一種壓鑄模澆注參數化設計系統及其方法與流程
2023-05-21 08:13:51 1
本發明屬於壓鑄模具工業的技術領域，涉及一種壓鑄模澆注參數化設計系統及其方法。
背景技術：
目前多數壓鑄企業在流道設計環節都是由使用CAXA、AutoCAD、CATIA、UG等通用CAD軟體手工繪製2D草圖，延開模方向進行定向拉伸，流道成型後針對細節拐角手動修改。由於流道結構的複雜性，傳統的二維CAD設計方法無法準確直觀的表達出澆道各模塊信息，而大型通用三維CAD軟體雖然功能強大，但存在專用性低等問題，迫使用戶在壓鑄模流道設計過程中採用近似化處理和大量手工重複操作，嚴重影響設計效率及質量。從設計結果看，通用CAD繪圖軟體大多以點、線、面、體為基礎進行設計，現有的壓鑄模流道設計方法和輔助設計系統在支持流道產品概念設計、創新設計方面，尚有較大欠缺，正如西安交通大學謝友柏院士所提出，傳統的CAD系統是以幾何特徵作為過程主導，與設計的實際過程不一致。在流道設計中，傳統CAD設計方法的弊端主要表現在：
I、流道各模塊實現過程，需要設計人員進行大量重複操作，效率低；
II、以傳統點、線、面等幾何特徵為主導的設計，區分度不大，不同的設計人員的設計方法無法統一，設計信息表達分散而不完備；
III、不利於壓鑄流道設計的後續擴展設計，如流道分析模型的建立和進一步優化改進等。
技術實現要素：
本發明為解決上述現有技術中存在的不足之處，提出一種壓鑄模澆注系統的參數化設計及其方法，以期能實現壓鑄模澆道參數的反覆修改，並快速高效完成常見壓鑄模澆道的設計，從而能規範澆道的設計流程，提高澆道設計效率和質量。
為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案為：
本發明一種壓鑄模澆注參數化設計系統的特點包括：澆口設計模塊、流道設計模塊、3D澆道設計模塊、排溢系統設計模塊、分析修改設計模塊；
所述澆口設計模塊包括：扇型澆口設計單元、切型澆口設計單元、內澆口設計單元；所述內澆口設計單元又分為基於扇型澆口的內澆口設計單元和基於切型澆口的內澆口設計單元；
所述流道設計模塊包括：分支流道設計單元、臺階流道設計單元、分流錐設計單元、料餅設計單元、流道連接設計單元；
所述3D澆道設計模塊包括：3D扇型澆口設計單元、3D流道設計單元、3D切型澆口設計單元、3D內澆口設計單元；
所述排溢系統設計模塊包括：渣包設計單元、排氣設計單元；
所述分析修改設計模塊包括：剖面變化分析設計單元、特徵變參數修改設計單元；
所述扇型澆口設計單元首先對給定的扇型澆口曲線進行拉伸處理，形成橫澆道面；然後，在給定的扇型澆口導線的末端生成入口面，再對所述橫澆道面和入口面進行掃掠和拔模處理，從而生成扇型澆口；
所述切型澆口設計單元首先根據給定的切型澆口曲線及關鍵點確定剖面草圖位置，再接收相應切型澆口剖面特徵參數，用於創建多剖面草圖，然後，在所述切型澆口曲線的末端生成有錐度的2D緩衝包，從而生成切型澆口；
所述基於扇型澆口的內澆口設計單元根據內澆口不同的流出角度對給定的扇型內澆口線進行前後掃掠處理，得到不同長度的扇型薄面；再對所述扇型薄面按照不同方向進行加厚處理，得到扇型加厚體；然後，基於所述扇型加厚體對所述橫澆道面進行拔模處理，得到扇型內澆口；
所述基於切型澆口的內澆口設計單元根據所述內澆口不同的流出角度對給定的切型內澆口線進行前後掃掠處理，得到不同長度的切型薄面；再對所述切型薄面按照不同方向進行加厚處理，得到切型加厚體；然後，對所述切型加厚體進行拔模處理，得到切型內澆口；
由所述扇型澆口、切型澆口、扇型內澆口和切型內澆口構成澆口設計特徵；
所述分支流道設計單元在給定的分支流道導線的兩端分別生成具有高度差的兩個分支流道剖面，並依據所述分支流道導線進行掃掠和拔模處理，從而生成分支流道；
所述臺階流道設計單元根據所接收的臺階流道特徵參數在給定的臺階流道導線的上方和下方分別生成兩個臺階流道剖面，再將四個臺階流道剖面進行拉伸和拔模處理，從而生成臺階流道；
所述分流錐設計單元根據接收的分流錐特徵參數在給定的分流錐導線上生成分流錐剖面，然後將所述分流錐剖面與任一分支流道的端面連接後進行掃掠和拔模處理，從而生成分流錐；
所述料餅設計單元根據冷室和熱室的不同作用，以給定的基準點為中心在給定的料餅底面線上分別創建不同的料餅草圖，再對所述料餅草圖進行旋轉處理，從而生成料餅；
所述流道連接設計單元選擇任一分支流道作為主流道，其餘分支流道作為副流道，從所述主流道中選擇分支流道的一個端面作為主剖面；從每個副流道中選擇任一分支流道的端面作為副剖面；根據給定的流道連接導線對所述主剖面和所有副剖面進行掃掠和布爾運算處理，從而生成流道連接；
由所述分支流道、臺階流道、分流錐、料餅、流道連接構成流道設計特徵；
所述3D扇型澆口設計單元將給定的3D扇型澆口曲線投影到給定的分型面上，得到3D扇型澆口投影曲線；然後在所述3D扇型澆口投影曲線的兩端分別進行拉伸，得到入口面和出口面，再對所述入口面和出口面進行放樣和拔模處理，從而生成3D扇型澆口；
所述3D切型澆口設計單元對給定的分模線進行定向拉伸處理，生成分型面，再將給定的2D草繪線投影至所述分型面下方位置，得到3D切型澆口投影曲線；然後，在所述3D切型澆口投影曲線上創建多個3D剖面草圖，並在所述3D切型澆口投影曲線的末端生成有錐度的3D緩衝包，從而生成3D切型澆口；
所述3D內澆口設計單元首先將給定的2D內澆口草繪線投影到所述分型面下方位置，得到3D內澆口投影曲線，根據3D內澆口不同的流出角度對所述3D內澆口投影曲線進行前後掃掠處理，得到不同長度的3D薄面；再對所述3D薄面按照不同方向進行加厚處理，得到3D加厚體；然後，以所述分型面對所述3D加厚體進行修剪和拔模處理，得到3D內澆口；
所述3D流道設計單元在給定的3D流道導線的起始端和終止端分別生成3D流道草繪平面，並對所述3D流道草繪平面進行掃掠處理，得到初步3D流道；再對給定的分型面進行實例幾何體處理，得到實例幾何面；然後，用所述實例幾何面和分型面對所述初步3D流道進行修剪和拔模處理，從而生成3D流道；
由所述3D扇型澆口、3D切型澆口、3D內澆口、3D流道構成3D澆道設計特徵；
所述渣包設計單元根據楔形和方形的不同形狀，對給定的渣包溢流線進行前後拉伸處理，得到拉伸面；再對所述拉伸面進行不同方向的加厚處理，得到渣包溢流口；然後，基於渣包溢流口創建渣包草圖並進行拔模和倒圓操作，從而生成渣包；
所述排氣設計單元在給定的單條或多條排氣導線的首端創建草圖，並進行順次掃掠處理，從而生成排氣道；
由所述渣包、排氣道構成排溢系統設計特徵；
所述剖面變化分析設計單元從所述澆口設計特徵、流道設計特徵、排溢系統設計特徵中選擇任意一個設計特徵作為分析特徵，在所述分析特徵上選擇一分析區域，在所述分析區域的兩端生成分析點，並指定剖面數，從而生成相應數量的有界剖面，並對所述有界剖面進行面積分析，得到剖面變化分析結果；
所述特徵變參數修改設計單元根據所述剖面變化分析結果，對所述分析特徵進行參數修改，從而生成新的分析特徵；
由所述剖面變化分析結果、新的分析特徵構成分析修改設計特徵。
本發明一種壓鑄模澆注參數化設計方法的特點是按照如下步驟進行；
步驟1、給定特徵設計參數，包括：各類特徵參數、開模方向、分型面、關鍵點、基準點、澆口曲線、特徵曲線、主副澆道面；
步驟2、對澆口曲線和特徵曲線進行分類處理，獲得扇型澆口曲線、扇型澆口導線、切型澆口曲線、扇型內澆口線、切型內澆口線、分支流道導線、臺階流道導線、分流錐導線、流道連接導線、料餅底面線、渣包溢流線、排氣導線、3D扇型澆口曲線、分模線、2D草繪線、2D內澆口草繪線、3D流道導線；
步驟3、獲取澆口
步驟3.1、對所述扇型澆口曲線進行拉伸處理，形成橫澆道面，再在所述扇型澆口導線的末端生成入口面，然後對所述橫澆道面和入口面進行掃掠並拔模處理，最終生成扇型澆口；
步驟3.2、對所述切型澆口曲線和關鍵點確定剖面草圖位置，並根據切型澆口剖面特徵參數，創建多剖面草圖，然後，在所述切型澆口曲線的末端生成有錐度的2D緩衝包，最終生成切型澆口；
步驟3.3、對內澆口不同的流出角度對所述扇型內澆口線進行前後掃掠處理，得到不同長度的扇型薄面；再對所述扇型薄面按照不同方向進行加厚處理，得到扇型加厚體；然後，基於所述扇型加厚體對所述橫澆道面進行拔模處理，得到扇型內澆口；
步驟3.4、對所述內澆口不同的流出角度對所述切型內澆口線進行前後掃掠處理，得到不同長度的切型薄面；再對所述切型薄面按照不同方向進行加厚處理，得到切型加厚體；然後，對所述切型加厚體進行拔模處理，得到切型內澆口；
由所述扇型澆口、切型澆口、扇型內澆口和切型內澆口構成澆口設計特徵；
步驟4、獲取流道
步驟4.1、在所述分支流道導線的兩端分別生成具有高度差的兩個分支流道剖面，並依據給定的分支流道引導曲線進行掃掠和拔模處理，最終生成分支流道；
步驟4.2、根據臺階流道特徵參數在所述臺階流道導線的上方和下方分別生成兩個臺階流道剖面，再將四個臺階流道剖面進行拉伸和拔模處理，最終生成臺階流道；
步驟4.3、根據分流錐特徵參數在所述分流錐導線上生成分流錐剖面，然後將所述分流錐剖面與任一分支流道的端面連接後進行掃掠和拔模處理，最終生成分流錐；
步驟4.4、根據冷室和熱室的不同作用，以所述基準點為中心在所述料餅底面線上分別創建不同的料餅草圖，再對所述料餅草圖進行旋轉處理，最終生成料餅；
步驟4.5、選擇任一分支流道作為主流道，其餘分支流道作為副流道，從所述主流道中選擇分支流道的一個端面作為主剖面；從每個副流道中選擇任一分支流道的端面作為副剖面；根據所述流道連接導線對所述主剖面和所有副剖面進行掃掠和布爾運算處理，最終生成流道連接；
由所述分支流道、臺階流道、分流錐、料餅、流道連接構成流道設計特徵；
步驟5、獲取3D澆道
步驟5.1、將所述3D扇型澆口曲線投影到給定的分型面上，得到3D扇型澆口投影曲線；然後在所述3D扇型澆口投影曲線的兩端分別進行拉伸，得到入口面和出口面，再對所述入口面和出口面進行放樣和拔模處理，最終生成3D扇型澆口；
步驟5.2、對所述分模線進行定向拉伸處理，生成分型面，再將所述2D草繪線投影至所述分型面下方位置，得到3D切型澆口投影曲線；然後，在所述3D切型澆口投影曲線上創建多個3D剖面草圖，並在所述3D切型澆口投影曲線的末端生成有錐度的3D緩衝包，最終生成3D切型澆口；
步驟5.3、將所述2D內澆口草繪線投影到所述分型面下方位置，得到3D內澆口投影曲線，根據3D內澆口不同的流出角度對所述3D內澆口投影曲線進行前後掃掠處理，得到不同長度的3D薄面；再對所述3D薄面按照不同方向進行加厚處理，得到3D加厚體；然後，以所述分型面對所述3D加厚體進行修剪和拔模處理，最終生成3D內澆口；
步驟5.4、在所述3D流道導線的起始端和終止端分別生成3D流道草繪平面，並對所述3D流道草繪平面進行掃掠處理，得到初步3D流道；再對給定的分型面進行實例幾何體處理，得到實例幾何面；然後，用所述實例幾何面和分型面對所述初步3D流道進行修剪和拔模處理，最終生成3D流道；
由所述3D扇型澆口、3D切型澆口、3D內澆口、3D流道構成3D澆道設計特徵；
步驟6、獲取排溢系統
步驟6.1、根據楔形和方形的不同形狀，對所述渣包溢流線進行前後拉伸處理，得到拉伸面；再對所述拉伸面進行不同方向的加厚處理，得到渣包溢流口；然後，基於渣包溢流口創建渣包草圖並進行拔模和倒圓操作，最終生成渣包；
步驟6.2、在單條或多條排氣導線的首端創建草圖，並進行順次掃掠處理，最終生成排氣道；
由所述渣包、排氣道構成排溢系統設計特徵；
步驟7、分析修改
步驟7.1、從所述澆口設計特徵、流道設計特徵、排溢系統設計特徵中選擇任意一個設計特徵作為分析特徵，在所述分析特徵上選擇一分析區域，在所述分析區域的兩端生成分析點，並指定剖面數，從而生成相應數量的有界剖面，並對所述有界剖面進行面積分析，得到剖面變化分析結果；
步驟7.2、在所述剖面變化分析設計完成後，根據所述剖面變化分析結果，對所述分析特徵進行參數修改，從而生成新的分析特徵。
本發明所述的壓鑄模澆注參數化設計方法的特點也在於；
所述步驟3.2中的切型澆口是基於UG/OPEN開發工具並按如下過程獲得：
步驟3.2.1、通過訪問點函數UF_CURVE_ask_point_data問詢多個關鍵點的坐標信息，通過擬合曲線函數UF_CURVE_create_joined_curve將多條連續相切的切型澆口曲線擬合成一條樣條曲線；
步驟3.2.2、通過選擇所述開模方向，由經驗數據創建虛擬流動線草圖，並判斷金屬液的流出方向是否符合設計要求，若符合，執行步驟3.2.3，否則，返回步驟3.2.1；
步驟3.2.3、輸入所述切型澆口剖面特徵參數，並通過創建草圖函數CreateNewSketchInPlaceBuilder在關鍵點處創建多剖面草圖；
步驟3.2.4、通過所述切型澆口特徵參數中流入角度的變化控制各個關鍵點處的剖面積，從而計算得到每個剖面處的幾何信息；
步驟3.2.5、通過掃掠函數CreateSweptBuilder將多剖面草圖順次加入剖面鍊表，並以所述樣條曲線為引導線創建掃掠體，完成掃掠操作；
步驟3.2.6、在所述樣條曲線的末端創建緩衝包草圖，通過拉伸函數CreateExtrudeBuilder生成有錐度的2D緩衝包；
步驟3.2.7、通過對掃掠體和2D緩衝包進行求和操作，並對所述切型澆口剖面特徵參數進行修改，從而完成所述切型澆口設計。
所述步驟4.5中的流道連接是基於UG/OPEN開發工具並按如下過程獲得：
步驟4.5.1、通過問詢面函數UF_MODL_ask_face_data問詢所述主剖面和N個副剖面的中心點及法向量；將主剖面的法向量記為maindir，將N個副剖面的法向量記為elsedir1、elsedir2、…、elsedir i、…、elsedirN；1≤i≤N；
步驟4.5.2、通過問詢面的邊函數UF_MODL_ask_face_edges問詢所述主剖面和副剖面的所有邊，並自動篩選出與開模方向垂直的N+1條上邊和N+1條下邊，標記主剖面的上邊和下邊的中點為mainpoint0和mainpoint1，標記N個副剖面的上邊中點分別為elsepoint10、elsepoint20、…、elsepoint i0…、elsepoint N0；標記N個副剖面的下邊中點分別為elsepoint11、elsepoint21…、elsepoint i1、…、elsepoint N1；
步驟4.5.3、通過直線函數CreateAssociativeLineBuilder創建起點為主剖面的上邊中點mainpoint0和主剖面下邊中點mainpoint1、方向為主剖面的法向量maindir的主剖面的上邊直線mainline0和下邊直線mainline1；
創建起點為第i個副剖面的上邊中點elsepointi0和第i個副剖面的下邊中點elsepoint i1、方向為第i個副剖面的法向量elsedir i的第i個副剖面上邊直線elseline i0和下邊直線elseline i1，從而得到N個副剖面上邊直線和下邊直線；
步驟4.5.4、由主剖面和任意一個副剖面構成任意一對連接組；
針對第i對連接組，通過曲線函數CreateBridgeCurveBuilder以主剖面的上邊中點mainline0的末端為起點、以第i個副剖面上邊直線elseline i0的末端為終點，創建第i條上邊橋接曲線BridgeCurve i0；同理，以主剖面的下邊中點mainline1的末端為起點、以第i個副剖面下邊直線elseline i1的末端為終點，創建第i條下邊橋接曲線BridgeCurve i1；從而得到N對連接組的上邊橋接曲線和下邊橋接曲線；
步驟4.5.5、針對第i對連接組，以第i對橋接曲線的下邊橋接曲線的端點作為輔助點，以主剖面的所有邊和第i個副剖面的所有邊作為掃掠邊，以主剖面的上邊直線mainline0、第i條上邊橋接曲線BridgeCurve i0、第i個副剖面上邊直線elseline i0為第i次操作的引導線1，並以主剖面的下邊直線mainline1、第i條下邊橋接曲線BridgeCurve i1、第i個副剖面下邊直線elseline i1為第i次操作的引導線2，進行掃掠連接；完成第i對連接組的連接；從而完成N對連接組的連接；
步驟4.5.6、完成所有連接組的連接後，對每次操作引導線1和引導線2的長度、比例進行修改，從而完成所述流道連接設計。
所述步驟5.4中的3D流道設計是基於UG/OPEN開發工具並按如下過程獲得：
步驟5.4.1、對所述3D流道導線劃分為n段直線和n段圓弧，並分別記為L1，L2…Ln和A1，A2…An；
步驟5.4.2、通過訪問起始點函數StartPoint和訪問終止點函數EndPoint分別求出n段直線L1，L2…Ln的兩端端點，並求出端點間距離最大的兩個端點，記為D1、D2；
步驟5.4.3、通過創建草圖函數CreateNewSketchInPlaceBuilder在兩個端點D1、D2處分別創建草圖特徵Sk1、Sk2，作為3D流道草繪平面；並根據所述3D流道導線，通過掃掠函數CreateSweptBuilder對所述草圖特徵Sk1、Sk2進行掃掠處理，生成掃掠特徵Swept，作為初步3D流道；
步驟5.4.4、通過複製面函數CreateGeomcopyBuilder對所選擇的分型面F進行實例幾何體的特徵創建，得到實例幾何面CopyF；
步驟5.4.5、用修剪函數CreateTrimBody2Builder對掃掠特徵Swept進行修剪，得到修剪體，判斷所述修剪體Cut分別到所述分型面F、實例幾何面CopyF的距離是否均為「0」，若均為「0」，則表示修剪完成，並標記修剪體為Cut；否則表示修剪方向錯誤，並重複執行步驟5.4.5，直到距離均為「0」為止；
步驟5.4.6、通過拔模函數CreateDraftBuilder對修剪體Cut進行特徵拔模，最終生成3D流道特徵。
所述步驟7.1中的剖面變化分析結果是基於UG/OPEN開發工具並按如下過程獲得：
步驟7.1.1、從所述澆口設計特徵、流道設計特徵、排溢系統設計特徵中選擇任意一個設計特徵作為分析特徵，記為Feat；將所述分析特徵Feat所對應的特徵導線，記為AnalyL；
步驟7.1.2、選擇所述分析特徵Feat的所有面中與特徵導線AnalyL距離為「0」的面，記為特徵面FeatF1，並獲取與特徵面FeatF1相對的面，記為特徵相對面FeatF2；
步驟7.1.3、在分析特徵Feat上選擇一分析區域，並在所述分析區域的兩端分別創建兩個分析點，記為：AnalyD1、AnalyD2；
步驟7.1.4、獲取所需的剖面個數M，在兩個分析點AnalyD1、AnalyD2之間，通過分析函數CreateSectionAnalysisExBuilder對特徵面FeatF1和特徵相對面FeatF2進行分析線特徵的創建，得到分析線特徵，記為AnL1，AnL2…AnLM；
步驟7.1.5、用創建面函數CreateBoundedPlaneBuilder在每條分析線特徵上創建有界剖面，並標記為AnF1，AnF2…AnFM，並得到每個有界剖面的面積，從而完成剖面變化分析設計。
與已有技術相比，本發明的有益效果為：
1、本發明採用了一種壓鑄模澆注系統的規範化設計流程。該流程通過將設計的參數和特徵曲線導入三維設計軟體UG中，同時對特徵曲線進行單元模塊劃分；接著利用本發明所提供的澆口設計模塊生成澆口，流道設計模塊生成流道，3D澆道設計模塊生成3D澆口和3D流道，排溢系統設計模塊生成排溢系統，並最終利用分析修改設計模塊實現澆口和流道特徵的變參數修改；從而規範了壓鑄模澆注系統的設計流程，減少了設計人員的大量重複操作。
2、本發明採用了參數化設計的方法對壓鑄模澆注系統進行開發；通過將原來的手工操作進行整理歸類，設計人員只需輸入一些基本的參數或者修改部分澆道參數，就能完成澆道的參數化設計，提高了澆道開發效率。
3、本發明採用了對壓鑄模澆注系統單元進行分類的方法，詳細闡述了扇型澆口設計單元、切型澆口設計單元、內澆口設計單元、分支流道設計單元、臺階流道設計單元、分流錐設計單元、料餅設計單元、流道連接設計單元、3D扇型澆口設計單元、3D流道設計單元、3D切型澆口設計單元、3D內澆口設計單元、渣包設計單元、排氣設計單元、剖面變化分析設計單元、特徵變參數修改設計單元的實現方法，並給出相關算法及設計方法，從而能隨意地修改、拼接和組合所需壓鑄模澆道設計單元，提高了方法的通用性。
4、本發明提出了一種澆道的特徵化設計方法，該方法能快速對澆口、流道、3D澆道、排溢系統進行特徵化設計，提高了澆道特徵的開發效率。
5、本發明提出了一種特徵變參數修改方法，該方法能快速對澆道特徵進行局部截面積計算、匯總和比較，並根據比較結果作出相應的後續處理，從而能快速修改相應的澆道特徵，提高了設計效率。
附圖說明
圖1為本發明系統模塊化設計總體結構圖；
圖2為本發明壓鑄模澆道參數化設計系統結構圖；
圖3為本發明切型澆口虛擬流動線示意圖；
圖4為本發明切型澆口多剖面示意圖；
圖5為本發明切型澆口示意圖；
圖6為本發明流道連接示意圖；
圖7為本發明流道連接引導線示意圖；
圖8為本發明流道連接效果圖；
圖9為本發明3D流道基準特徵圖；
圖10為本發明3D流道特徵生成圖；
圖11為本發明剖面變化分析特徵選擇圖；
圖12為本發明剖面變化分析截面生成圖；
圖13a為本發明剖面變化分析截面積示意圖；
圖13b為本發明剖面變化分析截面積結果示意圖；
圖14為本發明壓鑄模澆注排溢系統三維建模過程圖。
具體實施方式
具體實施中，通過面向對象的程序設計方法將澆道特徵單元的封裝形成澆道特徵類，包含模具澆道幾何元素的數位化信息與設計信息的融合。這些封裝的特徵類之間的通訊，採用各個特徵類方法屬性設定的方式進行，從而形成具有一定層次性和系統性的澆道特徵模型庫和結構設計庫；而與外部的通訊利用UI BLOCK STYLER創建的人機互動菜單工具工具及應用程式接口API(Application Programming Interface)實現澆道特徵單元與UG平臺的通信，完成壓鑄模流道設計信息的實例化表達。澆道特徵類通訊過程如圖1所示。
本實施例中，一種壓鑄模澆道的參數化設計系統如圖2所示，包括：澆口設計模塊、流道設計模塊、3D澆道設計模塊、排溢系統設計模塊、分析修改設計模塊；
澆口設計模塊包括：扇型澆口設計單元、切型澆口設計單元、內澆口設計單元；內澆口設計單元又分為基於扇型澆口的內澆口設計單元和基於切型澆口的內澆口設計單元；
流道設計模塊包括：分支流道設計單元、臺階流道設計單元、分流錐設計單元、料餅設計單元、流道連接設計單元；
3D澆道設計模塊包括：3D扇型澆口設計單元、3D流道設計單元、3D切型澆口設計單元、3D內澆口設計單元；
排溢系統設計模塊包括：渣包設計單元、排氣設計單元；
分析修改設計模塊包括：剖面變化分析設計單元、特徵變參數修改設計單元；
扇型澆口設計單元首先對給定的扇型澆口曲線進行拉伸處理，形成橫澆道面；然後，在給定的扇型澆口導線的末端生成入口面，再對橫澆道面和入口面進行掃掠和拔模處理，從而生成扇型澆口；
切型澆口設計單元首先根據給定的切型澆口曲線及關鍵點確定剖面草圖位置，再接收相應切型澆口剖面特徵參數，用於創建多剖面草圖，然後，在切型澆口曲線的末端生成有錐度的2D緩衝包，從而生成切型澆口；
基於扇型澆口的內澆口設計單元根據內澆口不同的流出角度對給定的扇型內澆口線進行前後掃掠處理，得到不同長度的扇型薄面；再對扇型薄面按照不同方向進行加厚處理，得到扇型加厚體；然後，基於扇型加厚體對橫澆道面進行拔模處理，得到扇型內澆口；
基於切型澆口的內澆口設計單元根據內澆口不同的流出角度對給定的切型內澆口線進行前後掃掠處理，得到不同長度的切型薄面；再對切型薄面按照不同方向進行加厚處理，得到切型加厚體；然後，對切型加厚體進行拔模處理，得到切型內澆口；
由扇型澆口、切型澆口、扇型內澆口和切型內澆口構成澆口設計特徵；
分支流道設計單元在給定的分支流道導線的兩端分別生成具有高度差的兩個分支流道剖面，並依據分支流道導線進行掃掠和拔模處理，從而生成分支流道；
臺階流道設計單元根據所接收的臺階流道特徵參數在給定的臺階流道導線的上方和下方分別生成兩個臺階流道剖面，再將四個臺階流道剖面進行拉伸和拔模處理，從而生成臺階流道；
分流錐設計單元根據接收的分流錐特徵參數在給定的分流錐導線上生成分流錐剖面，然後將分流錐剖面與任一分支流道的端面連接後進行掃掠和拔模處理，從而生成分流錐；
料餅設計單元根據冷室和熱室的不同作用，以給定的基準點為中心在給定的料餅底面線上分別創建不同的料餅草圖，再對料餅草圖進行旋轉處理，從而生成料餅；
流道連接設計單元選擇任一分支流道作為主流道，其餘分支流道作為副流道，從主流道中選擇分支流道的一個端面作為主剖面；從每個副流道中選擇任一分支流道的端面作為副剖面；根據給定的流道連接導線對主剖面和所有副剖面進行掃掠和布爾運算處理，從而生成流道連接；
由分支流道、臺階流道、分流錐、料餅、流道連接構成流道設計特徵；
3D扇型澆口設計單元將給定的3D扇型澆口曲線投影到給定的分型面上，得到3D扇型澆口投影曲線；然後在3D扇型澆口投影曲線的兩端分別進行拉伸，得到入口面和出口面，再對入口面和出口面進行放樣和拔模處理，從而生成3D扇型澆口；
3D切型澆口設計單元對給定的分模線進行定向拉伸處理，生成分型面，再將給定的2D草繪線投影至分型面下方位置，得到3D切型澆口投影曲線；然後，在3D切型澆口投影曲線上創建多個3D剖面草圖，並在3D切型澆口投影曲線的末端生成有錐度的3D緩衝包，從而生成3D切型澆口；
3D內澆口設計單元首先將給定的2D內澆口草繪線投影到分型面下方位置，得到3D內澆口投影曲線，根據3D內澆口不同的流出角度對3D內澆口投影曲線進行前後掃掠處理，得到不同長度的3D薄面；再對3D薄面按照不同方向進行加厚處理，得到3D加厚體；然後，以分型面對3D加厚體進行修剪和拔模處理，得到3D內澆口；
3D流道設計單元在給定的3D流道導線的起始端和終止端分別生成3D流道草繪平面，並對3D流道草繪平面進行掃掠處理，得到初步3D流道；再對給定的分型面進行實例幾何體處理，得到實例幾何面；然後，用實例幾何面和分型面對初步3D流道進行修剪和拔模處理，從而生成3D流道；
由3D扇型澆口、3D切型澆口、3D內澆口、3D流道構成3D澆道設計特徵；
渣包設計單元根據楔形和方形的不同形狀，對給定的渣包溢流線進行前後拉伸處理，得到拉伸面；再對拉伸面進行不同方向的加厚處理，得到渣包溢流口；然後，基於渣包溢流口創建渣包草圖並進行拔模和倒圓操作，從而生成渣包；
排氣設計單元在給定的單條或多條排氣導線的首端創建草圖，並進行順次掃掠處理，從而生成排氣道；
由渣包、排氣道構成排溢系統設計特徵；
剖面變化分析設計單元從澆口設計特徵、流道設計特徵、排溢系統設計特徵中選擇任意一個設計特徵作為分析特徵，在分析特徵上選擇一分析區域，在分析區域的兩端生成分析點，並指定剖面數，從而生成相應數量的有界剖面，並對有界剖面進行面積分析，得到剖面變化分析結果；
特徵變參數修改設計單元根據剖面變化分析結果，對分析特徵進行參數修改，從而生成新的分析特徵；
由剖面變化分析結果、新的分析特徵構成分析修改設計特徵。
本實施例中，一種壓鑄模澆道的參數化設計方法是按如下步驟進行：
步驟1、給定特徵設計參數，包括：各類特徵參數、開模方向、分型面、關鍵點、基準點、澆口曲線、特徵曲線、主副澆道面；開模方向由用戶來選擇，由於多個模塊都需要設定開模方向，為了避免重複選擇，開模方向只需要選擇一次並保存，以後的模塊不用再進行重複選擇。
步驟2、對澆口曲線和特徵曲線進行分類處理，獲得扇型澆口曲線、扇型澆口導線、切型澆口曲線、扇型內澆口線、切型內澆口線、分支流道導線、臺階流道導線、分流錐導線、流道連接導線、料餅底面線、渣包溢流線、排氣導線、3D扇型澆口曲線、分模線、2D草繪線、2D內澆口草繪線、3D流道導線；
步驟3、獲取澆口
步驟3.1、對扇型澆口曲線沿著開模方向進行拉伸處理，形成橫澆道面，再在扇型澆口導線的末端生成入口面草圖，然後對橫澆道面和入口面草圖進行掃掠並拔模處理，最終生成扇型澆口；
步驟3.2、對切型澆口曲線Curve和關鍵點Points確定剖面草圖位置，並根據切型澆口剖面特徵參數，創建多剖面草圖，然後，在切型澆口曲線末端生成有錐度的2D緩衝包，最終生成切型澆口；具體是基於UG/OPEN開發工具並按如下過程獲得：
步驟3.2.1、通過訪問點函數UF_CURVE_ask_point_data問詢多個關鍵點的坐標信息，通過擬合曲線函數UF_CURVE_create_joined_curve將多條連續相切的切型澆口曲線擬合成一條樣條曲線Spline；
步驟3.2.2、通過選擇開模方向，由經驗數據(根據不同設計人員的設計經驗)創建虛擬流動線Vir_lines草圖(如圖3所示)，並判斷金屬液的流出方向是否符合設計要求，若符合，執行步驟3.2.3，否則，返回步驟3.2.1；
步驟3.2.3、輸入剖面特徵參數值，通過創建草圖函數CreateNewSketchInPlaceBuilder在關鍵點處創建多剖面草圖Sketch0，Sketch1，Sketch2；
步驟3.2.4、通過切型澆口特徵參數中流入角度的變化控制各個關鍵點處的剖面積，從而計算得到每個剖面處的幾何信息(如圖4所示)；
步驟3.2.5、通過掃掠函數CreateSweptBuilder將多剖面草圖順次加入剖面鍊表，並以樣條曲線為引導線創建掃掠體，完成掃掠操作；
步驟3.2.6、在樣條曲線的末端創建緩衝包草圖，通過拉伸函數CreateExtrudeBuilder生成有錐度的2D緩衝包；
步驟3.2.7、通過對掃掠體和2D緩衝包進行求和操作，並對切型澆口剖面特徵參數進行修改，從而完成切型澆口設計(如圖5所示)。
步驟3.3、對內澆口不同的流出角度對扇型內澆口線進行前後掃掠處理(前後是指金屬液在內澆口中流動的方向和其相反方向)，得到不同長度的扇型薄面；再對扇型薄面按照不同方向進行加厚處理(這個不同的方向主要由設計人員決定，內澆口有在扇型澆口的正前方和下方兩種情況)，得到扇型加厚體；然後，基於扇型加厚體對橫澆道面進行拔模處理(對橫澆道面拔模是想加快金屬液的流速以達到設計要求)，得到扇型內澆口；
步驟3.4、對內澆口不同的流出角度對切型內澆口線進行前後掃掠處理，得到不同長度的切型薄面；再對切型薄面按照不同方向進行加厚處理，得到切型加厚體；然後，對切型加厚體進行拔模處理，得到切型內澆口；
由扇型澆口、切型澆口、內澆口構成澆口設計；
步驟4、獲取流道
步驟4.1、在分支流道導線的兩端分別生成具有高度差(高度差由設計參數決定)的兩個分支流道剖面草圖，並依據給定的分支流道引導曲線進行掃掠和拔模處理，最終生成分支流道；
步驟4.2、根據臺階流道特徵參數在臺階流道導線的上方和下方(具體的位置由設計參數決定)分別生成兩個臺階流道剖面草圖(上方的兩個剖面在同一個分型面上，下放的兩個剖面在一個分型面上)，再將四個臺階流道剖面草圖進行拉伸和拔模處理，最終生成臺階流道；
步驟4.3、根據分流錐特徵參數在分流錐導線上生成分流錐剖面草圖，然後將分流錐剖面草圖與任一分支流道的端面連接(根據整個澆注系統的特徵不同，分流錐剖面可以與其他流道剖面連接，也可以選擇不連接而單獨創建剖面草圖)後進行掃掠和拔模處理，最終生成分流錐；
步驟4.4、根據冷室和熱室的不同作用(由於冷室和熱室的作用不同，所以特徵形狀也不同，但是創建方法相同)，以基準點為中心在料餅底面線上分別創建不同的料餅草圖，再對料餅草圖進行旋轉(以基準點和開模方向所創建的軸為旋轉軸進行旋轉)處理，最終生成料餅；
步驟4.5、選擇任一分支流道作為主流道，其餘分支流道作為副流道，從主流道中選擇分支流道的一個端面作為主剖面；從每個副流道中選擇任一分支流道的端面作為副剖面；根據流道連接導線對主剖面和所有副剖面進行掃掠和布爾運算處理，最終生成流道連接；具體是基於UG/OPEN開發工具並按如下過程獲得：
步驟4.5.1、通過問詢面函數UF_MODL_ask_face_data問詢主剖面mainface和N個副剖面elsefaces的中心點及法向量；將主剖面的法向量記為maindir，將N個副剖面的法向量記為elsedir1、elsedir2、…、elsedir i、…、elsedirN；1≤i≤N(如圖6所示)；
步驟4.5.2、通過問詢面的邊函數UF_MODL_ask_face_edges問詢主剖面和副剖面的所有邊，並自動篩選出與開模方向垂直的N+1條上邊和N+1條下邊，標記主剖面的上邊和下邊的中點為mainpoint0和mainpoint1，標記N個副剖面的上邊中點分別為elsepoint10、elsepoint20、…、elsepoint i0…、elsepoint N0；標記N個副剖面的下邊中點分別為elsepoint11、elsepoint21…、elsepoint i1、…、elsepoint N1；
步驟4.5.3、通過直線函數CreateAssociativeLineBuilder創建起點為主剖面的上邊中點mainpoint0和主剖面下邊中點mainpoint1、方向為主剖面的法向量maindir的主剖面的上邊直線mainline0和下邊直線mainline1；
創建起點為第i個副剖面的上邊中點elsepointi0和第i個副剖面的下邊中點elsepoint i1、方向為第i個副剖面的法向量elsedir i的第i個副剖面上邊直線elseline i0和下邊直線elseline i1，從而得到N個副剖面上邊直線和下邊直線；
步驟4.5.4、由主剖面和任意一個副剖面構成任意一對連接組；
針對第i對連接組，通過曲線函數CreateBridgeCurveBuilder以主剖面的上邊中點mainline0的末端為起點、以第i個副剖面上邊直線elseline i0的末端為終點，創建第i條上邊橋接曲線BridgeCurve i0；同理，以主剖面的下邊中點mainline1的末端為起點、以第i個副剖面下邊直線elseline i1的末端為終點，創建第i條下邊橋接曲線BridgeCurve i1(如圖7所示)；從而得到N對連接組的上邊橋接曲線和下邊橋接曲線；
步驟4.5.5、針對第i對連接組，以第i對橋接曲線的下邊橋接曲線的端點作為輔助點，以主剖面的所有邊和第i個副剖面的所有邊作為掃掠邊，以主剖面的上邊直線mainline0、第i條上邊橋接曲線BridgeCurve i0、第i個副剖面上邊直線elseline i0為第i次操作的引導線1，並以主剖面的下邊直線mainline1、第i條下邊橋接曲線BridgeCurve i1、第i個副剖面下邊直線elseline i1為第i次操作的引導線2，進行掃掠連接；完成第i對連接組的連接；從而完成N對連接組的連接；
步驟4.5.6、完成所有連接組的連接後，對每次操作引導線1和引導線2的長度、比例進行修改，從而完成流道連接設計(如圖8所示)。
由分支流道、臺階流道、分流錐、料餅、流道連接構成流道設計；
步驟5、獲取3D澆道
步驟5.1、將3D扇型澆口曲線投影(投影方向為開模方向的反方向)到給定的分型面上(分型面可以使給定的也可以是系統創建，如果是系統創建只需要創建一次)，得到3D扇型澆口投影曲線；然後在3D扇型澆口投影曲線的兩端分別進行拉伸(拉伸方向是開模方向)，得到入口面和出口面，再對入口面和出口面進行放樣和拔模處理，最終生成3D扇型澆口；
步驟5.2、對分模線進行定向拉伸處理，生成分型面(只需要生成一次)，再將2D草繪線投影至分型面下方位置(一般投影到分型面下方，但是離分型面很近的位置)，得到3D切型澆口投影曲線；然後，在3D切型澆口投影曲線上創建多個3D剖面草圖，並在3D切型澆口投影曲線的末端生成有錐度的3D緩衝包，以多個3D剖面草圖進行掃掠，並連接到3D緩衝包上最終生成3D切型澆口；
步驟5.3、將2D內澆口草繪線投影到分型面下方位置(一般投影到分型面下方，但是離分型面很近的位置)，得到3D內澆口投影曲線，根據3D內澆口不同的流出角度對3D內澆口投影曲線進行前後掃掠處理(前後是指金屬液在3D內澆口內的流出方向和其相反方向)，得到不同長度的3D薄面；再對3D薄面按照不同方向進行加厚處理，得到3D加厚體；然後，以分型面對3D加厚體進行修剪和拔模處理，最終生成3D內澆口(3D內澆口主要是基於3D扇型澆口設計的，其創建方法和基於扇型澆口的內澆口創建方法基本一致)；
步驟5.4、在3D流道導線的起始端和終止端分別生成3D流道草繪平面，並對3D流道草繪平面進行掃掠處理，得到初步3D流道；再對給定的分型面進行實例幾何體處理，得到實例幾何面；然後，用實例幾何面和分型面對初步3D流道進行修剪和拔模處理，最終生成3D流道；具體是基於UG/OPEN開發工具並按如下過程獲得：
步驟5.4.1、對3D流道導線劃分為n段直線和n段圓弧，並分別記為L1，L2…Ln和A1，A2…An；
步驟5.4.2、通過訪問起始點函數StartPoint和訪問終止點函數EndPoint分別求出n段直線L1，L2…Ln的兩端端點，並求出端點間距離最大的兩個端點，記為D1、D2；
步驟5.4.3、通過創建草圖函數CreateNewSketchInPlaceBuilder在兩個端點D1、D2處分別創建草圖特徵Sk1、Sk2(如圖9所示)，作為3D流道草繪平面；並根據3D流道導線，通過掃掠函數CreateSweptBuilder對草圖特徵Sk1、Sk2進行掃掠處理，生成掃掠特徵Swept，作為初步3D流道；
步驟5.4.4、通過複製面函數CreateGeomcopyBuilder對所選擇的分型面F進行實例幾何體的特徵創建(創建實例幾何體特徵也是在開模方向上創建)，得到實例幾何面CopyF；
步驟5.4.5、用修剪函數CreateTrimBody2Builder對掃掠特徵Swept進行修剪，得到修剪體，判斷修剪體Cut分別到分型面F、實例幾何面CopyF的距離是否均為「0」，若均為「0」，則表示修剪完成，並標記修剪體為Cut；否則表示修剪方向錯誤，並重複執行步驟5.4.5，直到距離均為「0」為止(如圖10所示)；
步驟5.4.6、通過拔模函數CreateDraftBuilder對修剪體Cut進行特徵拔模，最終生成3D流道特徵(拔模後的Cut特徵就是3D流道特徵)。
由3D扇型澆口、3D切型澆口、3D內澆口、3D流道設計構成3D澆道設計；
步驟6、獲取排溢系統
步驟6.1、根據楔形和方形的不同形狀渣包有楔形和方形兩種不同的形狀，對渣包溢流線進行前後拉伸處理，得到拉伸面；再對拉伸面進行不同方向主要是開模方向的加厚處理；得到渣包溢流口，然後，在渣包溢流口處根據特徵設計參數創建渣包草圖並執行拔模和倒圓操作，最終生成渣包；
步驟6.2、在單條或多條排氣導線的首端創建草圖，並進行順次(沿著排氣導線)掃掠處理，最終生成排氣道；
由渣包、排氣構成排溢系統設計；
步驟7、分析修改
步驟7.1、從澆口設計特徵、流道設計特徵、排溢系統設計特徵中選擇任意一個設計特徵作為分析特徵，在分析特徵上選擇一分析區域，在分析區域的兩端生成分析點(如果不選擇分析區域，那麼系統會默認要分析整個特徵)，並指定剖面數，從而生成相應數量的有界剖面，並對有界剖面進行面積分析，得到剖面變化分析結果(剖面變化分析主要針對扇型澆口和分流錐的截面積分析)；具體是基於UG/OPEN開發工具並按如下過程獲得：
步驟7.1.1、從澆口設計特徵、流道設計特徵、排溢系統設計特徵中選擇任意一個設計特徵作為分析特徵，記為Feat；將分析特徵Feat所對應的特徵導線，記為AnalyL；
步驟7.1.2、選擇分析特徵Feat的所有面中與特徵導線AnalyL距離為「0」的面，記為特徵面FeatF1，並獲取與特徵面FeatF1相對的面，記為特徵相對面FeatF2；
步驟7.1.3、在分析特徵Feat上選擇一分析區域，並在分析區域的兩端分別創建兩個分析點，記為：AnalyD1、AnalyD2(如圖11所示)；
步驟7.1.4、獲取所需的剖面個數M，在兩個分析點AnalyD1、AnalyD2之間，通過分析函數CreateSectionAnalysisExBuilder對特徵面FeatF1和特徵相對面FeatF2進行分析線特徵的創建，得到分析線特徵，記為AnL1，AnL2…AnLM；
步驟7.1.5、用創建面函數CreateBoundedPlaneBuilder在每條分析線特徵上創建有界剖面，並標記為AnF1，AnF2…AnFM(如圖12所示)，並得到每個有界剖面的面積(如圖13a，13b所示)，從而完成剖面變化分析設計；
步驟7.2、在剖面變化分析設計完成後，根據剖面變化分析結果來判斷截面積變化是否符合要求，若果截面積變化較大或是不規律則表明特徵不符合要求需要對分析特徵進行參數修改，從而生成新的分析特徵(新的特徵生成後，還需進行剖面變化分析看截面積是否符合要求，如果不符合還需修改直到符合要求為止)。
由剖面變化分析、特徵變參數修改構成分析修改設計；
利用壓鑄模澆注參數化設計系統進行澆注系統建模，實現過程如圖14所示：
步驟1、按壓鑄模澆注排溢系統的結構設計，將草繪曲線劃分為不同的類型，並結合工件，將相應的部分移動到合適的位置。
步驟2、調用澆口設計模塊、流道設計模塊、3D澆道設計等模塊的相關命令，根據輸入引導線與控制面、基準點等設計參數，完成相應澆道特徵設計。
步驟3、調用排溢系統設計模塊，對渣包和排氣道設計，完成壓鑄模排溢系統的設計。
步驟4、通過剖面變化分析功能，對澆道特徵進行剖面積分析，並根據變參數修改實現對澆道的特徵修改，完成整個系統的設計。