裝配圖底座注射模設(shè)計（有cad圖+文獻(xiàn)翻譯）,裝配,底座,注射,設(shè)計,cad,文獻(xiàn),翻譯 參數(shù)控制型腔布局設(shè)計系統(tǒng) 今天，塑料制品的生產(chǎn)時間正在變短，因此，籌備時間使注射可用模具正在減少。有潛力的省時模具設(shè)計階段，因為設(shè)計過程中的重復(fù)每個模具的設(shè)計都是標(biāo)準(zhǔn)的。本文提出了一種通過使用注塑模具標(biāo)準(zhǔn)化模板控制腔布局幾何參數(shù)的設(shè)計方法。在標(biāo)準(zhǔn)化模板腔布局設(shè)計中包括可能布局的配置。每一個布局結(jié)構(gòu)設(shè)計都有其自身所有的幾何布局設(shè)計表參數(shù)。這種標(biāo)準(zhǔn)化的模板是預(yù)定義為模具裝配設(shè)計的布局設(shè)計的水平。這將確保，所需的配置可以很快裝入模具裝配設(shè)計，而不需要重新設(shè)計布局。這使得制造前模具的產(chǎn)品設(shè)計和模具設(shè)計之間有用的技術(shù)討論?？梢栽谟懻撨^程中立即改變?nèi)S腔布局設(shè)計，從而節(jié)省時間，避免誤差。這種腔布局的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化模板使每個模具制造公司可以很容易地定制自己的標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)鍵詞：腔體布局設(shè)計;幾何參數(shù);模具裝配，注塑模具設(shè)計;標(biāo)準(zhǔn)化模板 1.導(dǎo)言 注塑是一種大眾生產(chǎn)高精度塑件的通用的方法。有兩種可用于注塑所需的主要項目。他們是注塑成型機(jī)，注塑模具。模具安裝在注塑成型機(jī)上注塑成型機(jī)并提供了溶化的塑料流到機(jī)器的模具，模具的夾具應(yīng)用壓力和形成的塑件注射壓力的一部分。注射模具是表達(dá)熔融塑料在最后階段塑件的形狀和尺寸的三維細(xì)節(jié)的工具。 今天，塑料件的生產(chǎn)時間，是越來越短，必須在較短的時間里生產(chǎn)出注塑模具。在注塑模具設(shè)計及相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)做了許多應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)的研究。知識系統(tǒng)（KBS）的如IMOLD [1,2]，IKMOULD[3]，ESMOLD [4]，全國程康的KBS大學(xué)，臺灣[5]，在德雷克塞爾大學(xué)[6]等韓國的注射模具設(shè)計已經(jīng)發(fā)展。系統(tǒng)，如HyperQ /塑料[7]，CIMP含量[8]，飛度[9]等，都以制定塑料材料的選擇使用知識為基礎(chǔ)正在發(fā)展。技術(shù)也已經(jīng)成為設(shè)計注塑模具的發(fā)展趨勢[10-12]。據(jù)觀察，雖然模具制造行業(yè)正在使用的模具設(shè)計，三維CAD軟件，許多時間被浪費(fèi)是每個項目的同樣設(shè)計過程。同時，如果重復(fù)的設(shè)計過程可以標(biāo)準(zhǔn)化就能避免日常任務(wù)，則模具的設(shè)計階段巨大的省時的潛力。在模具裝配中一個組織良好的分層設(shè)計樹也是一個重要因素[13,14]。然而，腔布局設(shè)計控制參數(shù)的部分工作已經(jīng)完成，因此這方面將是我們的主要重點(diǎn)。雖然腔布局有許多設(shè)計方法[15,16]，但模具設(shè)計人員往往只使用常規(guī)設(shè)計，因此有必要使腔布局設(shè)計水平標(biāo)準(zhǔn)化。 本文介紹了一種基于標(biāo)準(zhǔn)化模板通過控制參數(shù)設(shè)計注塑模具的型腔設(shè)計的方法。首先，組織嚴(yán)密模具裝配層次設(shè)計樹已經(jīng)建立起來。然后，腔布局配置的分類必須作出標(biāo)準(zhǔn)配置和那些非標(biāo)準(zhǔn)配置之間的區(qū)分。那個標(biāo)準(zhǔn)配置將列在配置數(shù)據(jù)庫并且每個配置都有自己的規(guī)劃設(shè)計表控制其自身的幾何參數(shù)。這種標(biāo)準(zhǔn)化模板被預(yù)定義為模具裝配設(shè)計的布局設(shè)計水平。 圖 1 前插入（腔）和后插入（核心） 2. 塑料注塑模具的腔布局設(shè)計 一個注塑模具是表達(dá)熔融塑料在最后階段塑件的形狀和尺寸的三維細(xì)節(jié)的工具。因此，模具包含最后部分的逆印象。對模具大多建立了兩半：前插入和背部插入。在某些模具制造工業(yè)，前面插入也被稱為腔和背部插入被稱為核心。圖1顯示了前面插入（腔）和背部插入（核心）。熔融塑料注入印象填充。熔融塑料的固化，然后形成塑件。圖2顯示了一個簡單的兩板模裝配。 圖2一個簡單的模具裝配 2.1很多時候單腔和多腔模具之間的差異，印象中，塑料模具的填充也被稱為填補(bǔ)了腔。腔的安排被稱為腔布局。當(dāng)一個模具包含多個腔時，它被稱為是一個多腔模具。圖3（a）和3（b）顯示了一個單腔模具和多腔模具。一個單腔模具通常是相當(dāng)大的設(shè)計部分，如繪圖儀封面和電視外殼。對于較小的如手手機(jī)蓋和齒輪部件，它總是采用更多經(jīng)濟(jì)設(shè)計的多腔模具，使更多的地方可以形成生產(chǎn)成型周期。客戶通常確定腔的數(shù)量，因為要平衡投資成本。 2.2一個多腔模具在同一時間生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，作為一個組合模具。然而，它不是模具不同腔的普通設(shè)計，由于腔未必都是熔融塑料在同一時間和同樣的溫度填補(bǔ)。另一方面，多腔模具的生產(chǎn)在整個成型周期同樣的產(chǎn)品可以有一個平衡布局或不平衡的布局。均衡布局在其中一腔都統(tǒng)一用相同條件下熔體在同一時間填補(bǔ) [15,16時間]。短成型如果不平衡的布局正在使用，但是這通過修改的長度和跨節(jié)莖加以克服（為熔融塑性從澆口流動腔的通道）。由于這不是一種有效的方法，盡可能避免。圖4顯示了短期注塑情況是由于不平衡的布局。均衡布局可進(jìn)一步分為兩類：直線和圓弧。線性均衡布局可容納2，4，8，16，32等型腔，即它遵循一個系列。均衡的圓形布局可以有3，4，5，6個或更多腔，但有一腔的數(shù)量限制，可安置在一個平衡的，因為圓的空間布局限制。圖5顯示了已經(jīng)被討論的多腔布局。 3.設(shè)計方法 本節(jié)介紹的設(shè)計方法是一個注塑模具參數(shù)控制腔布局設(shè)計開發(fā)系統(tǒng)的概述。建立有效的工作模具設(shè)計方法是建立各種部件和組件到最適當(dāng)?shù)膶哟谓Y(jié)構(gòu)設(shè)計樹。圖6顯示了模具裝配第一級組件和部件的層次設(shè)計樹。其他部件和組件的裝配是從第二級開始到第n模具裝配水平層次設(shè)計樹。對于這個系統(tǒng)，重點(diǎn)將僅在“腔布局設(shè)計”。 3.1標(biāo)準(zhǔn)化程序 為了節(jié)省在模具設(shè)計過程中的時間，有必要確定設(shè)計通常功能的使用。每一個重復(fù)模具設(shè)計過程，然后可以標(biāo)準(zhǔn)化。圖7可以看出，在標(biāo)準(zhǔn)化 “腔布局設(shè)計” 的相互作用程序中有兩個區(qū)段：組件裝配標(biāo)準(zhǔn)化和模腔布局配置標(biāo)準(zhǔn)化。 3.1.1組件標(biāo)準(zhǔn)化 腔布局配置前可以標(biāo)準(zhǔn)化，但必須認(rèn)識到部件和組件是通過腔布局中各種腔被重復(fù)的。圖8顯示了詳細(xì)的“腔布局設(shè)計”等級設(shè)計樹。 主要插入組件（腔中）層次結(jié)構(gòu)設(shè)計樹的第二層有許多部件和組裝部件從層次結(jié)構(gòu)的設(shè)計樹第三層開始直接插入。它們可以被看作是主要部分和次要組件。主要部分存在于每一個模具設(shè)計。次要組成部分依賴于塑件的生產(chǎn)，所以他們可能存在或可能不存在在模具設(shè)計。因此，把這些元件及部件歸于主要插入組件，確保每一個重復(fù)的主要插入（腔）繼承從第三級開始層次設(shè)計樹的相同的部件和零部件。因此，沒有必要重新設(shè)計類似的部件和組件中的每一個腔腔布局。 布局設(shè)計809圖3 （a）單腔模具 （b）多腔模具 圖 4 在短成型布局不平衡 810雜木低和堪薩斯州利 圖5 多腔布局 圖6 模具裝配分層設(shè)計樹 圖7 在標(biāo)準(zhǔn)化的相互作用過程 3.1.2腔布局配置標(biāo)準(zhǔn)化 有必要把那些有標(biāo)準(zhǔn)的，哪些是非標(biāo)準(zhǔn)的腔布局配置進(jìn)行研究和分類。圖9顯示了腔布局配置的標(biāo)準(zhǔn)化程序。腔布局設(shè)計，也可以采取為多腔布局或單腔布局，但始終由顧客確定這一決定。一個單腔布局總是視為標(biāo)準(zhǔn)配置。多腔模具可以在同一時間生產(chǎn)不同的產(chǎn)品或在同一時間生產(chǎn)同一產(chǎn)品。腔布局設(shè)計系統(tǒng)811 圖8詳細(xì)的“腔布局設(shè)計”分層設(shè)計樹 模具在同一時間生產(chǎn)不同的產(chǎn)品被稱為組合模具，這是一個非傳統(tǒng)的設(shè)計。因此，多腔組合模具有一個非標(biāo)準(zhǔn)配置。生產(chǎn)同一種產(chǎn)品的多腔模具包含一個平衡的布局設(shè)計和失衡的布局設(shè)計。不平衡的布局設(shè)計是很少使用，因此，它被認(rèn)為是一個非標(biāo)準(zhǔn)配置。不過，均衡布局的設(shè)計也可以包括任何線性布局設(shè)計或圓形布局設(shè)計圖。這取決于那些根據(jù)客戶要求的模腔數(shù)。必須指出，雖然，有任何其他腔非標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量也被列為一個非標(biāo)準(zhǔn)配置。在標(biāo)準(zhǔn)的布局設(shè)計分類后，其詳細(xì)信息可以被列入標(biāo)準(zhǔn)化模板。這種標(biāo)準(zhǔn)化的模板被預(yù)定義為在模具裝配設(shè)計和支持所有的標(biāo)準(zhǔn)配置的腔布局的設(shè)計水平。這將確保所需的配置可以很快加載進(jìn)入模具裝配設(shè)計布局而不需要重新設(shè)計。 3.2標(biāo)準(zhǔn)化模板從圖10可看出，有兩個部分標(biāo)準(zhǔn)化模板：一個配置數(shù)據(jù)庫和布局設(shè)計表。 配置數(shù)據(jù)庫包括所有布局的標(biāo)準(zhǔn)配置，每個布局結(jié)構(gòu)都有自己的布局設(shè)計表的幾何參數(shù)。由于模具制造行業(yè)有自己的標(biāo)準(zhǔn)，配置數(shù)據(jù)庫可以將那些以前采取定制的視為非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。 圖9 標(biāo)準(zhǔn)化程序腔的布局配置 圖10 標(biāo)準(zhǔn)化模板 3.2.1配置數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫可以被用來包含的所有不同標(biāo)準(zhǔn)配置的名單。在這個數(shù)據(jù)庫中的配置總數(shù)相當(dāng)于在模具配置的腔布局設(shè)計水平中可用的布局配置的數(shù)量。在數(shù)據(jù)庫中所列出的信息是配置數(shù)量，類型和腔的數(shù)量。表1顯示了一個配置數(shù)據(jù)庫的例子。配置數(shù)量是相應(yīng)類型可用布局配置的每一個名字的腔的數(shù)量。當(dāng)布局的特殊類型和數(shù)量被定義時，適當(dāng)?shù)牟季峙渲脤⒈患虞d到腔設(shè)計中。 3.2.2布局設(shè)計表 在配置數(shù)據(jù)庫中的每一個標(biāo)準(zhǔn)配置都有自己的布局設(shè)計表。布局設(shè)計表包含每一個配置的布局結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)并且每個配置是獨(dú)立的。一個更復(fù)雜布局結(jié)構(gòu)將有更多的幾何參數(shù)去控制腔布局。圖11（a）和11（b）顯示回模具板（核心板）與大型腔和裝配四個小型腔相同的四腔布局。它總是更經(jīng)濟(jì)，容易加工，而不是機(jī)器個別一大型腔在鋼塊小型腔。機(jī)械加工的優(yōu)勢一個大型腔是： 812雜木低和堪薩斯州利 圖11 凹模板 1、可以節(jié)省腔之間更多的空間，因此，小鋼塊都可以使用。2、相對于加工多個小型腔加工大型腔更快一些。3、相對加工多個較小的型腔加工一個大型腔有更高的精度。因此，幾何參數(shù)的默認(rèn)值在布局設(shè)計中由表腔之間的距離決定。然而，為了使系統(tǒng)更加靈活，幾何參數(shù)的默認(rèn)值可以修改以適應(yīng)每一個有需要的模具設(shè)計。 3.3建立幾何參數(shù) 幾何參數(shù)有三個變量：1、腔之間的距離（彈性）。腔之間的距離要在布局設(shè)計表中列出他們可以由用戶控制或修改。那個距離默認(rèn)值，使得沒有腔之間的沒有距離。2、單型腔的圓角方向（彈性）。單型腔的圓角方向也要在布局設(shè)計表中列出，用戶可以更改。對多腔布局，所有的腔的圓角方向都必須和布局設(shè)計表所示的相同。如果修改圓角方向，所有的腔的圓角都必須改變相同的角度，而不影響布局配置。3、各腔之間的組裝關(guān)系（固定）。腔的圓角方向要相互配合，在單獨(dú)的布局設(shè)計中被預(yù)定義，而且被各腔之間的相互組裝關(guān)系控制，除了定制的，這適用于所有的布局設(shè)計。圖12顯示了一個單腔布局設(shè)計例子和幾何參數(shù)。主要插入/腔的起源是在該中心。 x1的默認(rèn)值和Y1為零，使腔是該布局的中心（兩個相互重疊的起源）。用戶可以更改X1和Y1的默認(rèn)值，使腔可以適當(dāng)?shù)貜浹a(bǔ)。圖13顯示了一個八腔布局結(jié)構(gòu)例子和幾何參數(shù)。 X和Y的默認(rèn)值是主要插入尺寸/腔。在默認(rèn)情況下，x1和X2的默認(rèn)值等于x，?1值等于為Y，因此腔之間不存在距離。X1，X2和?1可被提高以適應(yīng)設(shè)計中腔之間的距離。這些默認(rèn)值會在布局設(shè)計表中列出。如果某個腔被調(diào)整90 °，那么其他腔也必須跟著調(diào)整相同的角度，但布局設(shè)計仍保持不變。用戶可以通過改變布局設(shè)計表格中的參數(shù)來改變腔的角度。布局如圖14。 圖12 單腔布局結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù) 腔布局設(shè)計系統(tǒng)813 圖13 八腔布局結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)無腔旋轉(zhuǎn) 一個復(fù)雜的腔布局配置，有更多幾何參數(shù)，必須使用的相關(guān)方程的參數(shù)。 4.塑料模具的控制腔布局設(shè)計 參數(shù)原型用奔騰三PC兼容的硬件執(zhí)行。這個原型系統(tǒng)使用了商用CAD系統(tǒng)（SolidWorks2001）和商業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Microsoft Excel）等軟件。該原型系統(tǒng)的開發(fā)使用微軟的Visual C + + V6.0的編程語言和SolidWorks的API（應(yīng)用編程接口）在Windows 圖14 八腔布局結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)與腔旋轉(zhuǎn) NT的環(huán)境中。SolidWorks的選擇主要有兩個原因：1。主要由于硬件的采購成本，在CAD /CAM行業(yè)的上升趨勢已經(jīng)轉(zhuǎn)向以Windows為基礎(chǔ)的個人電腦的使用而不是基于UNIX。2。三維CAD軟件完全兼容Windows，從而它能夠從Microsoft Excel中順利整合信息到CAD文件中（零件，裝配和繪圖）[17]。這個原型系統(tǒng)有8個標(biāo)準(zhǔn)布局配置數(shù)據(jù)庫在Excel文件中列出。如圖15所示。（1）。與此相應(yīng)的配置數(shù)據(jù)庫，布局設(shè)計水平，這是一個具有相同的布局配置SolidWorks（layout.sldasm）的裝配文件。與Excel文件中的配置名稱相對應(yīng)的布局配置文件名稱，如圖15（b）所示。每腔布局文件（layout.sldasm）項目將預(yù)先加載這些布局配置。當(dāng)所需的布局配置是通過用戶的要求接口，布局結(jié)構(gòu)將被加載。用戶界面如圖。16裝載要求的布局配置要事先下載。在加載要求的布局配置后，當(dāng)前的布局配置信息將在列表框中列出。然后用戶可以改變當(dāng)前的布局配置以適應(yīng)在配置數(shù)據(jù)庫中建立的任何相應(yīng)布局設(shè)計。如圖17所示。當(dāng)用戶按下用戶界面底部的按鈕包含幾何參數(shù)的布局結(jié)構(gòu)的布局設(shè)計表會被激活。當(dāng)幾何參數(shù)的默認(rèn)值改變時腔的設(shè)計亦相應(yīng)更新。圖18顯示了當(dāng)前的布局配置激活的布局設(shè)計表。 5.案例研究 手機(jī)外殼CAD模型，如圖19所示，是用在下面的案例研究。原始的CAD模型要根據(jù)使用的模具樹脂的收縮默認(rèn)值來縮放設(shè)計插入件來阻止收縮部分，這整個組件被稱為主要插入組件（三十cavity.sldasm），814雜木低和堪薩斯州利 圖15 配置數(shù)據(jù)庫和布局模板原型系統(tǒng) 圖16 在用戶登陸界面之前加載所要求的配置 其中“xxx”是項目的名稱。圖20顯示的主要插入組件。主要插入件創(chuàng)建后，腔布局設(shè)計系統(tǒng)，可用于制備模具裝配的腔布局。 5.1方案1：初步腔布局設(shè)計在模具設(shè)計中，所設(shè)計的模具總是由客戶決定，因為他們要平衡設(shè)備投資和最初的預(yù)算?？蛻粢呀?jīng)要求設(shè)計一個兩腔模具生產(chǎn)手機(jī)外殼。創(chuàng)建主要插入組件后，模具設(shè)計師會下載一個使用此腔設(shè)計系統(tǒng)的兩腔線性布局配置。相應(yīng)配置的名稱是L02，并在用戶界面中列出如圖21所示。 5.2方案2：腔布局設(shè)計改造與客戶與模具設(shè)計者之間的技術(shù)討論會是常見的。這使得對模具制造的三維CAD文件都要盡可能快的做出調(diào)整。變化幾乎總是不可避免的，模具設(shè)計人員從來沒有多余的時間。在這種情況下，在技術(shù)討論會上，為客戶改變了主意，需要一個四腔線性而不是兩腔模具使該 甲腔布局設(shè)計系統(tǒng)815 圖17 加載所要求的配置后的用戶界面 圖18 與布局設(shè)計表的用戶界面 816雜木低和堪薩斯州利 圖19 手的手機(jī)CAD模型 手機(jī)的生產(chǎn)量得到提高。模具設(shè)計者可以使用腔布局設(shè)計系統(tǒng)把現(xiàn)有腔布局設(shè)計修改成四腔線性模具。所要求的新的布局配置可以從圖22所示配置數(shù)據(jù)庫中選擇合適的配置數(shù)據(jù)庫。 圖21 線性兩腔配置 5.3方案3：腔之間的間隙是必需的 最后，在另一個技術(shù)討論會，模具設(shè)計師必須引用在縱向型腔之間20毫米的間隙，如圖23所示。 圖20 插入封裝的主要組成部分的縮小 腔布局設(shè)計系統(tǒng)817 圖22 線性，四腔布局配置（在布局配置更改后） 圖23 在腔之間的差距介紹 圖 24 ?1值在布局設(shè)計表中的修改意義 圖25 增加后的間隙，最終設(shè)計 腔布局設(shè)計系統(tǒng)819 在腔布局組件的水平中，模具設(shè)計采用腔布局系統(tǒng)啟動當(dāng)前布局配置的布局設(shè)計表。把?1值從50毫米改為70毫米引用在縱向型腔之間20毫米的間隙。圖24顯示了在布局設(shè)計表中?1價值的改變。最后的設(shè)計結(jié)果，間隙增加后，如圖25。 6.結(jié)論 在本文中，使用標(biāo)準(zhǔn)化模板這一途徑是為用參數(shù)控制型腔布局設(shè)計系統(tǒng)的發(fā)展提出的建議。由于這種方法利用了標(biāo)準(zhǔn)化的使用，它可以進(jìn)一步應(yīng)用于其他組件模具裝配設(shè)計，如果他們的設(shè)計流程是重復(fù)的或者他們認(rèn)為有每一個模具常用功能設(shè)計的特征。發(fā)達(dá)國家腔布局系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下： 1、在開發(fā)的系統(tǒng)具有用戶友好的界面。 2、因為數(shù)據(jù)庫的使用，它有高度的靈活性，并且模具制造等行業(yè)都有自己的標(biāo)準(zhǔn)可自定義的數(shù)據(jù)庫，以滿足他們的需要。 3、因為預(yù)先定義標(biāo)準(zhǔn)化模板在模具裝配設(shè)計布局的設(shè)計水平中是可用的，所需的布局配置可以很快被加載到模具裝配設(shè)計，而無需重新設(shè)計布局。 4、這個系統(tǒng)使產(chǎn)品設(shè)計和模具設(shè)計在模具制造之前預(yù)先有更多的有益的技術(shù)討論，例如在討論中改變布局可立即完成。 5、因為它刪除多余的工作，這個系統(tǒng)在模具設(shè)計過程中節(jié)省了時間。由于模具制造時間的減少這對于模具制造工業(yè)是非常主要的。開發(fā)的系統(tǒng)有一些限制。 雖然數(shù)據(jù)庫和布局設(shè)計表可以進(jìn)行定制，定制將更加困難，更復(fù)雜的非標(biāo)配置，因為正確的幾何參數(shù)待定。我們目前正在申請一個在模具設(shè)計中其他組件的一個標(biāo)準(zhǔn)化模板。 參考文獻(xiàn) 1. 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