注塑模設(shè)計(jì)外文翻譯2

1、Windows自帶的三維塑料注射模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)L. Kong, J.Y.H. Fuh, K.S. Lee, X.L. Liu, L.S. Ling, Y.F. Zhang, A.Y.C. Nee 新加坡國立大學(xué)機(jī)械工程系，10，新加坡119260，新加坡肯特崗新月摘要三維實(shí)體建模變革已經(jīng)成為設(shè)計(jì)的主流。雖然高端三維實(shí)體建模系統(tǒng)工程師的工作站多年來一直在大型航空航天，消費(fèi)產(chǎn)品，汽車公司。然而，現(xiàn)在許多規(guī)模較小的公司一直在研發(fā)工作站到PC機(jī)的轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)移的原因之一是windows的進(jìn)步和自身的靈活，NT開發(fā)人員已經(jīng)研發(fā)出能夠承擔(dān)上述責(zé)任并且易于使用的軟件。高端用戶們發(fā)現(xiàn)，中檔的實(shí)體建模工具，如Sol

2、idWorks中，已經(jīng)能滿足他們的需要。SolidWorks中被選為該平臺由于Windows自身的設(shè)計(jì)環(huán)境、強(qiáng)大的組裝能力、易于使用，快速模仿曲線，以及實(shí)惠的價(jià)格。一個(gè)windows自身的3 d塑料注塑模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)，通過Visual c+代碼的商業(yè)軟件接口,與SolidWorks 99和API的連接，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)NT上實(shí)現(xiàn)了。該系統(tǒng)為設(shè)計(jì)師提供了在同一個(gè)交互式計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)環(huán)境下，既可以加快模具設(shè)計(jì)過程中，又能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化。©2003 Elsevier科學(xué)BV保留所有權(quán)利。關(guān)鍵詞:注塑模具;Windows;CAD;分塊說明隨著塑料部件在消費(fèi)品、機(jī)械、汽車和飛機(jī)的廣泛應(yīng)用，射成型工藝

3、已被公認(rèn)為一種重要的生產(chǎn)過程。通常，模具設(shè)計(jì)過程的關(guān)鍵路徑是新產(chǎn)品開發(fā)。一般來說,模具設(shè)計(jì)一直是一個(gè)非?！吧衩亍钡乃囆g(shù),在一個(gè)工程人員可以相對精通它之前，需要多年的經(jīng)驗(yàn)。由于學(xué)習(xí)這門藝術(shù)初始困難，越來越少人能從這方面專家的經(jīng)驗(yàn)和知識中受益。改變這種現(xiàn)狀的一種方法是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)系統(tǒng)。CAD作為“日常術(shù)語”，已經(jīng)發(fā)展到具有廣泛功能，應(yīng)用領(lǐng)域從學(xué)校教學(xué)到三維設(shè)計(jì)的軟件。目前,大多數(shù)CAD系統(tǒng)提供只有方便模具設(shè)計(jì)繪圖操作幾何建模功能,不提供模具設(shè)計(jì)師必要的知識來設(shè)計(jì)模具。因此,許多“附加組件”軟件,例如。IMOLD®,有在高層的開發(fā)3 d建模平臺來幫助模具設(shè)計(jì)過程。這樣的安排在許

4、多方面是有利的。三維建模平臺提供插件軟件與操作說明、建立用戶界面和編程風(fēng)格。因此,開發(fā)時(shí)間為這些“附加組件”顯著降低。IMOLD®(智能模具設(shè)計(jì))1是一個(gè)應(yīng)用程序軟件,其中在具有國標(biāo)SolidWorks平臺上運(yùn)行，并且實(shí)施通過使用用戶提供的函數(shù)實(shí)現(xiàn)操作。它可在UNIX和windows操作系統(tǒng)上運(yùn)行。多年來,模具設(shè)計(jì)工程師必須處理兩種不同的系統(tǒng),UNIX和PC。前者廣泛應(yīng)用于工程，而后者主要用于中小型企業(yè)。工程師還需要運(yùn)行企業(yè)辦公應(yīng)用等作為文字處理、電子表格和項(xiàng)目管理工具,但這些都不在他們的UNIX工作站上。 幸運(yùn)的是,在過去的十年里快速的發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)提供了一種改變這種情況的方

5、法。最顯著的變化發(fā)生在計(jì)算機(jī)硬件的面積,即實(shí)際電子組件相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)處理、信息存儲和顯示技術(shù)方面的速度和內(nèi)存。這些都引起了實(shí)體建模功能的微機(jī)CAD / CAM系統(tǒng)的更高效的使用。隨著復(fù)雜的低成本的windows軟件不見應(yīng)用，越來越多的工程師使用PC應(yīng)用程序來完成工作。因此,開發(fā)一個(gè)基于Windows平臺的新模具設(shè)計(jì)應(yīng)用程序需求是在提高的。 高端用戶發(fā)現(xiàn),中檔固體建模工具,如SolidWorks,已經(jīng)能夠滿足他們的需要。由于基于windows應(yīng)用發(fā)展起來，因此，SolidWorks是windows三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件中的一個(gè)。它是生產(chǎn)水平、易用性,和無與倫比的負(fù)擔(dān)能力的獨(dú)特組合。solidworks9

6、9是第七款主要為windows98和Windows NT發(fā)布的公司機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，并且是一個(gè)功能不斷增長的完全集成的固體建模軟件。熟悉的操作如選中、拖放、復(fù)制粘貼,和與其他Windows軟件無縫數(shù)據(jù)共享促成生產(chǎn)力效率的提高。交單操作不需專業(yè)的培訓(xùn)以及合理的價(jià)格使公司能為每個(gè)工程師的桌面安裝此系統(tǒng)。它的一個(gè)程序是在注塑模具設(shè)計(jì)行業(yè)。這一最新應(yīng)用技術(shù)為模具設(shè)計(jì)過程增加了一個(gè)全新的維度。注塑模具設(shè)計(jì)注塑基于溫度變化改變材料屬性來獲得離散部分最終的形狀，通過使用模具來完成或接近完成相關(guān)尺寸，在這種類型的制造過程中,液體材料被強(qiáng)制填充在凝固的模具型腔內(nèi)2。首先,創(chuàng)建一個(gè)模具模型需要一個(gè)設(shè)計(jì)模型和一個(gè)包裝箱

7、。設(shè)計(jì)模型代表成品，而包裝箱代表模具組件的整個(gè)體積。注塑模具設(shè)計(jì)需要豐富的模具組件的結(jié)構(gòu)和功能的經(jīng)驗(yàn)和知識(啟發(fā)式知識)。新模具開發(fā)可以被劃分成成四個(gè)主要階段：產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模壓性能評估、詳細(xì)部分設(shè)計(jì)、插入/腔設(shè)計(jì)和詳細(xì)的模具設(shè)計(jì)。在階段,一個(gè)產(chǎn)品概念被很少有人整合(通常是營銷和工程的一個(gè)組合)。階段0的主要目標(biāo)是分析市場機(jī)會和制定戰(zhàn)略。相關(guān)流程信息被添加到第一階段的設(shè)計(jì)過程中，來制作詳細(xì)的幾何模型。概念設(shè)計(jì)被轉(zhuǎn)化為一個(gè)使用適當(dāng)?shù)闹圃煨畔ⅰＴ诘诙A段脫模方向和分型線的位置到被引入來檢查可塑性。則,模型形狀被再次修改。在第三階段,部分用于建立形狀的型芯和型腔的幾何體,將用于形成模型。一般收縮和擴(kuò)張需

8、要被考慮,以便成型在加工溫度下，形成正確尺寸和形狀的模型。箱口、,流動裝置,溢出和通風(fēng)口也需要被考慮。在這一點(diǎn)上，幾何數(shù)據(jù)和信息之間的聯(lián)系是至關(guān)重要的。第四階段是關(guān)與模具的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)包括模具到注射機(jī)的連接、填充、冷卻機(jī)制,注射和模具裝配。方法正如上面描述的理由，SolidWorks 99作為模具設(shè)計(jì)新的應(yīng)用平臺。圖1顯示了一個(gè)windows自身的3 d注塑模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)與IMOLD的比較。用戶的應(yīng)用程序可以作為一個(gè)獨(dú)立的程序文件或作為用戶DLL或在SolidWorks擴(kuò)展DLL創(chuàng)建和運(yùn)行。SolidWorks的插件控制程序允許用戶控制哪些第三方軟件在任何時(shí)候加載到SolidWorks會話。此外

9、，能立刻家在一個(gè)工具包，,并將設(shè)置保存在SolidWorks會話框。 圖1 用戶應(yīng)用程序,SolidWorks,國標(biāo)庫和參數(shù)化實(shí)體之間的關(guān)系SolidWorksSolidWorks最近推出的windows3 d產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件,提供一個(gè)最強(qiáng)大的和直觀的機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)境。在SolidWorks,中，模型是由“基本特征”和添加特征，,如鈑金、切削、鉆孔、內(nèi)圓角、或抽殼等，創(chuàng)建的?；咎卣骺赡苁鞘菍?shí)體拉伸、輪廓掃描等。通過掃描二位文件和通過空間移動配置文件創(chuàng)建量來建立一個(gè)實(shí)體。基于特征的實(shí)體建模程序正在使二維設(shè)計(jì)技術(shù)變得落后。然而，基于Unix的實(shí)體建模軟件是昂貴的。隨著適用于Microsoft Windo

10、ws的SolidWorks引入，成本小于早起的三維實(shí)體建模3。3 d內(nèi)核的參數(shù)化實(shí)體 SolidWorks使用參數(shù)化實(shí)體作為一個(gè)3 d的內(nèi)核。內(nèi)核參數(shù)化實(shí)體建模工具包，是世界公認(rèn)領(lǐng)先的，是生產(chǎn)實(shí)踐證明的實(shí)體建模的核心。被設(shè)計(jì)做為實(shí)體建模的一個(gè)精確邊界表示法，參數(shù)化實(shí)體提供強(qiáng)大的的實(shí)體建模、廣義精細(xì)建模和集成表面建模能力，并且被設(shè)計(jì)以輕松集成到CAD / CAM / CAE系統(tǒng)來縮短投放市場的時(shí)間。其主要功能是提供的一個(gè)面向?qū)ο蟮木幊探涌诶痰膸椭?，它可以被用?：（1）構(gòu)建和操縱實(shí)體對象；（2）計(jì)算質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量,并執(zhí)行干擾檢測；（3）在各種圖形方式下輸出對象（4）將對象，存入數(shù)據(jù)庫或者歸類或

11、者檢索；（5）支持自由表面。 API5SolidWorks的應(yīng)用程序編程接口(API)是一個(gè)OLE編程接口。API包含成百上千的功能,可以被稱為VB、VBA(Excel、訪問等)、C,c+、或者SolidWorks。宏的文件。這些函數(shù)提供程序員直接訪問SolidWorks的功能如創(chuàng)建直線,拉伸實(shí)體、或驗(yàn)證表面的參數(shù)。API接口,使用面向?qū)ο蟮姆椒?。所有API函數(shù)歐式適用于一個(gè)對象方法或?qū)傩?。圖2是一個(gè)的SolidWorks API對象的典型視圖。SolidWorks通過OLE自動化使用調(diào)度和通過標(biāo)準(zhǔn)COM對象，實(shí)現(xiàn)表面功能。這個(gè)調(diào)度接口6將包參數(shù)和返回值作為變量,這樣語言基本可以處理它們。圖2

12、 SolidWorks API對象。實(shí)現(xiàn)事實(shí),SolidWorks API接口使用面向?qū)ο蠓椒ê虯PI函數(shù)允許你選擇一個(gè)面向?qū)ο蟮恼Z言,如,Visual c+,編程語言?；赪indows的3 d注塑模具設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序在Windows NT使用這種方法通過VC+與solidworks接口連接。在這個(gè)應(yīng)用程序中模具設(shè)計(jì)過程分為幾個(gè)階段,提供模具設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)模具的一致方法。每個(gè)階段可以被看作是一個(gè)獨(dú)立模塊的程序。幾個(gè)模塊已成功開發(fā)來利用SolidWorks。,模具基本模塊和顯示模塊被顯示在下面。性能。圖3。模具設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的基礎(chǔ)體系模具基礎(chǔ)模塊模具基礎(chǔ)模塊可以自動創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)模具基基準(zhǔn)，其所有組件和

13、配件,像哈斯高、測距裝置,HOPPT,LKM和雙葉。這個(gè)模塊準(zhǔn)許模具設(shè)計(jì)師輕松設(shè)定常用的模具設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。主要特性包括可用性的標(biāo)準(zhǔn)模架組件像支持支柱和澆口襯套,2板和3板模具基準(zhǔn),和定制的非標(biāo)模具基準(zhǔn)。模具基本模塊包括四個(gè)主要部分,即,組件庫(包括標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)部分庫),設(shè)計(jì)表，功能尺寸和管理結(jié)構(gòu)關(guān)系。在這里,SolidWorks提供了尺寸驅(qū)動功能來支持應(yīng)用程序。模具基礎(chǔ)模塊的詳細(xì)信息顯示在圖4。圖4 模具基礎(chǔ)模塊的詳細(xì)。組件庫為了在競爭日益激烈的環(huán)境下增強(qiáng)模具設(shè)計(jì)能力、降低設(shè)計(jì)成本和周期時(shí)間，減少人力，減少了人力,自動化是實(shí)現(xiàn)這一目的的主要因素。換句話來說，必須有計(jì)算機(jī)軟件能夠輕松地創(chuàng)建、修改和分

14、析模具設(shè)計(jì)的組件,并更新變化設(shè)計(jì)模型。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo),一個(gè)3 d組件庫被提供給存儲標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的零件的數(shù)據(jù)，組健庫的維度是存儲在Microsoft Excel中。通過指定適當(dāng)?shù)某叽?這些組件可以生成并插入到裝配結(jié)構(gòu)。這個(gè)庫是完全可定制的并且設(shè)計(jì)師也可以添加進(jìn)入自己的部分。驅(qū)動尺寸SolidWorks提供了強(qiáng)有力的尺寸驅(qū)動功能來支持參數(shù)化設(shè)計(jì)。這是微軟Excel中尺寸存儲設(shè)置和幾何體之間的邏輯關(guān)系。當(dāng)一個(gè)集合體的參數(shù)被設(shè)定后，必然生成準(zhǔn)確的模型。設(shè)計(jì)表通過指定參數(shù)在一個(gè)嵌入式微軟Excel電子表格，一個(gè)設(shè)計(jì)表允許設(shè)計(jì)師來構(gòu)建部件的多個(gè)配置。設(shè)計(jì)表保存在部件文件并用來存儲尺寸、特征屬性、配置屬性

15、，其包括在一種材料中的零件、,評論，和客戶的需求。當(dāng)增加適當(dāng)?shù)某叽绾螅O(shè)計(jì)表將包含創(chuàng)建一個(gè)精確的裝配模型所需的所有信息。(4)管理結(jié)構(gòu)關(guān)系 這部分記錄了模具基準(zhǔn)間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。當(dāng)被設(shè)計(jì)表提供一定的設(shè)定參數(shù)后，,這個(gè)子模塊有助于模具設(shè)計(jì)師,將這些組件裝入裝配體。,因此，可以自動生成一個(gè)具有特定基準(zhǔn)模具裝配體。分離模塊此前，一些分離算法7已被發(fā)表。在這個(gè)發(fā)展過程中，分離模塊被開發(fā)來型芯和型腔的創(chuàng)建。它是計(jì)算機(jī)輔助注塑模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的一個(gè)最重要的模塊11。建立一個(gè)模具模型需要有一個(gè)設(shè)計(jì)模型，它包含盒箱體和可用分里面。設(shè)計(jì)模型代表的是成品，而箱體代表整個(gè)模具組件的體積。為了使箱體分離成型體和型腔，設(shè)計(jì)模

16、型第一個(gè)從箱體中分離出來。分離面是被用來分離箱體，使之成為到模具體,通常稱為型心和型腔。當(dāng)熔融塑料注入型腔，成品被模具的兩個(gè)對立部分形成。凝固后,兩模部分，分別沿分離面的d和d,方向分離。實(shí)體部分被隨后獲得，圖5顯示了分離設(shè)計(jì)過程。圖5 分離模塊設(shè)計(jì)。確定脫模方向這一對沿著型芯和型腔口放置的相反方向是脫模方向(圖6(a)。脫模方向首先應(yīng)該確定的是生成分型線,。脫模方向影響分型線的方向,決定了模具的復(fù)雜性。在大多數(shù)情況，脫模方向同時(shí)取決于集合體和制造工藝?！巴ㄟ^”孔識別和修補(bǔ)當(dāng)有一些產(chǎn)品上有小孔時(shí)，設(shè)計(jì)師必須注明孔的分離位置并生成這些孔分離面。這在本文中被稱為“修補(bǔ)”。分離面被用于修補(bǔ)小孔。因?yàn)?/p>

17、上模具和下模通過孔連接，所以如果沒有事先修補(bǔ)那些洞，模具不能被分離并且型芯和型腔不能被自動創(chuàng)建(見圖6(b)。圖6 分離過程設(shè)計(jì):(一)確定脫模方向;(b)代修補(bǔ)表面;(c)測定分離線和壓塑方向;(d)去除分離面面;(e)輻射分離表面;(f)創(chuàng)建箱體;(g)型芯和型腔確定分離線和擠壓方向在一些模型中，表面的一部分有型芯塑形而另一部分由型腔塑形。因此，分型線是型芯和型腔所確定的兩部分表面的交叉點(diǎn)。分型線選自表面最大彎曲部位的邊緣。從分離線到型芯邊界或型腔區(qū)域，在刮模期間，擠壓方向是分型線的路線。它是垂直于脫模方向但平行?？騻?cè)面的正常表面(見圖6(c)。代理分離表面分離面是型芯和型腔的配合面。模具

18、的表面可以用作分離面的分裂模具分為兩半。有兩種方法可以用來生成離別表面。掃描方法:通過擠壓分型線到型芯以外來生成模具表面。(見圖6(d)。輻射法:在SolidWorks,離別的表面也可以由使用輻射縫指定足夠長的輻射距離來擴(kuò)展外表面使之超出箱體表面生成(見輻射表面圖6(e)。創(chuàng)建箱體一個(gè)箱體的計(jì)算包括箱體和額外的適當(dāng)空間。箱體的大小取決于對象的尺寸,模具的強(qiáng)度,和成型參數(shù)和模具裝配體的有效定義尺寸。(圖。6(f)。型芯和型腔的創(chuàng)建為了生成型芯和型腔，箱體必須分成兩個(gè)單獨(dú)的模具部分。首先,設(shè)計(jì)模型是從箱體里除去。因此，箱體應(yīng)該包含一個(gè)空白空間。然后模具表面和修補(bǔ)表面被用作分離表面使箱體分離成模具的

19、部分，型芯區(qū)域和型腔區(qū)域。最后,經(jīng)過模擬模具打開過程和檢查模具組件間的干擾,模具部分沿表面沒有任何干擾的d和d分離方向分離。(圖。6(g)5 結(jié)論本文介紹了塑料注塑模具的基本概念和CAD設(shè)計(jì)。通過Windows NT平臺,能在SolidWorks 99和API實(shí)現(xiàn)。它被選做平臺是因?yàn)椋瑆indows自身的設(shè)計(jì)環(huán)境、強(qiáng)大的裝配功能、易用性、快速模仿曲線的能力,和合適的價(jià)格。一個(gè)為注塑模具設(shè)計(jì)的使用了Visual C + +語言的CAD原型通過Windows NT平臺在SolidWorks 99和API被開發(fā)和實(shí)施。這個(gè)原型已經(jīng)在幾個(gè)模塊開發(fā)和測試過，,如數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、充填設(shè)計(jì)、 模具基準(zhǔn)和模型設(shè)計(jì)，對于模具設(shè)計(jì)取得了良好的結(jié)果。該計(jì)劃為設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)CAD程序和windows本地設(shè)計(jì)環(huán)境,的交互式聯(lián)系，既能加快模具設(shè)計(jì)過程,促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化,這反過來會增加模具制造的速度。該項(xiàng)目被寫在一個(gè)面向?qū)ο蟮木幊陶Z言(可視化c+),確保進(jìn)一步發(fā)展和擴(kuò)展。這種方法主要是解決塑料注射模具設(shè)計(jì)的過程,但它可以用于壓鑄模具設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)1IMOLD 3.0版本,Manusoft塑