外文翻譯--注塑模的參數(shù)控制型腔布局設(shè)計(jì)系統(tǒng)【優(yōu)秀】

1、<p><b>　　外文文獻(xiàn)翻譯譯文</b></p><p>　　題　　目：　　 拉鉤的冷沖模設(shè)計(jì) </p><p>　　系 別：　 機(jī)電工程系 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p>　　班 級(jí)：　　　 學(xué) 號(hào)：　 　 </

2、p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p><b>　　二、翻譯文章</b></p><p>　　注塑模的參數(shù)控制型腔布局設(shè)計(jì)系統(tǒng)</p><p>　　M. L. H. Low and K. S. Lee</p><p>　　機(jī)械工程系，新加坡大學(xué)，新加坡</p>&l

3、t;p>　　如今，塑料產(chǎn)品的上市時(shí)間變的越來(lái)越短，因此，制造注塑模的可用交貨時(shí)間也變的少了。在模具的設(shè)計(jì)階段有個(gè)省時(shí)的潛在方法，因?yàn)橛捎诿總€(gè)模具設(shè)計(jì)可以是標(biāo)準(zhǔn)化的，所以一個(gè)設(shè)計(jì)程序可以被重復(fù)使用。本文提出了一種通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)模版來(lái)控制幾何參數(shù)的方法來(lái)設(shè)計(jì)注塑模的型腔布局。標(biāo)準(zhǔn)模版的型腔布局設(shè)計(jì)包括可能布局的配置。每個(gè)布局設(shè)計(jì)的配置都有其特有的由所有幾何參數(shù)構(gòu)成的布局設(shè)計(jì)表格。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模版是預(yù)定義在合型設(shè)計(jì)的布局設(shè)計(jì)的級(jí)別時(shí)的。這樣就

4、能夠確保要求的配置能夠被快速地輸入到模具裝配設(shè)計(jì)中，而不需要重新設(shè)計(jì)布局。這使得它在模具制造前產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和模具設(shè)計(jì)師之間的技術(shù)討論上更有用。在討論時(shí)直接改變3D型腔的布局設(shè)計(jì)，這樣可以節(jié)省時(shí)間和避免錯(cuò)誤傳達(dá)。型腔設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)模版便于各個(gè)模具制造公司依照顧客具體要求而制造他們各自的規(guī)格。</p><p>　　關(guān)鍵詞：型腔布局設(shè)計(jì)；幾何參數(shù)；合型；注塑模設(shè)計(jì)；標(biāo)準(zhǔn)模板</p><p><b

5、>　　1．簡(jiǎn)介</b></p><p>　　注塑法是在一個(gè)較好的公差范圍內(nèi)生產(chǎn)大量塑料零件的最簡(jiǎn)單的方法。在注塑法中有兩個(gè)主要的要求。那就是注塑設(shè)備和注塑模。注塑制模機(jī)上有安裝好的模具并且提供有將熔融的塑料從機(jī)器中轉(zhuǎn)移到模具中的機(jī)械設(shè)，利用壓力應(yīng)用程序來(lái)加緊模具來(lái)噴出成型的塑料部件。注塑模是將熔融的塑料轉(zhuǎn)變成最終具有詳細(xì)尺寸形狀的塑料部件的工具。如今，隨著塑料部件的上市時(shí)間變得越來(lái)越短，在一個(gè)更

6、短的時(shí)間里生產(chǎn)注塑模變得更加必要。</p><p>　　注塑模具的設(shè)計(jì)及其相關(guān)的領(lǐng)域有很多工作都是依靠電腦技術(shù)來(lái)完成的。知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)例如IMOLD[1.2]，IKMOULD[3]，ESMOLD[4]，臺(tái)灣[5]的國(guó)家程康大學(xué)[6]的知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)，德雷塞爾大學(xué)的知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)等都是注塑模具設(shè)計(jì)較發(fā)達(dá)的。如HyperQ/Plastic[7]，CIMP[8]，F(xiàn)IT[9]系統(tǒng)等,通過(guò)使用知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)在挑選塑性材料方面有了發(fā)展。在

7、注塑法[10-12]的分離設(shè)計(jì)技術(shù)上也同樣有所提高。</p><p>　　據(jù)觀察盡管模具制造公司仍在使用3D CAD軟件來(lái)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，大量的時(shí)間都浪費(fèi)在了仔細(xì)檢查每個(gè)項(xiàng)目的同一設(shè)計(jì)程序。在模具設(shè)計(jì)階段如果重復(fù)的設(shè)計(jì)程序能夠標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)而避免了常規(guī)任務(wù)就能夠更好的節(jié)省時(shí)間。在合型方面一個(gè)有條理的樹(shù)形分層設(shè)計(jì)也同樣是個(gè)重要因素[13,14]。然而，在型腔的布局設(shè)計(jì)中有極少的工作是控制參數(shù)，這樣，這片領(lǐng)域?qū)⑹俏覀冎饕慕?/p>

8、點(diǎn)。盡管在設(shè)計(jì)型腔的布局時(shí)有很多的方法[15,16]，模具設(shè)計(jì)師們更傾向于使用最常見(jiàn)的設(shè)計(jì)方法，這樣就有必要在型腔布局設(shè)計(jì)層面上制定標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　本文介紹了基于標(biāo)準(zhǔn)模板通過(guò)控制參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)注塑模的型腔布局設(shè)計(jì)的方法。首先，必須確定一個(gè)有條理的樹(shù)形合型分層設(shè)計(jì)。其次，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)配置和不標(biāo)準(zhǔn)配置之間不同型腔配置進(jìn)行分類(lèi)。在配置數(shù)據(jù)庫(kù)中將標(biāo)準(zhǔn)配置列表，并且每個(gè)配置有其自己的布局設(shè)計(jì)表來(lái)控制它自身的幾何參數(shù)。這個(gè)

9、標(biāo)準(zhǔn)模板在模具合型設(shè)計(jì)的布局設(shè)計(jì)階段進(jìn)行先驗(yàn)。</p><p>　　圖1.前嵌入（型腔）和后嵌入（型芯）</p><p>　　2．注塑模的型腔布局設(shè)計(jì)</p><p>　　注塑模是將熔融的塑料轉(zhuǎn)變成最終具有詳細(xì)尺寸形狀的塑料部件的工具。這樣，一個(gè)模具的最后部分要包含有推出機(jī)構(gòu)。大多數(shù)的模具由兩部分構(gòu)成：動(dòng)模板和定模板。在有些模具制造公司，動(dòng)模板也被稱(chēng)為凹模，定模板也

10、被稱(chēng)為凸模。 表一所示為動(dòng)模板（凹模）和定模板（凸模）。熔融的塑性材料被注射進(jìn)型腔中。熔融的塑性材料固化后就形成了部件。表二所示為一個(gè)簡(jiǎn)單的兩板式注塑模。</p><p><b>　　圖2 單型腔合型</b></p><p>　　2.1單型腔和多型腔的區(qū)別 </p><p>　　通常，熔融塑性材料所注入的空間被稱(chēng)為型腔。型腔的排列被稱(chēng)為型腔的布

11、置。當(dāng)模具包含有超過(guò)一個(gè)的型腔時(shí)被稱(chēng)為多型腔模具。圖3（a）和圖2（b）所示為一個(gè)單型腔模具和一個(gè)多型腔模具。</p><p>　　單型腔模具通常用來(lái)制造大的直方的部件例如打印機(jī)的外殼和電視機(jī)的外殼。對(duì)于較小的部件如手機(jī)外殼和齒輪，一般更經(jīng)濟(jì)的用多型腔模具來(lái)生產(chǎn)，這樣每個(gè)模具周期能夠生產(chǎn)更多的部件。顧客通常決定型腔的數(shù)目，所以他們不得不平衡機(jī)器設(shè)備的費(fèi)用和部件的費(fèi)用。</p><p>&l

12、t;b>　　2.2多型腔的布局</b></p><p>　　同時(shí)能生產(chǎn)不同產(chǎn)品的多型腔模具稱(chēng)為一個(gè)系列模具。然而，它并不經(jīng)常用來(lái)設(shè)計(jì)有不同型腔的模具，因?yàn)樾颓徊灰欢芡瑫r(shí)在同一個(gè)溫度下被熔融的塑性材料填充滿。</p><p>　　另一方面，一個(gè)多型腔模具在整個(gè)的模具周期中生產(chǎn)相同的產(chǎn)品會(huì)用到平衡布局和不平衡布局。平衡布局是指型腔能夠在相同的熔融條件下同時(shí)全部被填充滿[15

13、,16]。當(dāng)使用不平衡布局時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生成型不完全的模具，但是可以通過(guò)修改分型面的澆流道（熔融塑性材料從澆口流到型腔的通道）的長(zhǎng)度來(lái)克服。然而這不是一個(gè)高效的方法，在可能的情況下避免使用。圖4所示為由于使用不平衡布局而導(dǎo)致了成型不完全的情況。</p><p>　　平衡布局能更進(jìn)一步的分為兩類(lèi)：線形和環(huán)形。平衡線形布局適用于2、4、8、16、32等型腔，也就是說(shuō)它遵循系列。平衡環(huán)形布局可以有3、4、5、6或者更多的型

14、腔，但是由于空間限制在平衡環(huán)形布局的型腔布置上有數(shù)量的限制。圖5所示是討論過(guò)的多型腔布局。</p><p><b>　　3.設(shè)計(jì)方法</b></p><p>　　本章概況地介紹注塑模的高級(jí)參數(shù)控制型腔布局設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。模具設(shè)計(jì)的有效工作方法包括將大量的組件和部件安排到設(shè)計(jì)樹(shù)的最合適的層次上。圖6所示為第一級(jí)的組件和部件在設(shè)計(jì)樹(shù)的合型層。設(shè)計(jì)樹(shù)的第二層向前直到第N

15、層的合型層上的組件和部件將被組合。在這個(gè)系統(tǒng)中，重點(diǎn)是“型腔的布局設(shè)計(jì)”。</p><p>　　圖3（a）單型腔模具。（b）多型腔模具</p><p>　　圖4 不平衡布局而導(dǎo)致了成型不完全</p><p><b>　　3.1標(biāo)準(zhǔn)化程序</b></p><p>　　在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中為節(jié)約時(shí)間，有必要鑒別通常使用的設(shè)計(jì)方法

16、的特點(diǎn)。每個(gè)模具設(shè)計(jì)中重復(fù)使用的設(shè)計(jì)步驟可以被標(biāo)準(zhǔn)化。從圖7中可以看出在型腔布局設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化程序中有兩個(gè)部分是互相影響的：零部件裝配的標(biāo)準(zhǔn)化和型腔布局配置的標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p><b>　　圖5 多型腔布局</b></p><p>　　圖6 合型分層設(shè)計(jì)樹(shù)</p><p>　　圖7 在標(biāo)準(zhǔn)化程序中的相互關(guān)系</p><p

17、>　　3.1.1零件裝配標(biāo)準(zhǔn)化</p><p>　　在型腔布局配置標(biāo)準(zhǔn)化前，有必要識(shí)別在型腔布局中在大量型腔中重復(fù)使用的零部件。表8所示為一個(gè)詳細(xì)的型腔布局設(shè)計(jì)的樹(shù)形層次設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖。在樹(shù)形層次設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖的第二層中主要的嵌入部件有大量在層次設(shè)計(jì)樹(shù)中第三層以前的被直接裝配的零部件。它們可以被看做是主要成分和次要成分。主要成分存在于每個(gè)模具設(shè)計(jì)中。次要成分取決于所生產(chǎn)的塑料部件，所以它們可能出現(xiàn)也可能不出現(xiàn)在模具

18、設(shè)計(jì)中。</p><p>　　圖8詳細(xì)型腔布局設(shè)計(jì)的樹(shù)形層次設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　結(jié)果，將這些零部件直接放到主要嵌入部件下，確保每個(gè)重復(fù)使用的主要嵌入（型腔）將延續(xù)層次設(shè)計(jì)樹(shù)第三層以前的相同零部件的使用。這樣，就沒(méi)有必要重復(fù)設(shè)計(jì)在型腔布局中的每個(gè)型腔中的相同零部件了。</p><p>　　3.1.2型腔布局的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化</p><p&g

19、t;　　有必要學(xué)習(xí)和將型腔布局標(biāo)準(zhǔn)化分類(lèi)為標(biāo)準(zhǔn)化和非標(biāo)準(zhǔn)化。圖9所示為型腔布局結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化程序。</p><p>　　圖9型腔布局結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化程序。</p><p>　　一個(gè)型腔布局設(shè)計(jì)，可以被理解為或者是多腔布局或者是單腔布局，但是通常是顧客來(lái)決定這個(gè)。單型腔布局總是被認(rèn)為有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的配置。多型腔模具可以同時(shí)生產(chǎn)不同產(chǎn)品或者同時(shí)生產(chǎn)相同產(chǎn)品。一個(gè)模具同時(shí)生產(chǎn)不同產(chǎn)品被認(rèn)為是同系列的模具，

20、這是不常見(jiàn)的設(shè)計(jì)。這樣，一個(gè)多型腔系列模具就有一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)配置。</p><p>　　多型腔模具生產(chǎn)相同產(chǎn)品可以包含要么平衡布局設(shè)計(jì)要么非平衡布局設(shè)計(jì)。非平衡布局設(shè)計(jì)很少使用，結(jié)果它被認(rèn)為是有一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)配置。然而，一個(gè)平衡布局設(shè)計(jì)也可以包含有一個(gè)線性布局設(shè)計(jì)或者是一個(gè)環(huán)形布局設(shè)計(jì)。這個(gè)取決于顧客要求的型腔的數(shù)目。這個(gè)必須注意，然而，布局設(shè)計(jì)也有其他非標(biāo)準(zhǔn)型腔數(shù)目也被分類(lèi)在非標(biāo)準(zhǔn)配置中。</p><

21、;p>　　將這些布局設(shè)計(jì)分為標(biāo)準(zhǔn)化后，他們的詳細(xì)信息就可以列入標(biāo)準(zhǔn)模板中。在合型設(shè)計(jì)和支持所有的標(biāo)準(zhǔn)配置的型腔布局設(shè)計(jì)階段標(biāo)準(zhǔn)模板要進(jìn)行先驗(yàn)。這樣就能確保要求的配置能夠很快的載入到合型設(shè)計(jì)中而不用再次設(shè)計(jì)布局。</p><p><b>　　3.2標(biāo)準(zhǔn)化模板</b></p><p>　　從圖10中可以看出在標(biāo)準(zhǔn)模板中有兩部分：配置數(shù)據(jù)庫(kù)和部件設(shè)計(jì)表。配置數(shù)據(jù)庫(kù)包括

22、有所有的標(biāo)準(zhǔn)布局配置，每個(gè)布局配置都有它自己的帶有幾何參數(shù)的布局設(shè)計(jì)表。由于模具制造工業(yè)有他們自己的標(biāo)準(zhǔn)，這樣配置數(shù)據(jù)庫(kù)可以根據(jù)顧客具體要求來(lái)運(yùn)用到那些預(yù)先被認(rèn)為是非標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)中。</p><p><b>　　圖10 標(biāo)準(zhǔn)模板</b></p><p>　　3.2.1配置數(shù)據(jù)庫(kù)</p><p>　　一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以用來(lái)包含了所有的不同標(biāo)準(zhǔn)配置的列

23、表。在這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的配置的總數(shù)目相當(dāng)于在模具設(shè)計(jì)裝配的型腔布局設(shè)計(jì)階段的可利用布局配置的數(shù)目。在數(shù)據(jù)庫(kù)所列信息就是配置數(shù)目、類(lèi)型、和型腔數(shù)。表1所示是數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)例子。每個(gè)可利用的布局配置的一般類(lèi)型和型腔的數(shù)目的名字是配置數(shù)目。當(dāng)布局的特殊類(lèi)型和型腔的數(shù)目被要求時(shí)，適當(dāng)?shù)牟季峙渲脤?huì)被載入到型腔布局設(shè)計(jì)中。</p><p>　　3.2.2布局設(shè)計(jì)表</p><p>　　配置數(shù)據(jù)庫(kù)中所列的每

24、個(gè)標(biāo)準(zhǔn)配置都有它自己的布局設(shè)計(jì)表。布局設(shè)計(jì)表包含有布局配置的幾何參數(shù)并且每個(gè)配置都是獨(dú)立的。更多的復(fù)合布局配置將有更多的幾何參數(shù)來(lái)控制型腔布局。</p><p>　　圖11（a）和11（b）所示為裝配相同四個(gè)型腔布局的有一個(gè)大腔和四個(gè)小腔的模板的背面。它一般更經(jīng)濟(jì)，與用機(jī)械設(shè)備在一大塊的鋼板上制造獨(dú)立的更小的腔相比，用機(jī)械設(shè)備在制造一個(gè)大的腔更加容易。用機(jī)械制造一個(gè)大的腔的優(yōu)點(diǎn)有：</p><

25、p>　　在腔與腔之間可以節(jié)省更過(guò)的空間，這樣更小塊的鋼板就可以被使用了。</p><p>　　與加工多個(gè)小的腔相比加工一個(gè)大的腔的加工時(shí)間要更快。</p><p>　　加工大腔比加工小腔能獲得更高的精確度。</p><p>　　結(jié)果，在布局設(shè)計(jì)表中的幾何參數(shù)的默認(rèn)值將導(dǎo)致腔于腔之間將沒(méi)有間隙。然而，為是系統(tǒng)更加靈活，幾何參數(shù)的默認(rèn)值在需要的地方可以修改以此來(lái)適

26、應(yīng)每個(gè)模具設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　圖11 模板背面</b></p><p><b>　　3.3幾何參數(shù)</b></p><p>　　幾何參數(shù)有三個(gè)變量：</p><p>　　型腔之間的距離。布局設(shè)計(jì)表中所列出的型腔之間的距離可以由使用者來(lái)控制或修改。距離的默認(rèn)值就是這些型腔間沒(méi)有間隙的值

27、。</p><p>　　個(gè)別型腔的取向角。個(gè)別型腔的取向角也被列在了布局設(shè)計(jì)表中，這些數(shù)值用戶可以修改。對(duì)于一個(gè)多型腔布局，所有的型腔都必須如布局設(shè)計(jì)表中所說(shuō)有相同的取向角。如果取向角被修改，所有的型腔將會(huì)旋轉(zhuǎn)相同的取向角而不受結(jié)構(gòu)配置的影響。</p><p>　　型腔間的裝配關(guān)系。型腔間的方向與先驗(yàn)每個(gè)獨(dú)特的布局配置有關(guān)并且由型腔間的裝配關(guān)系控制。</p><p>

28、;　　圖12所示為一個(gè)單型腔布局配置和它的它的幾何參數(shù)的例子。主要嵌入/型腔的原點(diǎn)是在中心。X1和Y1的默認(rèn)值是0所以型腔的布局時(shí)在中心的（雙方起源重疊）。使用者可改變X1和Y1的值，所以型腔可以適當(dāng)?shù)钠啤?lt;/p><p>　　圖13所示是一個(gè)八型腔布局配置和它的幾何參數(shù)的例子。X和Y值是主要嵌入/型腔的大小。默認(rèn)X1、X2的值等于X，Y1的值等于Y，這樣型腔間就沒(méi)有間隙?？紤]到設(shè)計(jì)中的型腔間的間隙X1、X2和

29、Y1的值可以增加。這些數(shù)值在布局設(shè)計(jì)表中都有列出。</p><p>　　如果一個(gè)型腔的方向不得不調(diào)整90°，剩下的型腔也要旋轉(zhuǎn)相同的角度，但是布局設(shè)計(jì)的殘余也是同樣。使用者可以通過(guò)改變布局設(shè)計(jì)表的參數(shù)來(lái)旋轉(zhuǎn)型腔。最終的布局如圖14所示。一個(gè)復(fù)雜的型腔布局配置有更多的幾何參數(shù)，必須確保參數(shù)方程的聯(lián)系。</p><p>　　圖12 單型腔布局配置和幾何參數(shù)</p>&l

30、t;p>　　圖13沒(méi)有型腔旋轉(zhuǎn)的八型腔布局配置</p><p>　　和幾何參數(shù)圖 圖14 型腔旋轉(zhuǎn)的八型腔布局配置和幾何參數(shù)</p><p><b>　　4.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　注塑模的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)控制型腔布局設(shè)計(jì)系統(tǒng)通過(guò)奔騰III PC兼容機(jī)作為計(jì)算機(jī)硬件來(lái)執(zhí)行。這個(gè)原型系統(tǒng)使用商業(yè)

31、CAD系統(tǒng)（SolidWorks2001）和商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（Microsoft Excel）作為軟件。成熟的原型系統(tǒng)在Windows NT環(huán)境下使用Microsoft Visual C???V6.0編程語(yǔ)言和SolidWorks API（應(yīng)用程序設(shè)計(jì)接口）。</p><p>　　SolidWorks被挑選出來(lái)的兩個(gè)主要的原因是：</p><p>　　在CAD/CAM工業(yè)放心日益增長(zhǎng)的趨勢(shì)是

32、向Windows-based PCs的使用來(lái)代替了UNIX工作站的使用，主要是因?yàn)榘?gòu)買(mǎi)計(jì)算機(jī)硬件的花費(fèi)。</p><p>　　三維CAD軟件是Windows系統(tǒng)完全兼容的，這樣它能夠平穩(wěn)地整合從Microsoft Excel文件到CAD文件（部分，裝配，圖紙）的信息[17]。</p><p>　　這個(gè)原型設(shè)計(jì)有一個(gè)列在Excel文件中的八個(gè)標(biāo)準(zhǔn)布局配置的配置數(shù)據(jù)庫(kù)。這個(gè)由圖15（a）所

33、示。與這個(gè)配置數(shù)據(jù)庫(kù)一致，布局設(shè)計(jì)階段，SolidWorks中的一個(gè)裝配文件有相同的布局配置。在Excel文件中的配置名與圖15（b）所示的在布局裝配文件中的裝配名相對(duì)應(yīng)。</p><p>　　每個(gè)設(shè)計(jì)中的每個(gè)型腔布局裝配文件將會(huì)被這些布局配置預(yù)裝載。當(dāng)要求的布局結(jié)構(gòu)按要求通道到用戶界面，布局配置將被載入。用戶界面如圖16所示是在要求的布局配置載入之前的。在載入要求的布局配置之上，最近的布局配置信息將會(huì)被列入列表

34、框中。</p><p>　　對(duì)在配置數(shù)據(jù)庫(kù)中找到的任何其他可用的布局結(jié)構(gòu)，用戶就能夠改變當(dāng)前布局結(jié)構(gòu)。這個(gè)由圖17舉例說(shuō)明。</p><p>　　最近的布局結(jié)構(gòu)的布局設(shè)計(jì)表包含有當(dāng)用戶觸發(fā)了在用戶界面底部的按鈕時(shí)就能夠激活的幾何參數(shù)。當(dāng)幾何參數(shù)值改變，型腔布局設(shè)計(jì)將因此更新。圖18所示是激活了最近的布局結(jié)構(gòu)的布局設(shè)計(jì)表。</p><p>　　圖15 原型系統(tǒng)的配置數(shù)

35、據(jù)庫(kù)和布局模板 圖16 要求的布局配置載入之前的用戶界面</p><p>　　圖17 要求的布局配置載入之后的用戶界面 圖18布局設(shè)計(jì)表的用戶界面</p><p><b>　　5.案例研究</b></p><p>　　如圖19所示的手機(jī)外殼的CAD模型，使用了如下的案例研究。</p><p>　　在型腔布局設(shè)

36、計(jì)階段之前，原CAD模型必須根據(jù)使用的模具損耗值來(lái)修剪。主要的嵌入部分會(huì)制造的能夠壓縮進(jìn)收縮的部分。這個(gè)整個(gè)的部件被認(rèn)為是主要的嵌入部件(xxx cavity.sldasm),?！癤XX”是項(xiàng)目名。圖20所示是主要的嵌入部件。在主要的嵌入部件創(chuàng)建后，型腔布局設(shè)計(jì)系統(tǒng)將會(huì)被用于準(zhǔn)備合型的型腔布局。</p><p>　　5.1方案1：最初的型腔布局設(shè)計(jì)</p><p>　　在一個(gè)模具設(shè)計(jì)中，建

37、立在一個(gè)模具中的型腔的數(shù)目通常是有顧客建議的，這樣他們必須平衡工件方面的投資和零件的花費(fèi)。最初，顧客要求用一個(gè)兩個(gè)型腔的模具來(lái)設(shè)計(jì)這個(gè)手機(jī)外殼。在創(chuàng)建了主要的嵌入部件后，模具設(shè)計(jì)師載入了一個(gè)使用型腔布局設(shè)計(jì)系統(tǒng)有兩個(gè)型腔的線性布局結(jié)構(gòu)。對(duì)應(yīng)的配置名是L02如圖21所示列入了用戶列表中。</p><p>　　5.2方案2：型腔布局設(shè)計(jì)中的修改</p><p>　　顧客與模具設(shè)計(jì)者間的工藝討論

38、會(huì)議是很普遍的。這樣在模具制造前就能夠盡可能早的修改三維CAD文件中的產(chǎn)品和模具。修改基本上是不可避免的，模具設(shè)計(jì)者也從不會(huì)在主要的時(shí)間上延期。</p><p>　　既然這樣，在工藝討論會(huì)議中，顧客改變他們的想法，需要一個(gè)線性的四個(gè)型腔的模具來(lái)代替兩個(gè)型腔的模具，所以手機(jī)外殼的價(jià)格就要增加。模具設(shè)計(jì)者可以使用型腔布局設(shè)計(jì)系統(tǒng)來(lái)修改目前的型腔布局設(shè)計(jì)為一個(gè)線性的四個(gè)型腔的模具。要求的新的布局結(jié)構(gòu)可以從配置數(shù)據(jù)庫(kù)所列

39、的可利用的布局結(jié)構(gòu)中挑選出來(lái)。如圖22所示。</p><p>　　圖19 手機(jī)的CAD模型 圖20 主要嵌入包裝的收縮部分</p><p>　　圖21 線性兩型腔的配置 圖22 線性 四型腔布局配置（布局配置變化后）</p><p>　　5.3方案3：型腔間所要求的間隙</p><p>　　最后，在另一

40、個(gè)工藝討論會(huì)議中，模具設(shè)計(jì)者被要求介紹在軸向方向上型腔間有20mm的間隙，如圖23所示。</p><p>　　圖23 型腔間有間隙的簡(jiǎn)介</p><p>　　在型腔布局組件階段，模具設(shè)計(jì)者使用型腔布局系統(tǒng)來(lái)激活最近的布局結(jié)構(gòu)中的布局設(shè)計(jì)表。介紹的軸向方向上型腔間的間隙是20mm的Y1值是從50mm到70mm間變化的。圖24所示是在布局設(shè)計(jì)表中Y1值的變化。最終的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，在間隙增加后如圖2

41、5所示。</p><p>　　圖24 布局設(shè)計(jì)表中Y1值的變化 圖25 增加間隙后的最終設(shè)計(jì)</p><p><b>　　6.結(jié)論</b></p><p>　　在本文中，使用標(biāo)準(zhǔn)模板的方法是為參數(shù)控制的型腔布局設(shè)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)展提出計(jì)劃。自從這個(gè)方法使用了標(biāo)準(zhǔn)化后，如果他們的設(shè)計(jì)程序是重復(fù)使用的或者他們有普遍應(yīng)用于每個(gè)模具的特點(diǎn)，

42、它就可以更進(jìn)一步的應(yīng)用于其他的合型設(shè)計(jì)的部件。較成熟的型腔布局系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下：</p><p>　　該系統(tǒng)有容易使用的界面。</p><p>　　自從它使用數(shù)據(jù)庫(kù)后，它就高度的靈活，有他們自己標(biāo)準(zhǔn)的模具制造公司可以根據(jù)顧客的具體要求來(lái)制定數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)迎合他們的需要。</p><p>　　因?yàn)橄闰?yàn)標(biāo)準(zhǔn)模板在合型設(shè)計(jì)中的布局設(shè)計(jì)階段是可利用的，所以要求的布局結(jié)構(gòu)可以很快地載

43、入到合型設(shè)計(jì)中而不需要再次設(shè)計(jì)布局。</p><p>　　這個(gè)系統(tǒng)能夠使產(chǎn)品設(shè)計(jì)者和模具設(shè)計(jì)者在模具制造前，在討論中直接改變布局有更多的有用的工藝討論。</p><p>　　這個(gè)系統(tǒng)這模具設(shè)計(jì)程序能夠節(jié)省時(shí)間，因?yàn)樗∪チ硕嘤嗟墓ぷ?。這對(duì)于在模具制造工業(yè)自從模具制造的生產(chǎn)周期日益提高是很重要的。</p><p>　　較發(fā)達(dá)的系統(tǒng)有相同的局限性。盡管數(shù)據(jù)庫(kù)和布局設(shè)計(jì)表

44、可以根據(jù)顧客的具體要求來(lái)制定，客制化將會(huì)由于更多的復(fù)雜的非標(biāo)準(zhǔn)化配置而變的能困難，因?yàn)檎_的幾何參數(shù)有待確定。我們一般工作都要求有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模板來(lái)制造模具設(shè)計(jì)中的其他部件。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1. K. S. Lee, J. Y. H, Fuh, Y. F. Zhang, A. Y. C. Nee and Z. Li,

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56、ed design for plastic injection moulds”, PhD thesis, National University ofSingapore, 2000.</p><p>　　14. X. G. Ye, J. Y. H. Fuh and K. S. Lee, “Automated assembly modeling for plastic injection moulds”, Inte

57、rnational Journal of Advanced Manufacturing Technology, 16, pp. 739–747, 2000.</p><p>　　15. G. Menges, How to Make Injection Molds, Chapter 4, Hanser, Munich, 1986.</p><p>　　16. Joseph B. Dym, I

58、njection Molds and Molding: A Practical Manual,Chapter 7, Van Nostrand Reinhold, New York, 1989.</p><p>　　17. SolidWorks 2001 Training Manual, “SolidWorks Essentials parts assemblies and drawings”, SolidWork

59、s Corporation, Concord, Massachusetts 01742, 2001.</p><p><b>　　外文文獻(xiàn)翻譯譯文</b></p><p>　　題　　目：　　 拉鉤的冷沖模設(shè)計(jì) </p><p>　　系 別：　 機(jī)電工程系 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制

60、造及其自動(dòng)化</p><p>　　班 級(jí)：　　　 學(xué) 號(hào)：　 2 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p><b>　　外文原文</b></p><p>　　A Parametric-Controlled Cavity Layout Design System for

61、 a Plastic Injection Mould</p><p>　　M. L. H. Low and K. S. Lee</p><p>　　Department of Mechanical Engineering, National University of Singapore, Singapore</p><p>　　Today, the time-to

62、-market for plastic products is becoming shorter, thus the lead time available for making the injection mould is decreasing. There is potential for timesaving in the mould design stage because a design process that is re

63、peatable for every mould design can be standardised. This paper presents a methodology for designing the cavity layout for plastic injection moulds by controlling the geometrical parameters using a standardisation templa

64、te. The standardization template for the c</p><p>　　Keywords: Cavity layout design; Geometrical parameters;</p><p>　　Mould assembly; Plastic injection mould design; Standardisation</p>&l

65、t;p><b>　　template</b></p><p>　　1. Introduction</p><p>　　Plastic injection moulding is a common method for the mass production of plastic parts with good tolerances. There are two

66、main items that are required for plastic injection moulding. They are the injection-moulding machine and the injection mould. The injection-moulding machine has the mould mountedon it and provides the mechanism for molte

67、n plastic transfer from the machine to the mould, clamping the mould by the application of pressure and the ejection of the formed plastic part. The injectio</p><p>　　Much work had been done on applying comp

68、uter technologies to injection mould design and the related field. Knowledge-based systems (KBS) such as IMOLD [1,2], IKMOULD[3], ESMOLD [4], the KBS of the National Cheng Kang University, Taiwan [5], the KBS of Drexel U

69、niversity [6], etc. were developed for injection mould design. Systems such as HyperQ/Plastic [7], CIMP [8], FIT [9], etc. are developed for the selection of plastic materials using a knowledge-based approach. Techniques

70、 have also been deve</p><p>　　It has been observed that although mould-making industries are using 3D CAD software for mould design, much time is wasted in going through the same design processes for every p

71、roject. There is great potential for timesaving at the mould design stage if the repeatable design processes can be standardized to avoid routine tasks. A well-organised hierarchical design tree in the mould assembly is

72、also an important factor [13,14].However, little work has been done in controlling the parameters in th</p><p>　　This paper presents a methodology for designing the cavity layout for plastic injection moulds

73、 by controlling the parameters based on a standardisation template. First, a well-organised mould assembly hierarchy design tree had to be established. Then, the classification of the cavity layout configuration had to b

74、e made to differentiate between those with standard configurations and those with non-standard configurations. The standard configurations will be listed in a configuration database and </p><p>　　2. Cavity L

75、ayout Design for a Plastic Injection Mould</p><p>　　An injection mould is a tool for transforming molten plastic into the final shape and dimensional details of a plastic part. Thus, a mould contains an inve

76、rse impression of the final part. Most of the moulds are built up of two halves: the front insert and the back insert. In certain mould-making industries, the front insert is also known as the cavity and the back insert

77、is known as the core. Figure 1 shows a front insert (cavity) and a back insert (core). Molten plastic is injected into the im</p><p>　　2.1 Difference Between a Single-Cavity and a Multi-Cavity Mould</p>

78、;<p>　　Very often, the impression in which molten plastic is being filled is also called the cavity. The arrangement of the cavities is called the cavity layout. When a mould contains more than one cavity, it is r

79、eferred to as a multi-cavity mould. Figures 3(a) and 3(b) shows a single-cavity mould and a multi-cavity mould.</p><p>　　A single-cavity mould is normally designed for fairly large parts such as plotter cove

80、rs and television housings. For smaller parts such as hand phone covers and gears, it is always more economical to design a multi-cavity mould so that more parts can be produced per moulding cycle. Customers usually dete

81、rmine the number of cavities, as they have to balance the investment in the tooling against the part cost.</p><p>　　2.2 Multi-Cavity Layout</p><p>　　A multi-cavity mould that produces different

82、products at the same time is known as a family mould. However, it is not usual to design a mould with different cavities, as the cavities may not all be filled at the same time with molten plastic of the same temperature

83、.</p><p>　　On the other hand, a multi-cavity mould that produces the same product throughout the moulding cycle can have a balanced layout or an unbalanced layout. A balanced layout is one in which the cavit

84、ies are all uniformly filled at the same time under the same melt conditions [15,16]. Short moulding can occur if an unbalanced layout is being used, but this can be overcome by modifying the length and cross-section of

85、the runners (passageways for the molten plastic flow from the sprue to the cavity). </p><p>　　A balanced layout can be further classified into two categories: linear and circular. A balanced linear layout ca

86、n accommodate 2, 4, 8, 16, 32 etc. cavities, i.e. it follows a 2n series. A balanced circular layout can have 3, 4, 5, 6 or more cavities, but there is a limit to the number of cavities that can be accommodated in a bala

87、nced circular layout because of space constraints. Figure 5 shows the multi-cavity layouts that have been discussed.</p><p>　　3. The Design Approach</p><p>　　This section presents an overview of

88、 the design approach for the development of a parametric-controlled cavity layout design system for plastic injection moulds. An effective working method of mould design involves organising the various subassemblies and

89、components into the most appropriate hierarchy design tree. Figure 6 shows the mould assembly hierarchy design tree for the first level subassembly and components. Other subassemblies and components are assembled from th

90、e second level onwards t</p><p>　　3.1 Standardisation Procedure</p><p>　　In order to save time in the mould design process, it is necessary to identify the features of the design that are common

91、ly used. The design processes that are repeatable for every mould design can then be standardised. It can be seen from Fig. 7 that there are two sections that interplay in the standardization procedure for the “cavity la

92、yout design”: component assembly standardisation and cavity layout configuration standardisation.</p><p>　　3.1.1 Component Assembly Standardisation</p><p>　　Before the cavity layout configuratio

93、n can be standardised, there is a need to recognise the components and subassemblies that are repeated throughout the various cavities in the cavity layout. Figure 8 shows a detailed “cavity layout design” hierarchy desi

94、gn tree. The main insert subassembly (cavity) in thesecond level of the hierarchy design tree has a number of subassemblies and components that are assembled directly to it from the third level onwards of the hierarchy d

95、esign tree. They can be</p><p>　　in the mould designs.</p><p>　　As a result, putting these components and subassemblies directly under the main insert subassembly, ensures that every repeatable

96、main insert (cavity) will inherit the same subassemblies and components from the third level onwards of the hierarchy design tree. Thus, there is no need to redesign similar subassemblies and components for every cavity

97、in the cavity layout.</p><p>　　3.1.2 Cavity Layout Configuration Standardisation</p><p>　　It is necessary to study and classify the cavity layout configurations into those that are standard and

98、those that are nonstandard. Figure 9 shows the standardisation procedure of the cavity layout configuration.</p><p>　　A cavity layout design, can be undertaken either as a multicavity layout or a single-cavi

99、ty layout, but the customers always determine this decision. A single-cavity layout is always considered as having a standard configuration. A multi-cavity mould can produce different products at the same time or the sam

100、e products at the same time. A mould that produces different products at the same time is known as a family mould, which is a non-conventional design. Thus, a multicavity family mould has a n</p><p>　　A mult

101、i-cavity mould that produces the same product can contain either a balanced layout design or an unbalanced layout design. An unbalanced layout design is seldom used and, as a result, it is considered to possess a non-sta

102、ndard configuration. However, a balanced layout design can also encompass either a linear layout design or a circular layout design. This depends on the number of cavities that are required by the customers. It must be n

103、oted, however, that a layout design that has any other</p><p>　　After classifying those layout designs that are standard, their detailed information can then be listed into a standardization template. This s

104、tandardisation template is pre-defined in the cavity layout design level of the mould assembly design and supports all the standard configurations. This ensures that the required configuration can be loaded very quickly