記錄，這樣做數據表格將非常龐大，使得設計者在建立和修改數據時變得很困難，使用者也很難從叢多的記錄中索引到指定規格的模架。如果按模架的系列來確定數據庫的記錄，就不會產生以上的問題，但每一條記錄卻對應著多個規格的模架，所以，要想得到指定規格的模架數據，除了要對記錄進行索引以外，還需設計其它可供索引的參數。
比較各自的利弊，最終還是按模架的系列來確定數據庫的記錄。
4.4 確定一組二級數據索引字段
在購置模架時，除了要給出模架的品種和系列以外，還要告知對方A板、B板、C板的厚度，有時還要告知對方導柱的安裝形式、定距拉桿的限位距離，這其實就給了我們提示，除了將模架系列作為第一級數據索引字段外,還可將以上這些參數所在的字段作為第二級數據索引字段，在這些字段中的數據會有多個，以供用戶選擇。比如：在100×100的中小型模架中，A板、B板、C板的標準數據只可能分別有8個、8個、3個，參考表1。所以，選定某個系列模架后，進一步對A板、B板、C板等參數進行索引就可得到任意規格的模架。
4.5 輸入標準模架參數值
當數據庫的字段、記錄、索引字段均確定下來后，就可建立起數據表格，并根據模架尺寸組合與標準手冊提供的數據，往表格中輸入數據。如表3所示，即為中小型模架數據庫的一部分數據，在表格中沒有輸入數據的單元格其值等于上方單元格的值，index字段為關鍵字段，它提供模架的寬度與長度系列，作為第一級數據索引字段。表格中AP_h（A板厚度）、BP_h（B板厚度）、CP_h（C板厚度）、TW（模座板寬度與導柱安裝形式）四個字段是第二級數據索引字段，這些字段中都提供了兩個以上的數據以供用戶選擇。大型模架數據庫與中小型模架數據庫相似，只是參數字段更多些，如推板導向組件的控制參數等。
表3 GB標準中小型模架數據庫部分數據
圖1 GB標準模架操作界面
5 其它設計
數據庫是模架參數化的核心，但僅有它是不夠的，還需要在UG中為每一個品種的模架建立參數化的三維原型，此模架原型與所設計的數據庫是相關聯的；同時也需要設計出合理的用戶界面，方便用戶進行數據的索引和數據的修改。圖1所示為GB標準塑料模架的用戶操作界面，圖2為加載成功的一款GB標準塑料模架三維模型。
6 結論
基于UG軟件Mold Wizard模塊創建的“中國國家標準塑料模架庫”與其它標準標模架庫一樣，具有功能齊全、操作簡單而方便的特點，實現了國標13種中小型塑料模架和6種大型塑料模架數據的索引，能夠生成任意規格的模架三維模型，可對已經生成的模架進行參數修改，通過修改標準參數值還可生成與國標模架結構形式相同而參數不同的非標準模架三維模型。國標模架庫創建完成后就一直在投入使用，軟件能夠正確而穩定的運行。此項目成果基于現代流行的模具三維設計平臺，貫徹了國家標準，可應用于實際教學與工程設計當中。