低壓鑄造技術是實現鑄件少余量、無余量加工，同時也是鑄件精密化、薄壁化、輕量化和節能化的重要措施。由于低壓鑄模設計的復雜性，使其不僅設計周期長，而且對設計人員的要求高，因而設計人員的培養時間長。這些都有礙于產品的更新換代，有礙于企業競爭力的提高。為了提高低壓鑄模設計的技術水平、縮短設計周期，加快制造進度，開發用于低壓鑄模的CAD系統是十分必要的。

　　以UG為開發平臺，開發了低壓鑄模工裝設計系統。系統利用UG強大的圖形處理功能和裝配設計能力，以面向裝配的設計思想為指導，結合低壓鑄模設計特點，并充分考慮到設計過程的并行性，大大縮短了模具的設計時間，提高了模具設計的靈活性。系統功能低壓鑄模CAD系統按照其功能可分為五大模塊：初始化、毛坯處理、外模及澆注系統設計、砂箱設計、芯盒設計，系統模塊結構。

　　為了盡可能使模具的不同部分能同時進行設計，以縮短模具的設計時間，系統充分考慮了低壓鑄模設計的并行性。初始化模塊給出了每個模塊所需的初始化信息，它是整個系統的共享信息，每一個模塊能對它進行重新定義。這些信息可控制毛坯處理、外模及澆注系統設計、砂箱設計、芯盒設計等模塊協調工作，實現低壓鑄模的并行設計。

　　此外，在每一個模塊內部，系統利用了多線程技術，以加快系統運行速度。

　　參數的傳遞系統的五個模塊分別完成不同的功能，彼此之間相互獨立，這樣有利于系統的開發和維護。

　　但它們又是一個有機的整體，彼此通過參數的傳遞，相互關聯，相互影響。為了能順利地在各個模塊之間交換信息，保證它們對參數引用的一致性，使各模塊產生的圖形實體能自動關聯，同時保持各模塊的獨立性，系統在初始化階段建立了一個各模塊共享的數據存儲文件。數據存儲文件是整個系統交換信息的場所，它記錄著各模塊之間需要交互的所有信息，如毛坯尺寸，收縮率、余量、外模尺寸等，并對每一個參數給定了初始值。模塊間參數傳遞方式見圖2，虛線連接表示各模塊不是直接交換數據，而是通過數據文件間接實現參數傳遞。數據存儲文件除了存貯相關數據外，還要求能實現參數的關聯，即：一個參數變化時，涉及到它的不同圖形實體能同時更新。數據存儲文件若采用文本文件格式，必然不能實現各模塊的自動相關，每一個參數的修改，系統都要做額外的處理。為了解決這一問題，系統利用UG的數據關聯功能，將需要在各模塊之間傳遞的參數定義為UG模型的表達式實體。各模塊對參數的修改，就變為對UG表達式的修改。利用UG系統的功能，就可以實現各模塊產生圖形實體的自動更新。各個模塊直接引用數據文件中的相關數據，在必要時進行修改，通過UG的關聯機制同時更新著與被改動參數有關的各個實體。

　　此外，該數據文件也記錄了模具的設計進度。

　　在某些設計尚未完成時，它將控制某些模塊不能觸發，而是直接激活前續模塊。

　　毛坯的處理毛坯的形狀和尺寸，與外模，特別是芯盒有著密切的關系，所以毛坯處理的成功是其他模塊正常工作的前提。為了使鑄件的產品設計能與模具設計并列進行，節省模具的設計時間，毛坯處理能以立即選擇和過后選擇零件兩種不同方式進行，而不會影響其他模塊。當然這種并行的可能性要視其他模塊的工作是否與零件的外形或內型緊密相關而定，若與鑄件形狀緊密相關，則在沒有選擇鑄件時，該模塊無法激活。否則用戶只要輸入關于鑄件的相關參數，如高度，外形形狀（圓形或方形等），參數（直徑或邊長）等等，這些尺寸不必十分精確，只要與實際的鑄件的相關尺寸接近就可以。當鑄件造型完成時，系統將根據鑄件的實際尺寸更新有關鑄件的參數。毛坯處理模塊根據數據文件中的信息，判斷在初始化階段，用戶是否選擇了鑄件，從而確定以哪種方式進行工作。

　　（1）分型面的確定鑄件分型面的選擇正確與否是鑄造工藝合理性的關鍵之一。此子模塊，以交互式的方式，確定鑄件的分型面。

　　（2）處理孔洞與槽為了使鑄件的外形面與內形面分開，或其他工藝和結構上的原因，鑄件上的某些孔特征與槽特征必須去掉或修補。此子模塊根據用戶的選擇，修補相應的孔或糟。

　　（3）添加脫模斜度為了使砂型能順利地與模具分離，必須在鑄件的局部，特別是鑲件和筋條，加上脫模斜度。

　　（4）鑄件的收縮率，此模塊按照三種方式處理鑄件的收縮率：①各個方向的收縮率相同，即一致收縮方式；②軸向徑向方式，即軸向和徑向不同；③各個方向的收縮率都不同的方式。用戶可以針對鑄件的不同特點選擇不同的收縮方式。

　　鑲件的設計型芯砂型做好后，要從模具中順利地脫離出來，但由于模具的局部突出結構，使得無法在不破壞砂型的情況下，順利的脫模。這種突出的局部可以做成鑲件，該鑲件可以在開模前從模具的外部或內部取下，從而使砂型能脫離模具。同時，為了給鑲件進行定位，在它的某個部位要加上定位裝置。模具上除了這種因阻礙型芯砂型脫模的結構需設計成鑲件外，還有些部位，它們雖然不會阻礙脫模，但出于加工或結構方面的考慮，仍然需要將它們做成鑲件。鑲件分為三類：活動式、半活動式、固定式。阻礙型芯砂型脫模的突出部分一般做成活動式鑲件。對于為了便于加工而在局部所加的鑲件，若它比較大，可以考慮采用半活動式鑲件。砂型做好后，它們可以從模具上取下來，在需要用到時才裝到模具上；若鑲件比較小，則可以采用固定式鑲件，這種鑲件使用粘合劑直接固定到模具上，不能取下來。對于這三種不同的方式，系統將由不同的模塊來完成。

　　a.活動式b.半活動式c.固定式由于鑲件的形狀復雜多變，導致鑲件的設計自動化程度很低，設計人員要針對特定的形狀分別進行設計，且鑲件及取下鑲件后的零件一般是分開設計，然后將它們進行裝配，這種設計方法必然造成重復造型。若希望修改鑲件，也必須分別修改鑲件和取下鑲件后的零件，且在修改過程中，它們之間的裝配關系也可能被破壞，不得不重新裝配，這無疑增加了設計人員的額外的工作量。

　　針對這些弊端，系統根據面向裝配的思想，采取自頂向下的鑲件設計方法。其設計思路是：首先，生成鑲件的包容體，并以該包容體做相應的處理，使包容體的形狀和尺寸盡量與所需鑲件相符，從而得到鑲件，最后從原始零件取下鑲件，得到取下鑲件后的零件。基于這種方法產生的鑲件與零件之間沒有裝配關系，只存在相互的位置關系，所以不用顧慮因為鑲件的修改而丟失裝配信息，而且UG提供的相關拷貝功能，能夠保持鑲件以零件之間的相關性，使得修改鑲件時，零件自動做出相應的調整，從而避免重復勞動。