1 前言
主模型(Master Model)是基于PDM数据管理为核心的一个中央数据库文件，它包括与产品相关的所有几何和非几何信息，用来为产品在生命周期中产品开发过程的各个阶段和各个部门提供服务。主模型保证不同操作者之间工作的独立性、安全性和工程数据的集中性。在PDM系统中，主模型就像一个交通枢纽那样工作，用户可通过单一的主模型完成其它技术任务，这些任务可由不同的工程师完成，非相关的人员无权更改主模型。本文以线卡凸凹模具设计为例，根据主模型的特点，利用NX相关部件间关联建模WAVE技术，以PDM系统为数据管理平台，模具设计人员在PDM系统调用结构设计人员设计的线昔主模型，并基于线卡主模型的几何体和位置来设计凸凹模具，这种并行设计技术，保证了各部件的相关性，减少了设计更改时间，保证了设计的完整性。
2 主模型设计原理
虚拟装配技术是形成NX主模型原理的主要技术基础。虚拟装配实际上是一种侧重利用计算机软件技术来体现产品装配结构的方法。即在技术上，装配件通过引用、保存和管理指向下面各级构件的指针，在装载时动态地通过指针来调入各级构件以形成其自身。因此，利用虚拟装配技术来实现主模型设计原理，保证了主模型和其它应用的相关性，使得所有工程参与者能共享三维设计模型，即主模型的三维模型数据为装配、二维工程图、有限元分析和加工等应用功能所使用。当一个应用程序数据发生变化时，其改变可以自动反映到设计的另一个应用版本中去。各个应用系统对模型中的数据有唯一和相同的解释，数据模型全局一致，不同应用系统在数据交换过程中避免了各自解释数据，也避免了产品数据的冗余合不一致现象。主模型设计反映了目前设计的主导方向，提高了设计效率和质量，减少重复设计等不利因素。
3 在PDM中主模型的数据结构
在PDM系统中，科室设计人员将NX模型数据检入到PDM系统中， 在系统中建立起完整的产品结构，通过和版本，用户权限管理相结合，用户可以从系统中提取出需要的产品结构以及其所属的零部件信息。当一个产品数据发生变化时，改变可以自动反映到设计的另一个应用系统中去。
如图1所示，线卡主模型下包含了三维结构图003-440-01，工程图003-440-01_dwg，以及相关CAD文档。，与需要同一团队成员协同设计时，下游用户只需下载需要的主模型零什（如图2所示）。进行相关模型设计，主模型改变，与之关联的模型也相应改变，包括结构设计图、工程图、模具图、加工NC码等相关数据。
图1 主模型数据结构
图2 在PDM中下载线卡主模型
4 在PDM中利用主模型进行并行设计的实现
主模型设计思想是一个由计算机支持的协同工作进行产品设计过程。产品数据存储在PDM数据库服务器中，在产品设计过程顺序法中，各个部门之间的工作是并行的，信息流向是双向的如图3所示，各个部门之间是相对独立的，但工作是一个有机整体，设计人员围绕一个主模型协同工作。PDM系统根据制定的访问策略保证只有合适的用户和组才能访问位于项目中特定生命周期阶段的对象。一个研究项目由一个团队人员不同角色的人员组成，设计人员可以通过PDM调用自己权限内的文件。项目负责人能查看项目工作进展情况。
在一个项目团队中，结构设计师根据角色分配，设计出产品零件模型，并捡入到PDM系统中，同一团队的工艺人员，根据加工零件的工艺性要求，如果需要设计该零件的模具。即往PDM系统下载零件主模型，进行模具设计。进行模具设计的工艺师是可以增加或删除主模型特征，但不能存盘，无权更改主模型的数据。可通过装配，引用主模型的特征信息。在装配文件下，主模型只存在于装配件所引用的零件中，并没用复制到装配件中，可以通过提取主模型的特征信息用于模具设计。
图3 主模型下各部门之间的数据访问和调用
以下利用线卡凸凹模具详细设计过程来解释如何利用主模型进行并行设计，如图4所示为线卡凸凹模具在PDM中基于主模型的模具并行设计流程。
图4 PDS中基于主模型的模具并行设计
利用主模型设计思想，可建立一个快捷，稳定的CAD数据结构体系，实现了各个部门之间数据的共享，优化了CAD系统。采用基于角色的权限控制，来确保整个系统运行的安全和可靠性。
5 基于主模型的线卡模具并行设计应用
以线卡模具凸凹模殴计为例。从PDM中下载线卡主模型三维实体模型，利用WAVE LINKED功能提取凸凹模特征曲线，保证凸凹模与主模型的相关性，即可完成凸凹模型腔设计，原理如图5所示。
图5 线卡凸凹模设计原理
实际操作如下：
1)进入NX软件，新建模具文件003-400-02；
2)在PDM系统中，下载线卡主模型003-440-01；
3)在装配中添加线卡主模型零件(003-440-01)，如图6所示；
4)进入NX/WAVE功能。激活Wave Geometry Link。进入Assemblies→Wave Geometry Link；
5)WAVE LINK主模型三维实体；
6)Wavelink提取主模型外表面如图7所示；
7)利用生成的曲面修剪凸凹模模板，得到凸凹模如图8所示。
图6 线卡生模型
图7 Wavclink提取点模型表面
图8 线卡凸凹模模型结构
6 结论
在模具设计应用中，主模型方法体现了并行设计的思想。该模型是目前我所常用的线卡凸凹模。利用NX主模型的并行设计，提高了模具制造的速度和质量，能够更好地提高我所产品设计质量，减少重复设计、重复改模等不利因素。
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