一种基于CAD的冷却水孔创建方法与流程

本发明属于机械工程中的计算机辅助设计领域，尤其涉及一种基于cad的冷却水孔创建方法。

背景技术：

对压铸模和注塑模的模芯和模架、发动机机体等处于高温高压工况下的零件，良好的散热是必不可少的。例如对压铸模而言，高温会导致模芯和模架的变形，使得压铸件的精度得不到保证，同时合金液在型腔中的冷却速度是影响压铸件致密度的关键因素。在压射参数相同和保证合金液能充满型腔的前提下，模温越低则合金的冷却速度越快,铸件金属组织也就越致密。因此在这些部件中通常都包含很多用于填充并循环高压冷却液的管路，这些管路由多达几十个甚至几百个冷却孔组成。由于冷却孔中灌注的是高压的冷却液，因此在创建冷却水孔的过程中，除了要指定孔的直径、深度、安置平面、位置和方向矢量这些必要参数外，还需要指定冷却水孔孔壁的最小厚度，即冷却水孔的面与三维模型实体上其它所有面之间的最小距离，以满足冷却水孔的强度要求。

在现阶段，在冷却水孔创建完毕后，技术人员无法得知冷却孔的孔壁与实体上众多的其它面的最小距离究竟是多少、位置在何处，只能凭借观察和猜测，选取看上去可能距离最小的地方进行测量，为了保证安全，通常要测量多个地方。一旦创建的冷却孔不满足强度要求则必须重建冷却孔并重复上述过程。这种方式太过于费时费力，并且不能完全保证冷却孔满足强度要求，若在工作中冷却孔破裂，冷却液泄露，则整套模具完全报废，损失严重。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术中创建冷却水孔的方式费时费力、容易出错、效率低下的问题，本发明提出一种基于cad的冷却水孔创建方法。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于cad的冷却水孔创建方法，包括如下步骤：

步骤1：确定三维模型中待创建的冷却水孔的参数，所述参数包括冷却水孔的直径d、深度h、位置p、冷却水孔孔壁最小厚度δ；选择冷却水孔的安置平面；

所述冷却水孔孔壁的最小厚度，即冷却水孔的面(face)与三维模型的实体(body)上其它所有面之间的最小距离；孔壁的最小厚度用于保证冷却水孔具有一定的强度，能够承受冷却液带来的压力；冷却水孔孔壁的最小厚度根据用户需求确定，如可取值为3毫米或5毫米；

步骤2：由于冷却水孔的方向与安置平面的法向量平行但方向相反，因此，获取安置平面的法向量，并对该法向量进行取反操作，得到矢量v；

步骤3：根据步骤1中的参数和步骤2中的矢量v，创建冷却水孔；

步骤4：修改所创建的冷却水孔的直径为d+2*δ，深度为h+δ，并更新三维模型；

步骤5：判断修改后的冷却水孔是否满足最小壁厚条件；若不满足，进入步骤6，若满足，确定冷却水孔的位置，进入步骤7；

进一步，所述最小壁厚条件是指冷却水孔的面(face)与三维模型的实体(body)中其它的面不发生相交；若冷却水孔的面与三维模型的实体中其它的面发生相交，则表明不满足最小壁厚条件；

步骤6：确定移动方向和距离，移动冷却水孔的位置，并返回执行步骤5；

步骤7：重新将冷却水孔的直径和深度分别修改为d和h，并更新三维模型，得到最终创建完成的冷却水孔。

进一步，在步骤6中，移动冷却水孔的方法如下：

步骤6-1：确定移动操作参数，包括移动距离d和表示移动方向的矢量t；

步骤6-2：检查矢量t与步骤2中的矢量v是否垂直，若垂直，进入步骤6-3；否则，返回执行步骤6-1；

步骤6-3，将冷却水孔在安置平面内沿矢量t移动距离d。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益的技术效果：

本发明提供了一种创建冷却水孔的方法，在本发明方法中可以创建冷却水孔并方便直观的检查其孔壁厚度是否大于指定的值，且易于调整冷却水孔的位置，解决了现在设计方法中费时费力、容易出错的缺陷，能够在很大程度上提升设计效率。

附图说明

图1是本发明中创建冷却水孔方法流程图；

图2是检查冷却水孔壁厚是否满足要求示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

本发明实施例中创建冷却水孔方法的验证与实施的平台为nx10.0。在nx10.0中提供了丰富的用于二次开发的函数集，可以满足本实施例中的操作，如数据输入、查询实体中面的属性、创建或者编辑冷却水孔。

本发明所述的一种基于cad的冷却水孔创建方法，图1所示为该方法流程图，包括以下步骤：

步骤1：确定三维模型中待创建的冷却水孔的参数，所述参数包括冷却水孔的直径d、深度h、位置p、冷却水孔孔壁最小厚度δ；选择冷却水孔的安置平面；

步骤2：获取安置平面的法向量，并对该法向量进行取反操作，得到矢量v；

步骤3：根据步骤1中的参数和步骤2中的矢量v，创建冷却水孔；

步骤4：修改所创建的冷却水孔的直径为d+2*δ，深度为h+δ，并更新三维模型；

步骤5：判断修改后的冷却水孔是否满足最小壁厚条件；若不满足，进入步骤6，若满足，确定冷却水孔的位置，进入步骤7；

所述最小壁厚条件是指冷却水孔的面(face)与三维模型的实体(body)中其它的面不发生相交；若冷却水孔的面与三维模型的实体中其它的面发生相交，则表明不满足最小壁厚条件；

步骤6：确定移动方向和距离，移动冷却水孔的位置，并返回执行步骤5；

步骤7：重新将冷却水孔的直径和深度分别修改为d和h，并更新三维模型，得到最终创建完成的冷却水孔。

所述步骤6中，移动冷却水孔的方法具体如下：

步骤6-1：确定移动操作参数，包括移动距离d和表示移动方向的矢量t；

步骤6-2：检查矢量t与步骤2中的矢量v是否垂直，若垂直，进入步骤6-3；否则，返回执行步骤6-1；

步骤6-3，将冷却水孔在安置平面内沿矢量t移动距离d。

图2为检查冷却水孔壁厚是否满足最小壁厚条件的示意图，创建的冷取水孔如图2(a)所示，此时冷却水孔的最小壁厚位置为距离a处，技术人员需要对冷却水孔进行检验，将创建的冷却水孔的直径修改为d+2*δ，将深度修改为h+δ，更新三维模型，技术人员可以旋转三维模型的实体并观察，若修改后的冷却水孔的面与三维模型实体中的其它面发生相交，如图2(b)所示，则表明不满足最小壁厚条件。

本发明提出了一种在三维模型中创建冷却孔的方法，能够方便快速的创建和编辑冷却孔，在很大程度上提高了工作效率。

技术特征：

1.一种基于cad的冷却水孔创建方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

步骤1：确定三维模型中待创建的冷却水孔的参数，所述参数包括冷却水孔的直径d、深度h、位置p、冷却水孔孔壁最小厚度δ；选择冷却水孔的安置平面；

步骤2：获取安置平面的法向量，并对该法向量进行取反操作，得到矢量v；

步骤3：根据步骤1中的参数和步骤2中的矢量v，创建冷却水孔；

步骤4：修改所创建的冷却水孔的直径为d+2*δ，深度为h+δ，并更新三维模型；

步骤5：判断修改后的冷却水孔是否满足最小壁厚条件；若不满足，进入步骤6，若满足，确定冷却水孔的位置，进入步骤7；

步骤6：确定移动方向和距离，移动冷却水孔的位置，并返回执行步骤5；

步骤7：重新将冷却水孔的直径和深度分别修改为d和h，并更新三维模型，得到最终创建完成的冷却水孔。

2.根据权利要求1所述的一种基于cad的冷却水孔创建方法，其特征在于：在步骤5中，所述最小壁厚条件是指冷却水孔的面与三维模型的实体中其它的面不发生相交。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于cad的冷却水孔创建方法，其特征在于：在步骤6中，移动冷却水孔的方法如下：

步骤6-1：确定移动操作参数，包括移动距离d和表示移动方向的矢量t；

步骤6-2：检查矢量t与步骤2中的矢量v是否垂直，若垂直，进入步骤6-3；否则，返回执行步骤6-1；

步骤6-3：将冷却水孔在安置平面内沿矢量t移动距离d。

技术总结
本发明公开了一种基于CAD的冷却水孔创建方法，在确定了孔的直径、深度、位置、安置平面后，创建冷却水孔；在检查冷却水孔的壁厚是否大于指定的值δ时，将冷却水孔的直径增加2*δ，将深度增加δ，若冷却水孔的面与三维模型实体上其他的面发生相交，表明冷却水孔不满足最小壁厚要求，技术人员可以移动冷却水孔的位置进行调整。移动冷却水孔的方式是沿着与安置平面法向量垂直的矢量方向移动一定距离，可以反复移动，直至满足最小壁厚要求，再将冷却水孔的直径和深度改回原来的值。本发明可以方便直观的检查孔壁厚度是否大于指定的值，且易于调整冷却水孔的位置，解决了现有方法中费时费力、容易出错的缺陷，能够在很大程度上提升设计效率。

技术研发人员：刘建钊;花锋
受保护的技术使用者：盐城工学院
技术研发日：2019.08.19
技术公布日：2019.11.26