注塑模具设计中英对照版.docx
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注塑模具设计中英对照版
JournalofTheInstitutionofEngineers,Singapore
工程师机构的期刊,新加坡
Vol.44Issue42004
44发给4页。
2004年
15
15
3DRAPIDREALIZATIONOFINITIALDESIGNFOR
快速实现三维初始
PLASTICINJECTIONMOULDS
塑料注塑模具设计
MariaL.H.Low1andK.S.Lee2
玛丽亚L.H.Low1andK.S.Lee2
ABSTRACT
摘要
Toprovideaninitialdesignofthemouldassemblyforcustomerspriortoreceivingthe
客户最先收到的是模具装配的初始设计
finalproductCADdataisapreliminaryworkofanyfinalplasticinjectionmoulddesign.
最终产品CAD数据是任何最终塑料注射模设计初步的工作。
Traditionallyandevenuptillnow,thisinitialdesignisalwayscreatedusing2DCAD
在传统上,甚至直到现在,这种最初设计总是利用二维CAD
packages.Theinformationusedfortheinitialdesignisbasedonthetechnicaldiscussion
创造装配。
信息用于最初的设计是基于技术交流清单
checklist,inwhichmostmouldmakershavetheirownstandards.Thistechnical
多数模具制造商都有自己的标准。
技术的研讨记录
discussionchecklistisalsobeingusedasaquotation.Thispaperpresentsa
也正成为一种报价。
本文提出的是一种
methodologyofrapidrealizationoftheinitialdesignin3Dsolidbasedonthetechnical
依据技术交流清单快速实现初步设计三维实体的方法
discussionchecklist,whichtakestheroleoftheoverallstandardtemplate.Information
在整体标准模板中所扮演的角色。
areextractedfromdatabasesandcoupledwiththebasicinformationfromcustomer,
从数据库中得到的信息和客户要求的基本信息,
theseinformationareinputintothetechnicaldiscussionchecklist.Rulesandheuristics
这些信息输入到技术交流清单。
arealsobeingusedintheinitialmoulddesign.Acasestudyisprovidedtoillustratethe
对于最初模具设计使用的标准规则,举一案例来说明
useofthestandardtemplateandtoexhibititsrealapplicationofrapidrealizationofthe
标准的模板的使用及对体现其在
initialdesignforplasticinjectionmoulds.
塑料模具初始设计的快速实现的实际应用。
INTRODUCTION
介绍
Themostestablishedmethodforproducingplasticpartsinlargequantitiesisplastic
大量生产塑料部件历史最悠久的方法是塑料
injectionmoulding.Thisisahighlycost-effective,preciseandcompetentmanufacturing
注射成型。
这是一种高性价比、精准、符合要求的自动化的制造
method,whichcanbeautomated.However,costlytoolingandmachineryareneededin
方法,。
但是,这个生产流程中需要昂贵的模具和机械
thismanufacturingprocess.Thedesignofaplasticinjectionmouldisanintegralpartof
。
塑料注射模的设计是
plasticinjectionmouldingasthequalityofthefinalplasticpartisgreatlyreliantonthe
塑料注射成型塑料部件最终的质量很大依赖
injectionmould.Aplasticinjectionmouldisahighprecisiontoolingthatisbeingused
注塑模具不可分割的一部分。
塑料注塑模具是一种高精密工具,它能生产
tomassproduceplasticpartsandisbyitselfanassemblyofcavities,mouldbaseand
大规模生产塑料配件,它是由型腔、模架和
standardcomponentsetc.AnexampleofaninjectionmouldassemblyisshowninFigure1
标准元件等的一种装配。
例如图1所示一种注塑模具在过去几年中的装配图
Overtheyears,muchresearchworkusingcomputer-aidedtechniqueshadbeendone许多技术研究工作中使用计算机辅助软件完成了
fromstudyingtheveryspecificareasofmoulddesigntostudyingmoulddesignasa
模具设计的非常特殊领域作为一种
wholeintegratedsystem.Knowledge-basedsystemssuchasIMOLD（Leeetal.1997）,
完整的体系。
一信息基础知识系统,如IMOLD（李孙俐,1997年）,
ESMOLD（Chinetal.1997）,IKMOULD（Moketal.2001）,etcweredevelopedfor
ESMOLD（巴孙俐,1997）,IKMOULD（莫孙俐,2001年）等
injectionmoulddesign.Manycommercialmoulddesignsoftwarepackagessuchas
因有注塑模具设计而得以发展。
很多商业模具设计软件包
IMOLDUGMoldWizard,R&BMoldWorks,,etcarealsoavailabletodayinthemarket
像IMOLD、UGMoldWizard,R&BMoldWorks等也在今天的市场显得非常的重要对于
formouldmakers.However,thesystemsandsoftwarepackagesmentionedabovedid
模具制造商来说。
然而,上述提到系统和软件包
notconsidertheinitialdesignpriortoactualmoulddesign.Thesesoftwarepackages
都不考虑用于初始设计在实际模具设计之前。
这些软件包
1ResearchStudent,DepartmentofMechanicalEngineering,NationalUniversityofSingapore,Singapore119260
1新加坡119260新加坡国立大学机械工程学系的研究学生
2AssociateProfessor,DepartmentofMechanicalEngineering,NationalUniversityofSingapore,
2新加坡119260新加坡国立大学机械工程学系的副教授
Singapore119260
assistinthepreparationofthedetailedmoulddesignthatincludesthecore/cavity
将完成完整模具设计的准备,它包括型芯/型腔
creation,coolingandejectiondesign.Asaresult,moulddesignershardlyusedthemould
制作、冷却和注射系统的设计。
结果是模具设计师们几乎没用模具
designsoftwarepackageswhentheyaredoingtheirinitialdesignbecausethesoftware
设计软件包当他们在做初始设计的时候由于软件
doesnotcateredforsuchadesignprocess.
不能满足这样的设计过程。
Figure1:
Aninjectionmouldassembly
图1:
注射模具装配
Thereisnotmuchresearchbeingdoneontheinitialdesignofplasticinjectionmoulds
没有太多对注塑模的初始设计的研究
exceptfor.（2000）whopresentedanalgorithmfortheinitialdesign.The
除了Yeetal（2000）提出一种初步设计的算法。
researchersfirstdeterminethepartinglinefortheplasticpartfollowedbythecalculation
研究人员首先确定塑料零件的分型面,其后是计算
ofthenumberofcavitiesrequired.Thecavitylayoutiscreatedbasedontheinput
所需的型腔数及型腔的分布.型腔布局设计是基于输入
informationofthelayoutpatternandtheorientationofeachcavity.Themouldbaseis
每个型腔空间布局模式和取向的信息。
模具的基础是
loadedautomaticallytoaccommodatethelayout.Theresearchersalsoproposedtouse
装载自动合适布局。
研究人员还提出了利用
theirinitialdesignasaguidetoolforthequotationofthemould.However,theresearch
他们的初始设计为模具报价的导向工具。
不过,调查发现
thatisbeingdonemaynotbeapplicableformostplasticinjectionmouldingindustries.
这些正在做的并不适用于对大多数塑料注塑行业。
Thecalculationofthenumberofcavitiesrequiredismostlydeterminedbythecustomers
计算所需的型腔数主要是取决于客户
whoprovidestheproductCADfileandtheyseldomseekopinionfromthemouldmakers,
且客户提供产品的CAD文件和他们很少寻求模具制造商的意见,
thusthisstepcouldbeomittedtosavetime.Althoughexternalundercutsareidentifiedin
因此这个步骤可以省略以节省时间。
虽然产品有外部卡扣结构
theproduct,theresearchdidnotconsiderthestandardcomponentsthatarerequiredin
但是研发人员并不认为标准元件所需的
producingsuchundercuts,whichinthiscase,theuseofsliders.Theresearchalsodidnot
生产这样卡扣结构,在这种情况下，需要用到滑块。
这个研究也没有
considerinternalundercutswhereliftersarerequired.Thus,thequotationderivedwould
考虑内部的卡扣结构的地方是需要的。
因此,模具的报价
notreflectthecorrectcostingofthemould,andthuscouldbeverymisleading,sincethe
没有得到反映真正的模具成本,因此很可能被误导,自从
useofthesetypesofstandardcomponentscanincreasethecostofproducingsucha
标准组件这些类型的使用便增加生产成本像这样
mouldsubstantially.
模具。
Alternatively,theauthors（Lowetal.2002）proposedamethodologyofstandardizingthe
另外,作者（低孙俐，2002年）提出了一种规范的方法论关于
cavitylayoutdesignsystemforplasticinjectionmouldsuchthatonlystandardcavity
腔布局设计这样的唯一标准型腔布局使用塑料注射模型的系统,
layoutsareused.Whenonlystandardlayoutsareused,theirlayoutconfigurationscan
当有这唯一标准布局的使用,他们的布局配置即可
easilybestoredinadatabaseforfastretrievallaterinthemoulddesignstage.This
很容易储存于数据库为后来的模具设计阶段进行快速检索。
这
researchisbeingincorporatedintotherapidrealizationoftheinitialdesignforplastic
此研究正被纳入快速实现塑料注塑模具初步设计
injectionmouldinthispaper.
进行了论述。
Thereisaneedtointroduceafastermethodofmoulddesignsincetherearefewervery
有必要发明更快的模具设计方法
experiencedmoulddesignersandcoupledwiththefactoftoday’smarketdemandsof
基于经验丰富的模具设计师已经越来越少了加上今天的市场需求
havingshorterlead-timeandhigherqualityproducts.Thisisfulfilledbytheintroduction
有较短的交货期和高质量的产品事实。
模具标准化设计的发明才能满足
ofstandardizationintomoulddesign,sincethedesignprocessesarerepeatableforevery
自从模具设计项目的设计过程是可重复的。
moulddesignproject.Thispaperpresentsamethodologyofrapidrealizationofthe
本文提出一种
initialdesignin3Dsolidinsteadof2Ddrawingsusingstandardizationmethod.The
初始设计在三维实体而不是2D图纸使用标准化快速实现方法。
这
initialdesignin3Dsolidwillbebasedonthetechnicaldiscussionchecklistthatactsas
初始设计在三维实体是基于技术讨论清单和扮演着
theoverallstandardtemplate.Everysub-designsuchascavitylayoutdesign,gating
整体的标准模板。
每sub-design如型腔布局设计、浇注
system,mouldbasedesignetcwillhaveitsownrespectivestandardtemplate.Thisisto
系统、模具设计基础等将会有它自己的权威标准模板。
这是为了
enabletimesavingsinthedesignstageasthefinalmoulddesigncanbeobtaineddirectly
在设计阶段节省时间作为最终模具的设计的直接选择
bymakingminutechangestotheinitialdesign.
通过对初始设计的微小变化。
INITIALDESIGNOFPLASTICINJECTIONMOULD
塑料注射模的初始设计
Thecustomersandthemoulddesignershavetoworkcloselytogethertoobtainamould
客户和模具设计师要共同努力以获得一个
thatcouldproducewhatisdesiredsuitably.Itwouldbecostlytorectifytheerrorsafter
能生产满足期望的模具。
themouldismanufacturedcompletely.Thustheinitialplanningofhowthelayout
模具制造完全以后错误纠正将会耗资巨大。
因此如何在最初的计划的布局
designofthemouldislikelytobeisimportant.Atypicalmoulddesignprojectworkflow
该模具设计显得非常重要？
如图2所示是一个典型的模具设计项目的工作流程
chartisshowninFigure2.Whenthecustomershavedecidedtoengageaparticular
图表。
当客户决定聘请一位特别的
mould-make,theCADfileoftheproducthavetobeprovidedtothem.However,the
模型工，给为他们提供产品的CAD文件。
但
mould-makerisalwayspreparedtoreceivenewerversionsoftheproductCADfileas
模型工随时准备好接收不断改变产品的模具制造CAD文件changesareconstantlymadetoit.Thedownsideofthisisthatthelead-timegivento
不好的一面是善用给
completethemouldstillremainsasitis.Thus,thetimethatwaslefttocompletethe
完成模具仍旧在继续,它是。
因此,剩下的时间来完成
finalmoulddesignandmanufacturethemouldbecomesshorter.
最后的模具设计与制造模具变矮。
WhentheproductCADfileisfirstreceived,theassignedprojectengineerormould
当产品CAD文件是最先收到,指定项目工程师或模具
designerfillsupatechnicalchecklistduringtheirfirsttechnicaldiscussionwiththe
设计师垫技术清单在他们的第一个技术讨论的
customers.Thechecklistrecordsinformationsuchastheresinmaterialtobeusedandits
客户。
清单上记录等信息材料可用于树脂和它的
shrinkagevalue,thenumberofcavitiesrequiredbycustomers,thegatingsystem,andthe
收缩值,一定数量的蛀牙,根据用户的需求,浇注系统,
mouldingmachinetobeused,therequiredtypeofmouldbaseandotherinformation
成型机使用,其所需类型的模具基地以及其他信息
neededtoprovidethebasisoftheinitialdesignofthemould.Sincethischecklist
需要提供的基础上,提出了模具的初步设计。
自从这个清单
containsmostofthebasicinformation,itdoublesupasaquotation.Thisallows
包含大部分的基本信息,它双打,作为一个报价。
这允许
customerstodecidewhethertomodifytheirproductCADf
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