訂書機外殼注射模設計文獻綜述

1、吉林化工學院文獻綜述訂書機外殼注射模設計Injection Mold Design For The Shell Of Staple性質:畢業(yè)設計畢業(yè)論文教學院：機電工程學院系 另【J：機械電子系學生學號：11410521學生姓名：胡艾專業(yè)班級：機自1105指導教師：孔繁星職 稱：講師起止日期：吉林化工學院Jil in In stitute of Chemical Tech no logy注塑模設計的知識構建及應用摘 要：注塑模設計水平低、 管理技術落后已成為制約我國模具行業(yè)進一步發(fā)展的瓶頸。 本文將知識管理的先進管理理念引入注塑模設計知識管理領域， 提出了構建注塑模設計 知識管理系統(tǒng)的思路。本

2、文同時簡單介紹了基于幾種軟件的注塑模設計和應用。 關鍵詞：注塑模；知識；磨具設計；應用1 引言模具是各類產品的母體，是注塑、擠塑、沖壓、鑄造等各類工藝的重要成型部件。 目前采用模具制造的各類工業(yè)產品已廣泛應用于機械、電子、醫(yī)療、航天、船舶、汽車 等相關產業(yè)。因此如何快速有效的設計模具，并對其成型工藝進行預判已經(jīng)成為了模具 設計制造的主要工作。注塑模設計是注塑模制造中的關鍵。一副結構合理的注塑模不僅 能順利地生產出高質量的塑件，還可以簡化模具的加工過程和提高生產效率，從而降低 生產成本并提高附加值。同時，注塑成型還是一個復雜、影響因素眾多、很難用精確理 論模型進行描述的過程，屬于弱理論強經(jīng)驗領域

3、，設計經(jīng)驗是注塑模具方案確定與結構 設計最重要的組成部分之一 1。在我國成為“世界加工中心”的大趨勢下和模具行業(yè)本身多年的積累，我國的模具 工業(yè)在經(jīng)歷了近十幾年的大發(fā)展之后，逐步進入了戰(zhàn)略調整期，模具工業(yè)的發(fā)展重新面 臨著機遇和挑戰(zhàn)。當前的模具行業(yè)中，中小型模具企業(yè)比重偏多，主要從事家電模具及 中低檔模具制造，產品樣式雷同，設計制造水平低， 利潤空間急劇萎縮，已形成惡性競 爭的態(tài)勢；而在利潤空間很大的大型注塑模尤其是汽車等大型精密復雜注塑模市場上， 國內企業(yè)無論在數(shù)量還是產品質量上，都難與國外同類企業(yè)抗衡。目前，國產汽車用注 塑模具只能滿足中低檔車型的要求，高檔轎車用大型精密復雜模具（包括保險

4、杠、儀表 板等成型模具在內）則依賴于進口。通過與國外同類企業(yè)比較，國內模具設計制造水平 低，管理技術落后已成為制約我國大型精密復雜注塑模具發(fā)展的瓶頸 2。隨著信息技術的發(fā)展和知識經(jīng)濟時代的到來，應用先進的信息技術帶動和提升模具 工業(yè)的設計制造水平，應用知識管理的先進管理理念提高模具企業(yè)的管理層次，就成為 解決國內模具行業(yè)面臨問題的重要途徑。因此，非常有必要就大型注塑模設計制造過程 開發(fā)出一整套數(shù)字化知識管理平臺，實現(xiàn)模具生產的信息化、高效化。這也是彌補與發(fā) 達國家在這一領域的差距，趕上世界先進模具制造水平的必由之路。2注塑模具設計的知識構建2.1系統(tǒng)功能模塊劃分大型注塑模設計知識管理系統(tǒng)，應包

5、括以下這五個模塊：系統(tǒng)功能管理、基礎知識 管理、文檔資料管理、知識分布管理和信息交流工具。這樣劃分既符合軟件開發(fā)的模塊 化開發(fā)方法，又便于軟件的編程。如圖1所示0大型注塑模具設計知識管理系統(tǒng)圖1系統(tǒng)功能模塊劃分圖下面簡要介紹各個模塊的主要功能。 系統(tǒng)功能管理模塊該模塊包括用戶權限管理、數(shù)據(jù)配置管理和用戶使用幫助三個子模塊。它擔負著整 個系統(tǒng)的日常管理工作，并維護整個系統(tǒng)的一致性和完整性。系統(tǒng)功能管理模塊為系統(tǒng) 管理員的行為提供支持，但系統(tǒng)管理模塊并不直接與系統(tǒng)管理員打交道，而是通過用戶 界面層完成。 基礎設計知識管理模塊該模塊以現(xiàn)有大型注塑模設計理論與設計方法為基礎，將設計過程中常用的設計參

6、數(shù)資料與計算方法通過軟件封裝，既能為設計人員提供方便快捷的資料查找工具又能充 當實用的設計計算工具。 文檔資料管理模塊 文檔資料管理是系統(tǒng)的最重要的模塊之一。在大型注塑模設計過程中，會產生大量 的設計文檔、圖紙等資料，對這些文檔資料必須加以管理。該模塊包括六個小模塊 :塑件 信息管理、模具實例管理、模具零件管理、設計標注管理、設計案例管理和項目資料管 理。知識分布管理模塊 知識分布管理模塊主要是為了解決大型注塑模設計過程中大量存在的設計經(jīng)驗 ( 隱 性知識 ) 而采取的間接管理方法。通過知識專家的管理，可以讓設計人員快速找到解決 某類問題的專家，通過與專家的交流與溝通來解決問題，這樣也為企業(yè)管

7、理層掌握企業(yè) 的知識分布提供了直接的參考資料。 信息交流工具模塊 通信工具在注塑模設計過程中是必不可少的。通過通信工具可以將分散的設計人員 集結起來，共同完成設計任務。另外，聯(lián)機會議工具還提供了在線視頻、網(wǎng)絡會議等功 能1。2.2 設計方法及技術路線1( 1) 設計方法5大型注塑模設計知識管理系統(tǒng)的設計可以分為三個階段進行： 通過對合作企業(yè)知識管理現(xiàn)狀的調查， 分析企業(yè)在注塑模設計知識管理上存在的 問題，得出合作企業(yè)在注塑模設計知識管理方面的需求 ( 前文已述 ) ； 以軟件工程知識和企業(yè)知識管理理論為指導， 并借鑒其它知識管理軟件與信息管 理軟件開發(fā)方面的經(jīng)驗，將軟件開發(fā)分為系統(tǒng)需求分析、

8、系統(tǒng)設計、程序編寫和 系統(tǒng)測試完善四個階段; 選用 Borland Delphi 7.0 并結合 MSSQL Server 2000數(shù)據(jù)庫工具開發(fā)系統(tǒng)各個功 能模塊。( 2) 技術路線根據(jù)系統(tǒng)設計方法，我們將系統(tǒng)開發(fā)過程分為 6 個階段，各階段的技術路線如圖 2所示。圖2系統(tǒng)開發(fā)流程圖 需求分析通過對合作企業(yè)在注塑模設計知識管理狀況的調查，分析出合作企業(yè)在注塑模設計 知識管理上的需求，并以此確定系統(tǒng)的類型。 總體設計根據(jù)以上需求分析，確定系統(tǒng)的管理內容和管理目標，并擬定系統(tǒng)的開發(fā)任務書。 詳細設計在開發(fā)任務書的指導下，構建系統(tǒng)的整體框架及各個功能子模塊，并對系統(tǒng)各個功 能子模塊進行數(shù)據(jù)庫設計和

9、界面設計，擬定系統(tǒng)開發(fā)計劃書。 編寫代碼根據(jù)系統(tǒng)整體框架和各個功能子模塊的要求，以MSSQL Server2000為后臺數(shù)據(jù)庫管 理工具，采用BorlandDelphi 7.0開發(fā)語言進行系統(tǒng)代碼編寫。 測試完善對各個功能子模塊的功能進行測試，并逐步完善各個子模塊的功能。 系統(tǒng)集成通過統(tǒng)一的人機交互界面將各個功能子模塊進行集成3注塑模設計的應用3.1基于CAD的注塑模設計應用注塑模具中關鍵的零部件主要是型芯與型腔。成型零件的工作尺寸是指型腔和型芯 直接構成塑件的尺寸。例如型腔和型芯的徑向尺寸、深度和高度尺寸、孔間距離尺寸等。 成型零件工作尺寸的精度直接影響了塑件的精度。下面以型腔尺寸的 CAD

10、實現(xiàn)為例說 明：型腔(或凹模)是成型塑件外型的模具零件，其工作尺寸屬于包容尺寸，在使用過 程中型腔的磨損會使包容尺寸逐漸增大。所以，為了使得模具的磨損留有修模的余地以 及裝配的需要，在設計模具時，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。具體計 算公式如下：型腔的徑向尺寸計算公式:式中：1 卜L=L s(1+Scp)-3D/4Ls塑件外形徑向公稱尺寸；(S+ S )Scp塑料的平均收縮率Scp -max 2 min ，D 塑料尺寸公差；S 模具制造公差，取塑件相應尺寸公差的1/31/6,即3 =(1/31/6)D。從計算公式可以看出，型腔的徑向尺寸包含兩部分Ls (1+Scp)及-3/4D組成

11、，在繪制三維數(shù)模時，通常是按照制件的基本尺寸繪制， 不考慮其公差尺寸；為了得到合 理的由計算公式得到型芯與型腔尺寸， 在繪制型芯與型腔時，必須先對制件數(shù)模進行 修整。Ls(1+Scp)該部分尺寸可利用軟件中的比例縮放功能。如果塑件精度要求不是很 高，-3/4D該部分尺寸可約等于-1/2D，然后利用軟件中的偏置功能，將該尺寸面向 材料內側偏置-1/2D?？s放及偏置完成后，可利用軟件中的模型檢查功能，檢查制件 各面與開模方向的角度，修整拔模角，完成后繪制型芯與型腔三維模型 。型芯尺寸在CA軟件中的實現(xiàn)方法與上述方法相同。模具中位置尺寸(如孔的中 心距尺寸)在使用過程中磨損的影響可以忽略不計，只考慮

12、模具制造公差、磨損和成 型收縮率波動的影響，其計算公式如下：6C = Cs(1+ Scp)-(S max + Smjn ) 式中：CS塑件位置尺寸；Scp塑料的平均收縮率，Scp =應二；S 模具制造公差，取塑件相應尺寸公差的 1/31/6，即S =(1/31/6)D。3.2基于UG的注塑模設計應用UG NX是當今世界上最先進、最主流的工業(yè)設計軟件之一。UG Mold Wizard是UG 軟件的一個獨立的應用模塊，也是運用于注塑模具自動設計的專業(yè)應用模塊。它運用知 識嵌入的基本理念，按照注塑模具設計過程的一般順序來實現(xiàn)模具設計的整個過程。在 此過程中，它只需根據(jù)一個產品的三維實體模型，即可建立

13、一套完整的且與產品造型參 數(shù)相關的三維實體模具。它不但能自動設計一般注塑模具，還能結合運用軟件的其他應 用模塊來拓展其功能，設計出復雜程度較高的注射模具 8。UG NX CAD( Computer Aided Design計算機輔助設計)主要包括實體建模、曲面建模、 同步建模、工程制圖、鈑金設計、裝配建模等模塊。實體建模是基于約束的特征造型功 能和基于顯示的直接幾何造型功能無縫地集成一體，提供了強大的復合建模功能 9。3.3 基于推理技術在注塑模設計的應用在推理方法上。知識推理(Knowledge-BasedReasoning KBR)可分為：基于規(guī)則的 推理(Rule-Based Reaso

14、ningRBR)；基于事例的推理(Case-Based ReasoninpBR)和基于 模型的推理 MBR10?；谑吕评砑夹g基于事例推理(CBR-Case-BasedReasoning是目前研究較多的智能問題解決方法之 一， 它是通過訪問知識庫中過去同類問題的求解從而獲得當前問題解決的一種推理模 式。一個典型的事例推理過程可以歸納如下：根據(jù)當前的問題從事例庫中檢索出相應的 事例；調整該事例中的求解方案，使之適合于求解當前問題 ;求解當前問題并形成新的事 例；根據(jù)一定的策略將新事例加入到事例庫中。它是一種相推理方法。其設計模式是直 接利用以往的設計實例而不是直接利用設計經(jīng)驗的總結?；?CB

15、R 的注塑模結構設計 的具體過程如下： 檢索模具整體框架事例庫，查找相似的事例。 若找到相似的事例，利用當前注塑件與相似注塑模事例的注塑件之間的差異， 通 過基于規(guī)則的方法來改寫事例，產生一個當前注塑模的整體結構框架， 否則由用 戶自己創(chuàng)建一個整體結構框架。 對于注塑模整體結構架中每一個組成零件和組件， 通過檢索零件和組件事例庫找 出相似的事例。 如果找到相似的事例，則根據(jù)當前注塑件與事例的差異， 通過基于規(guī)則的方法改 寫事例，產生當前模具的零件和組件，否則由用戶定制，產生零件和組件。 根據(jù)模具的整體結構框架，裝配模具的零部件，產生完整的模具。 將設計結果作為經(jīng)驗存入相應的事例庫中?；谀Ｐ屯?/p>

16、理技術MBR 技術是隨著計算機編程技術的發(fā)展而發(fā)展的。 在早期，以面向過程的方法進行 編程時，MBR被定義為模擬。即以計算機建立一個真實世界進程的系統(tǒng)模型，由于系統(tǒng) 建模是編程必要的步驟， MBR 被逐漸淡化。但是隨著面向對象的編程技術的出現(xiàn)， 隨著 面向對象的分析和設計方法（Object oriented Analysis and Design, 00 A /的提出，MBR 又被注入了新的活力 11。MBR 技術在建模上可由整體到局部分為： 組織模型：負責分配和調度整個系統(tǒng)中各個模塊的功能； 模塊模型：用于進行變換、嵌套、組合以產生復合輸入問題的解； 組件模型：用于進行組件的功能特征和物理特

17、征的構建及調試。MBR 技術在理論上采用約束系統(tǒng)進行推理。首先，運用組件描述語言 （ Component Description Language, CDL將組件的約束特征描述出來；然后，將約束特征轉化入并行約 束編程（Concurrent Constraint Programming , CC框架,即約束系統(tǒng)，進行推理。CCP框架 將輸入問題的外部約束與組件及模塊間的內部約束進行匹配、 組合最終得到輸出結果12 。4 總結一個先進的知識管理系統(tǒng)的引入，初步實現(xiàn)了對注塑模設計知識的管理，能夠從不 同程度上提高生產管理水平和生產效率。而基于多種繪圖軟件的注塑模設計的應用能夠 使注塑模設計在一個更

18、全面的平臺上得以更全面、更廣泛的實現(xiàn)，能讓注塑模設計更完 善13 。參考文獻1 MATIN I, HADZISTEVIC M, JANK0 H, et al. A CAD/CAE-integrated injection mold design system for plastic productsJ. The International Journal of Advanced Manufacturin, 2012, 63（5）:2 馬瑞伍大型注塑模設計知識管理系統(tǒng)研究D.出版地不詳:學位授予單 位缺失， 20063 單方，陳璞，李美村事例推理技術在注塑模設計中的應用研究J 廣東工業(yè)大學學報，

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