A-Parametric-Controlled-Cavity-Layout-Design-System-论文翻译.docx

一个参数指定型腔的注塑模具的布局设计系统如今，塑料制品的制作时间正在变的越来越短，因此主要可用于制造注塑模具的时间也正在削减。由于一个设计过程可以在每个模具中重更运用，因此可以将模具设计标准化。本文通过运用标准化模板限制几何段米来设计型股注塑模型的布局。标准化型腔的布局设计模板是由各种可能布局的配置组成的。每个配置的布局设计有其自己全部的几何布局设计表参数。在这种标准化模具板预先定义模具装配设计布局设计将确保所需的配置可以特别快速进行装配设计以便快速装入模具，而不须要重新设计布局。产品设计和模具设计之间的技术性探讨使得它很有用。它们的变更可以做出三维型腔在探讨过程中可以马上布置设计，从而节约时间和避开误会，这种标准化的型腔布局设计可以轻松为各个模具制造公司定制自己标准的模具。关键词：型腔布局设计；几何参数；模具装配；注塑模具设计；标准模板1介绍型料注塑成型是个面对大众的具有良好公差塑料部件生产的常用方法。塑料注塑所须要的项目主要有两个：注塑机和注塑模具。注塑机主要用来模具安装,它供应从机的模具到夹具模具熔融塑料的转移机制，是压力的应用程序和形成的塑料弹射的一部分。它是一种将塑料熔融成最终立体细微环节塑料零件形态的转化工具。现在，塑料作为零件产品推向市场的时间越来越远，在较短时间生产注塑模型变为必不行少。应用计算机学问进行注塑模型的设计与相关领域的学问己经很丰富了。如KBS台湾高校，德宙克赛尔高校的KBS【5】，【6】等。注塑模具设计开发系统,如ClMP(8J等。个运用以学问为本的塑料材料的选择方法。据视察，虽然模具制造行业运用三维Cad软件，可是模具设计有多少时间是奢侈在为每个相同的设计流程项目上。假如标准重纭的i殳计流程，在模具设计阶段,可以省去一大笔时间，避开日常任务。一个组织良好的分层设计在模具装配数也是个重要的因素13,14。然而，在型腔布局设计中很少工作已经完成，因此这方面将是我们探讨的主要焦点。虽然有许多方法设计型腔布局，模具设计师往往是运用佐丹奴的设计，因此有必要申请标准化型腔设计。本文介绍在一个标准化模板基础上通过限制参数进行注塑模具布局型腔设计方法。首先，建立个组织严密的模具装配层次设计数，然后通过与标准的浓度型腔和那些非标准配置的型腔区分型腔布局配置。这种标准化将配置数据库中列出的标准配置通过每个配置自己的布局设计表限制其自身的几何参数，2型腔塑料注塑模具布局设件注塑模具是进入最终形态和塑料零件三维细微环节的熔融塑料转化工具，因此，模具的最终一部分包含逆印象。大多数建立模具须要两部分：前面插入和背部插入。在模具的某些制造行业里前插入也被称为型腔后面插入核心。图1显示了一个前插入型腔和背部插入（核心）。熔融塑料被注入印象填写。图2显示了一个简洁的两板模具。图1前插入（型腔）和插入（核心）图2一个简洁的模具装配2.1 单腔之间的差异许多时候，多腔模具印象中熔融塑料被充溢也称为腔。腔的支配被称为腔内布局。当模具包含多个腔，被称为多腔模具。图3（八）和图3（b）所示为单腔模具和多腔模具。图3（八）单腔模具(b多腔模具个单腔模具通常是工程浩大的绘图封面如电脑外壳等部件设计，对于较小的手机盖和齿轮等零件，它们始终是经济的多型腔模具设计,使更多的零部件产生成型周期“客户通常会平衡投资对部分工具的成本，阻挡挖掘腔。2 .2多腔布局一个多型腔模具可以在同时间生产不同的产品，被称为一个模具。然而，通常状况下，设计不同的型腔模具可能不是全部的熔融塑料都在同一时间相同温度卜.，另方面，多腔模具生产在整个成型周期的同产品可以平衡布局或均衡布局。在充溢匀称分布的腔内，相同熔融条件下，可能发生短成型，但是通过修改长度和截面平衡正在运用的布局。由于这不是个虑效的方法，所以应当避开运用。图4显示r一个由于布局不平衡，均衡布局可以进一步划分成两个范畴上的简短的成型。图4布局不平衡的短成型均衡的圆形布局可以有3,4,5,6个或者更多的蛀牙，但有个可数的腔，安置一个平衡的圆形布局限制的腔。图5显示了多腔布局进行探讨。图5多腔布局3设计方法本节介绍设计方法概述。一个参数限制腔的布局设计发展系统的注塑模具，包括设计各种组件到最适当的层次设计数的有效的工作。图6显示了模具组装配层次，从组装其他部件和组件的第一级部件和组件的设计树，其次级起第n级别的模具装配层次设巾树，重点仅在腔的布局设计。图6模具装配的分层设计树3 .1标准化程序为r在模具设“过程中节约时间，最常用的是确定设计的特点，将每次重豆的模具设计流程标准化。从图7中可以看出有两部分的相互作用，分别为标准化程序“腔布局设计”：组件装配标准化和腔布局成型标准。图7标准化过程的相互作用3.1.1构件大会标准化前腔布局成形的标准化须要相识到部件和组件，重复整个股。图8显示了具体的腔的布局设计的设计数。二级的层次设计数，有批可以干脆组装的部件和组件。第三级起先的层次设计数设计在主要的插入部件，可以被看作是主要组成部分和中间组件。目前在每个模具设计的主要组成部分协助部件是依靠塑料的部分，在模具设计中它们可能出现可能不会出现。因此，确把这些部件和组件直属主要的插入部件，确保每重复插入腔将继承相同的部件，从第三级起先的部件和组件层次设计树。因此，没有必要重新设计类似的部件和组件中的每一个腔布局。3.1.2腔布局配置标准化它是探讨和分别腔布局标准和非标准的必要性。图9显示了标准化程序腔的布局配置，客户确定多腔布局或单腔的布局。单腔布局总是视为标准成形。多腔模具可以在同一时间生产不同的产品。在同一时间不同的产品被称为家庭模具，这是一个非传统的设计。因此，多型腔的家庭模型非标准成形。多型腔模具可以生产同样的产品包含一个均衡布局设计或布局不平衡设计。不平衡布局设计作为非标准配置是很少运用的，然而，均衡的布局设计依据客户要求的腔数还包括线性布局设计或恻形布局设计。但是必需指出有任何的布局设计其他非标准腔也被列为有个非标准配置。分类标准的布局设计它们的具体信息，然后可以列入个标准化模板。这种标准化的模板中预先定义腔的布局设计水平和模具装配设计支持的全部标准配置，这样就保证了很快就可以装载所需的浓度成形模具装配设计，而不须要重新设计布局。3.2标准化模板从图1O中可以看出，有两部分标准化模板：一个反面成形数据库和布局设计表。成形数据库包括全部标准布局模具，每个布局配置有自己的布局设计表进行几何参数设定。作为模具制造等行业都有自己的标准配置数据库，考虑到这些设计以前被视为非标准可以定制实行。图8具体的腔布局设计的分层设计树图9腔布局配置的标准化程序图10标准化模板3.2.1配置数据库一个数据库可以用来包含不同的标准配置清单，该数据库得对应到布局在模具型腔布局设计水平设计组装。在数据库中列出的信息是配置.的数量，类型和腔体的数量。表11显示一个成型数据库的例子，当一个特定的布局类型和数量腔被适当的布局配置装入腔的布局设计。Rl11回扒窃模具板图12单腔布局配置和几何参数图138腔布局成型和几何参数图148腔布局成型和几何参数与腔轮换图15配置数据库和布局模板为原型系统图16用户界面前装载要求成形图17加载恳求配置后的用户界向图18用户界面布局设计表3.2.2布局设计表每个配置数据库中列出的标准配置有其自己的布局设计表。布局设计表包含的为每个配置独立设置的几何参数限制腔内布局。图11（八）和11(b)显示核心背面模具板，个大口袋，装配四个相同的小口袋腔布局，它更经济，加工更有优势。1 .可以节约更多的空间之间较小的腔2 .加工时间更快，生产一个大口袋，加工多个小口袋。3 .可以实现比个大口袋更高精度的多个小口袋。因此，默认值的几何参数在布局设计表结果之间没有差距。然而，为r使该系统更加敏捷，几何参数的默认值在必要时可以适应每个模具的设计。4几何参数在三个变量之间建立几何距离：1 .腔(有弹性)之间的距离。空腔之间的距离勒出布局设计表，或者设置为用户默认值。2 .角度个别腔(敏捷的方向。个别腔方向的角度也在布局设计中列出，以便用户可以变更表。为多腔的布局，必需使全部的空腔在同一方向角表示在布局设计表。假如定位的角度是默认的，全部空腔会旋转方向相同的角度，不受布局配苴的影响3 .每个腔（固定）的交配之间的关系。4 .腔的方向是相互对立的，固定每一个布局配置除非它是定制的。图12就示了一个转腔布局成形和几何参数的例子。图13显示了一个8腔布局成形和几何参数的例子。X值和丫值主要是插入/型腔尺寸。默认状况下，X1和X2的值等于X,Y1的值等于Y,因此不存在空腔之间的差距值。XI,X2,Y1在考虑到设计腔体之间的差距时可以增加这些列值。如图15.个困难的型腔布局配置假如有更多的几何参数，必需运用方程与参数。4系数的实现参数限制腔的布局设计原型，注装模具制度已经运用奔腌实施，这原型系统运用商用CAD系统和商用数据库系统作为该软件。原型系统的开发运用微软Visua1C+V6.O编程语言。SOlidWOrkS的选择主要有两个缘由:1在CAD/CAM行业的增长趋势是运用基于Wind。WS的PC,而不是UNIX工作站。2三维CAD软件是WindowS完全兼容，从而可以从Micr。SoftExce1将CAD文件顺当整合。该原型系统有8个配置数据库一个是EXCCl文件中列出的标准布局配置，如图15。这是一个汇编文件,在SOlidWOrkS中具有相同的布局配置。在EXCel文件中形成对应的名字。图16是前加载要求配置，在恳求装载布局成型时，目前的布局配置信息将会被列在列表框中，然后用户就可以变更当前布局设置。图17是当前布局配置的布局设计表，包含的几何参数可以激活用户触发底部的按钮接口。当几何参数值变更时，腔的布局设计将相应更新。图18显示激活的布局设计表。图19CAD模型手机5案例分析CAD模型的手机盖，如图19所示。在卜列状况卜.学习运用，在此前腔布局设计阶段，用CAD将原始模型按收缩值进行缩放，用于成型树脂。然后创建住插入用以封装缩水部分，这是整个组件被称为住插入组件.5.1方案1：初始腔的布局设计在模具设计中建立个腔，因为平衡投资工具，客户已要求用两型腔模具设计这一手机盖。5.2方案2：修改腔布局设计客户和模具之间的技术探讨会是设好产品的共同需求，要使得等改的三维CAD文件的产品和模具尽可能快的话，变更总是在所难免的。在这种状况卜.，一个技术探讨会须要线性四腔模具而不是两腔模具5.3方案3：腔茏距模具设计师在腔布局组件的水平，采纳腔布局系统激活的布局设计当前的布局配置表。Yl的值是从50亮米到70亮米，引进20韩密的差距。图24是在布局设计显示Yl值的变更表。结果如图25。图20主要封装缩水部分插入图21A线性两腔的配置图23引进型腔之间的差距图24修改丫1值的布局设计表图25最终设计后的外差距6总结在本文中，运用标准化模板的方法是提出一个参数限制腔的发展布局设计系统。假如他们的设计流程是可重发的模具装配设计，它可以进步应用于其他组件。他们为每个模具设ir通用功能，发达的腔布局系统的优点如下：1所开发的系统具有用户友好界面2它运用数据库，因而具有高度敏捷性，可以定义自己的标准，满意不同的须要。3所须要的布局成形可以特别快的加载，不须要重新设计模具装配设计。4该系统使产品设计和模具设计师在开发技术前有更多的探讨。5该系统删除多余的工作，因而在模具设计过程中节约时间，削减模具交货时间。虽然可制定的数据库和布局设计表有几何参数待定，因而开发的系统具有肯定的局限性，我们正在努力使模具设计中的其他组件标准模板化。参考文献：1. K.S.1.ee,J.Y.H,Fuh1Y.F.Zhang,A.Y.C.NeeandZ.1.i,IMO1.D:anintelIigentplasticinjectionmolddesignandassemblysystem'',Proceedingsofthe4thInternationalConferenceOnDieandMouldTechnology,pp.30-37,Malaysia,4-6June1997.2. K.S.1.ee,Z.1.i,J.Y.H,Fuh,Y.F.ZhangandA.Y.C.Nee,mKnowledge-basedinjectionmolddesignsystem”,CIRPInternalionalConferenceandExhibitiononDesignandProductionofDiesandMoulds,pp.45-50,Turkey,19-21June1997.3. C.K.Mok,K.S.ChinandJohnK.1.Ho,Aninteractiveknowledge-basedCDsystemformoulddesignininjectionmouldingprocesses”,InternationalJournalofAdvancedManufac-turingTechnology,17,pp.27-38,2001.4. Kwai-SangChinandT.N.Wong,mKnowledge-basedevaluationfortheconceptualdesigndevelopmentofinjectionmoldingparts”,EngineeringApplicationofArtificialIntelligence,9(4),pp.359-376,1996.5. Rong-Shean1.ee,Yuh-MinChenandChang-Zou1.ee,4<Develop-menIofaconcurrentmolddesignsystem:aknowledge-basedapproach”,ComputerIntegratedManufacturingSystems,10(4),pp.287-307,1997.6. A.A.Tseng,J.D.Kaplan,0.B.ArinzeandT.J.Zhao,Knowledge-basedmolddesignforinjectionmoldingprocessing”,Proceedingsofthe5thInternationalSymposiumonIntelligentControl,pp.1199-1204,1990.7. K.Beiter,S.KrizanandK.Ishii,wHyperQZPlastics:anexpertsystemforplasticmaterialandprocessselectionm,ProceedingsComputersinEngineering,ASME,1,pp.71-76,1991.8. W.R.JongandK.K.Wang,*4Anintelligentsystemforresinselection",ProceedingsANTEC'89,SPE,pp.367-370,1989.9. M.Wiggins,“Expertsystemsinpolymerselection,tPrOCeedingSANTEC'86,SPE,pp.1393-1395,1986.10. 1.1.Chen,S.Y.ChouandT.C.Woo,“Partingdirectionsformouldanddiedesign°,ComPUler-AidedDesign,25(12),pp.762-768,1993.11. A.Y.C.NeeandM.W.F,aDeterminationofoptimalpartingdirectionsinplasticinjectionmolddesign”,AnnalsCIRP,46(1),pp.429-432,1997.12. B.RaviandM.N.Srinivasan,44Decisioncriteriaforcomputer-aidedpartingsurfacedesign”,Computer-AidedDesign,22(D,pp.11-18,1990.13. X.G.Ye,Featureandassociativity-basedcomputer-aideddesignforplasticinjectionmoulds”,PhDthesis,NationalCniversityofSingapore,2000.14. X.G.Ye,J.Y.II.FuhandK.S.1.ee,44Automatedassemblymodelingforplasticinjectionmoulds”,InternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,16,pp.739-747,2000.15. G.Menges,HowtoMakeInjectionMolds,Chapter4,Hanser,Munich,1986.16. JosephB.Dym,InjectionMoldsandMolding:APracticalManual1Chapter7,VanNostrandReinhold,NewYork,1989.17. SolidWorks2001TrainingManual,wSolidWorksEssentialspartsassembliesanddrawings”,SolidWorksCorporation,Concord,MaS-SaehUSettS01742,2001.