注塑模具設計外文翻譯

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1、外文資料翻譯 翻譯資料名稱（夕卜文）UsingFeaturesastheKnowledgeCarrierforCrossCompanyCollaboraticnendChan-cManagement 翻譯資料名稱（中文）以產(chǎn)品特點作為跨公司協(xié)作和變更治理的知識載體 院（M）：機械工程系 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 姓名： 學號：04108615 指導教師： 完成日期：2021年2月 以產(chǎn)品特點作為跨公司協(xié)作和變更 治理的知識載體 ——一種為了緊縮從塑料零件設計到模具制造的交貨時刻的設計方式 宋斌、李增智、付勤榮、盧文峰 （新加坡制造技術(shù)研究所，南陽通道71,新加坡6

2、38075） 摘要:本文介紹了一種通過產(chǎn)品的特點將設計用意和變更請求的信息明確轉(zhuǎn)達給合作伙伴的方式。應用領域要緊集中在塑料零件設計，通過設計使產(chǎn)品設計和塑料模具制造之間能夠加倍有效的協(xié)作。該方式采納基于產(chǎn)品特點的設計方式，并許諾設計的特點和知識在塑料注塑模具設計進程中重復利用。它縮短了模具設計的交貨時刻，減少了模具設計工作，使得產(chǎn)品設計人員及模具設計人員之間的設計變更治理加倍的明確和高效。這些將有助于縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。 關鍵詞：產(chǎn)品設計、基礎特點、知識治理、模具設計、設計變更治理 一、簡介 市場壓力使產(chǎn)品更好、更快、更廉價的被推出。塑料零件在許多的產(chǎn)品中被用來做外殼和支撐結(jié)構(gòu)。關于制

3、造商而言，更快、更廉價的設計和制造出塑料零件的能力已經(jīng)成為一個關鍵性的競爭優(yōu)勢。 20世紀90年代以來，人們以減少模具制造時刻作為縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的有效手腕，已經(jīng)付出了很多盡力。，并行工程方式已經(jīng)進展到在產(chǎn)品設計進程初期就要涉及的模具設計師,它將使得模具制造者在產(chǎn)品設計進程之前和產(chǎn)品設計進程期間都會被涉及，以確保設計的塑料零件設計能夠高質(zhì)高效的塑造出來。另外，并行工程法也被應用在模具設計進程中，讓多個模具設計師同時設計一套模具，這將減少超過50%的模具設計時刻。 通常面向制造和裝配的設計和并行工程的方式一路利用，它的益處顯而易見。其中最核心的益處確實是它他主張在制造和裝配期間發(fā)生故障時，在

4、設計時期，為了幸免昂貴的設計費用而改變零件的可制造性、組裝容易度。制造和裝配的設計原那么適用于塑料零件設計意味著設計特點可能致使成型問題在設計時期能夠確信并幸免。設出方案應該在塑料注塑進程中的生產(chǎn)本錢和時刻的基礎上進行評估和優(yōu)選。當面向制造和裝配的設計和并行工程的方式優(yōu)化塑料模具設計的時候，人們做出了專門大的盡力制定專門的CAD工具來加速模具設計。迄今,大多數(shù)要緊的CAD系統(tǒng)都有專門的注塑模具設計模塊。比如說來自PTC的Pro/Mold,來自EDS的MoldWizard,和來自CIMQuest的MoldWorks^這些工具使得模具設計人員能夠直接利用和參考模具設計中的三維實體模型。與模具設計相

5、關的三維模型也能夠直接用于數(shù)控程序的生成。 為了在模具設計中成立一個基于的并行工程環(huán)境，更深層次的研究已經(jīng)進行。李試圖成立一個以注塑模具設計方式和知識庫為基礎的并行工程。王報導了一個基于塑料零件設計,模具制造，和設置塑料注塑進程操縱參數(shù)的仿真方式。上而所說的這些都為縮短模具的生產(chǎn)時刻做出了奉獻。 迄今，所有的這些研究的盡力方向都聚焦到產(chǎn)品設計或模具設計上。因此，有很多設計知識和信息在產(chǎn)品零件模型傳到模具設計人員的時候丟失了。通過成型的協(xié)作工具和方式來無縫整合產(chǎn)品設計進程，以此來幸免沒必要要的工作，而且提高整個產(chǎn)品開發(fā)周期的效率。 本文的目的是致力于基于特點的知識治理方式的進展。這種方式

6、主張產(chǎn)品設計和模具設計應該無縫整合在一路。這種已開發(fā)的方式被產(chǎn)品設計師在三維塑料零件的設沖造型中利用。擴展到模具設計的界而，實現(xiàn)了一個結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)互換。那個方式使模具設計師在模具設計中，直接利用產(chǎn)品的設計特點，以達到減少模具設計時刻和精力。另外，它提供了一個在產(chǎn)品和模具設計人員之間為了明確和快速的設計變更治理手腕。這將最大限度的降低因不可幸免的設計變更而引發(fā)的時刻延誤和浪費，和增加由于緊縮設計時刻和增加產(chǎn)品復雜性而引發(fā)的時刻延誤和浪費。 2、產(chǎn)品和模具設計進程 產(chǎn)品設計能夠說是最復雜的任務之一。它涉及一系列多學科團隊的進程（圖1）。在他們中，造型設計工作的重心在工程設計上。在機械方面，工程

7、設計需要從工業(yè)設計開始進入,工業(yè)設計包括提供產(chǎn)品的功能特點，形狀，表面紋理和產(chǎn)品模型表面的顏色。機械設計師參考，并利用工業(yè)設計的模型來制造裝配和組建的設計模型，通過這步能夠為裝配，機械制造,其他制造業(yè)和功能需求整合工業(yè)設計。通過三維cad系統(tǒng)的利用，設計出來的塑料零部件在每一個細節(jié)中建模，并在每一個實體模型中被代表。（圖2）關于這些塑料零部件來講，這些模型被轉(zhuǎn)移到模具設計師那里進行模具設計。 Industrial / T" Shane Mechanical Requi remen . Rneineennm Function outpu y *A*ts^nibly imxlcl

8、 ?Cojnpoitzirt medeb ?Bill of Mawrials tncxiind - ogc rpqi標/ Color j outpu/ ?Produci Fcuures ?Prcxlucr Shape ?Surface nicxkl ? Icxlurv ?Wot Mold Material Component Core & Cavity Undercuts desiwi & Hevgn 「 2呻， [Moldbasdesig | iouipu J ?Mold isicmbly nunW ?Mold enniponenT trxidels

9、 ?Hill of MbWtuIk 圖1工業(yè)、機械、模具設計 圖2一個模具設計的案例 模具設計進程中包括慢慢構(gòu)思和設計模具的進程。如圖1所示，模具設計是一個典型的模具設計進程中的要緊活動和工序。如下： （1）腔的布局決定模具中的塑料零件的大小，數(shù)量和布局模式，因此決定模具合模的整體規(guī)模和結(jié)構(gòu)。 （2）模架設計概念了模架的類型大小和位置。 （3）型芯和型腔的生成需要創(chuàng)建分型線，然后利用分型線分割型芯、型腔和慢慢分型。 （4）飛邊設計確實是只當飛邊在塑料零件特性中存在時才進行處置。這種飛邊區(qū)域可能在型芯或型腔的邊緣存在。 圖3塑料模具設計 其他要

10、緊的模具設計進程包括進給系統(tǒng)設計，冷卻系統(tǒng)設計和注射系統(tǒng)設計。圖3所示的是一個己經(jīng)完成的三維建模設計模型。 塑料零件和模具之間整合不力可能會致使只考慮到生產(chǎn)功能性的東西，而忽略了可塑性和不可塑性，進行生產(chǎn)本錢高的塑料組件設計。咱們強烈建議，模具設計之前，模具設計師應該研究設計模型，弄清楚產(chǎn)品設計師的設計用意和細節(jié)。他也將會把關于可塑性和模具生產(chǎn)難易程度以建議的形式反饋給產(chǎn)品設計師。這些反饋有利于優(yōu)化塑料組件設計，以達到通過塑料注塑更快更廉價的制造組建的目的。模具設計師在產(chǎn)品設計進程中參與的而且正在進行的反饋，而不是一直等待一直等到產(chǎn)品工程師完成設計，這一舉措對縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期做出了專門大的

11、奉獻。 這種反饋機制有一個致命的弱點。它僅僅是從模具設計師單向反饋到產(chǎn)品設計師。在一個完整的實體模型中，設計的組件模型關于模具設計師來講確實是“拋過增”。模具設計師必需制定出分型線，填補實體模型中的空，以便于創(chuàng)建型芯和型腔模型。由于組件模型中，往往存在復雜性的幾何造型錯誤，因此這進程往往比較枯燥乏味。 另外，“拋過墻”法在設計變更發(fā)生時會產(chǎn)生含糊和返工。模具設計師需要實驗經(jīng)產(chǎn)品設計師變更后的設計模型，直到找到變更的細h,任何誤解或是疏忽都會引發(fā)一些轉(zhuǎn)變，這些轉(zhuǎn)變可能會致使時刻，工時或是材料的損失。另外，模具設計師需要從頭生成型芯和型腔以適應發(fā)生的變更。這些緣故延遲了模具生產(chǎn)，致使了產(chǎn)品生產(chǎn)

12、周期的延長。 3、為了產(chǎn)品設計協(xié)作而進行的知識治理 3-1從產(chǎn)品設計到模具設計的知識轉(zhuǎn)化 普遍實行的產(chǎn)品設計方式的第二節(jié)所說的產(chǎn)生了一個完整的塑料零件實體模型。幾乎沒有設計上的特點被保留下來。 為了捕捉到設計知識，設計特點需要以特點模型的形式保留下來。關于塑料零件而言,設計特性通常包括主體，凸模，凹模，孔，增強筋。另一方而，模具設計也包括模具特性。最多見的模具特性是型芯，型腔，閥/熱流道等等。 模具確實是依照部份產(chǎn)品的形狀，形成一個空的腔。這說明，每一個產(chǎn)品的特點必需有一個相應的模具特點。這些特點的對應關系成立起產(chǎn)品特點和模具特點之間的關系。該產(chǎn)品特點的捕捉與建模，模具的特點，和他們

13、之間的關系將提供一個知識模型把產(chǎn)品特點用意傳遞到模具設計進程中（圖4）。這需要一個知識治理的方式。 ProductfeaturesMoldfeatures 圖4從產(chǎn)品到模具的知識轉(zhuǎn)化 3?2一種基于特點的知識治理方式 在過去十年的研究和應用中，知識治理技術(shù)的重要性已經(jīng)被充分熟悉到。知識的力量被看做是一種必不可少的資源，能夠用來保留寶貴遺產(chǎn)，學習新事物，解決問題，制造核心競爭力，并為此刻和以后的個人或組織開辟出新紀元。知識治理系統(tǒng)一樣有一套彼此聯(lián)系的基于運算機的元素，包括檢索，生成，存儲和傳遞信息，用來支持企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)間的活動。這一支持是通過改良組織內(nèi)的決策和操縱，和一些當前的

14、準確信息來實現(xiàn)的。找尋機械制造進程頂用來決策的知識和方式，Hitcks等人在以上的框架下提出了通過信息元素來概念知識，也確實是說知識通過必然順序的數(shù)字或字母數(shù)據(jù)來表述。那個框架能夠幫忙企業(yè)捕捉和反復利用信息來進行更好的決策。 但是，為了在那個系統(tǒng)平臺上完成產(chǎn)品設計和模具設計人員的協(xié)作，除捕捉和再利用這些特點之外，還需要捕捉和治理設計特點過渡到模具特點。為此，咱們提出了一個知識治理框架如圖5所示。那個地址，信息別離提供產(chǎn)品特點和模具特點，特點的屬性（例如，材料、顏色、公差）被表示為一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型。產(chǎn)品和模具的功能之間的關系，與每一個功能的更改請求，提供知識元素。這些只是元素從產(chǎn)品設計到模具

15、設計進行產(chǎn)品的設計用意和指示。在產(chǎn)品和模具設計進程中，一個協(xié)作代理利用特點表示，特點關系和變更請求結(jié)構(gòu)使得能夠明確溝通。今天要緊的cad系統(tǒng)有利于成立基于特點的建模和概念特點屬性，以便繼承和利用。因此本文的工作要緊集中在產(chǎn)品特點概念的方式和將產(chǎn)品特點表示成模具特點的知識分進展。 Knowledge 圖5協(xié)同產(chǎn)品設計的知識治理框架 3?3特點的概念于特點的關系 對照如圖5所示的知識框架，咱們概念，一個塑料零件能夠用一個特點PF（PF-、PF2????）來表示。這些設計特點包括主體，凸起，凹陷，孔，增強筋。他們應該是隨著零件設計模型到期，通過產(chǎn)品設計師，自然生成的。在三維參數(shù)化CA

16、D系統(tǒng)環(huán)境的設計造型大體上是特點制造和布爾運算相結(jié)合的。圖6顯示。一個可能創(chuàng)建的特點方案的總結(jié)。那個地址，主體（PF1）是一個通過工業(yè)設計的表面切割或直接生成的實體（圖1）。因為注塑進程中需要統(tǒng)一厚度的塑料零件，零件的外殼能夠通過從PF1的整體中扣掉一個不需要 的實體來取得。那個抵消的差值為零件的厚度，凸模有以下兩步組成: 第一步：凸模外表面的形狀PF1的形狀： 第二步：PF2確實是減去其抵消PF體枳； PH' 圖6塑料零件建模的8個大體組成部份的特點 現(xiàn)在，抵消值等于突起的厚度。一樣，凹陷能夠用一樣的方式被用來做凸模，通過PF3和PF3減去其與PF3'的抵消值相加取得。采納

17、相同的方式，增強筋能夠通過增強筋體的求和來取得.孔能夠通過減去PF4'取得。如此能夠記住空的形狀。因此咱們有PF={PF1,PF1\ PF2,PF2\PF3,PF3\PF4,PF4'｝（表1）。 表1PFi的概念 PF1 輪廓實體?；诠I(yè)設計。 PFr 內(nèi)部實體。PF1的偏差修正 PF2 主體（凸起）實體 PF2' PF2的偏差修正 PF3 凹陷或者凹槽實體 PF3' PF3的偏差修正 PF4 插入實體 PF4' 抽象實體 在注塑模具中，塑料零件模型的的固體，變成了型芯和型腔邊緣的飛邊。正因為如此,對應模具特點的產(chǎn)品特點概念為MF（MF1,MF2??

18、?），MFi與PFi一—對應。 MFi和PFi的對應成立起了零件特性與模具特性之間的關系（表2）。這些關系為模型的產(chǎn)品設計和模具設計的信息整合提供基礎。在實踐中當所有的零件特點被提供時，模具設計師能夠通過這些特點進行反向方式來生成模具特點。這就使得模具設計師在其設計的進程中直接利用零件設計特點，從而顯著的減小了模具設計時刻和精力。 表2通過PFi得出的產(chǎn)品特點和模具特點的關系 模具、\ 主體外殼 凸起 截面 其他 孔 筋 型腔 +PF1 -PF2' +PF3 -PF4' +PF4 型芯 -PF1' +PF2 -PF3' -PF4 3?4模具設計利用

19、設計特點 這種方式的核心確實是通過利用從產(chǎn)品設計師那取得的產(chǎn)品設計特點來設計一套模具。以下是一個圖文并茂的事例，該事例顯示了這一方式是如何工作的。咱們假設，如圖7(a)所示，塑料零件被設計，被用來創(chuàng)建零件模型的特點，在特點模型圖7(b)、圖7(c)中被保留。為了論證.咱們通過產(chǎn)品設計師提供的塑料零件特點(圖7(b))概念注塑模具的型芯型腔合模。圖8說明了型腔插入的成立步驟。第一，一個實體MF1作為型腔插入的基礎。正如表1概念的，PF1是塑料零件的外表而。當布爾運算時：MF1U(-PF1)=CA1通過MF1減去PF1來開展，咱們?nèi)〉肅A1.其他塑料零件特點別離是PF2和PF3',這些特點用來作

20、為型腔外輪廓的一部份，最終的型腔嵌入能夠通過CA1u(-PF2)uPF3'=CA2。如圖9所示，型芯的嵌入，是由型芯基礎MF1的生成開始的。當生成的基礎與塑料零件的內(nèi)形狀PF1'并時MF1UPF1=C01；這時咱們將會取得型芯嵌入的基礎輪廓CO1o (n).Ihccros*.wetionofttx*plsttic (e>.IhrfcvlurtMmiMlel*(PFi)<“the|>lu5ticpirt 圖7塑料零件和他的特點模型 MFI (Cavity) Step1：MolddesignercreatesMF1(Cavity) Step2：Subtract

21、PPIfromMFI Step3:SubtractPF2from,andunionPF3'to,CAI 圖8插圖的型腔設計方式 在如圖7所示的零件上，決定型芯嵌入的其余形狀的特點別離是PF2',PF3,PF4。 總而言之：CO1UPF2ZU(-PF3)U(-PF3')=CO2 當型芯和型腔嵌入依照如圖10所示的分型線定位時，完整的模具嵌入就完成了。 丁he void that resembles the exact shape of the part. 圖10定位CA2和CO2以形成完整的模具 3?5設計變更治理特性的草案 因為產(chǎn)品設計是一種制造性的活

22、動，而且需要大大緊縮產(chǎn)品開發(fā)的時刻生命周期，因此設計變更是不可幸免的。每當塑料零件設計變更時，乃至在模具被設計和制造，模具設計必需作相應的修改。依照上而第二節(jié)所描述的傳統(tǒng)的模具設計進程，當變更發(fā)生時，產(chǎn)品設計師將發(fā)送一個新版本的產(chǎn)品設計模型給模具設計師。模具設計師，在大多數(shù)情形下，必需從頭開始進行模具設計進程，并對模具設計模型進行必要的修改。 表3特點列表 編號 零件模型代碼 零件特征類型 系列號 變更請求代碼 1 AT08 PF1 003 新加 2 AT08 PF2 035 刪除 3 AT08 PF2 014 替換 ??? ??? ??? ?

23、?? ??? 產(chǎn)品特點，模具特點，和他們之間的關系提供了一個基礎，使得大大的改良了設計變更治理。咱們能夠?qū)a(chǎn)品的特點作為載體來溝通產(chǎn)品設計師和模具設計師。以特點草案的形式來概念設計變更草案，這是一個實現(xiàn)以上目的的有效手腕。在表3中給了一個特點草案的事例。 在那個地址，零件有代碼，這些代碼包括許多零件的不同類型的特點。每種類型的特點可能有一個到多個情形。一個設計變更要求可能是新增，刪除，或是替代。特點草案，加上B-Rep的實體模型特點，致使了一個明確的將設計變更由產(chǎn)品設計師傳遞給模具設計師的明示。用這種方式，模具設計師一旦從產(chǎn)品設計師那取得新的文件，就能夠夠為變更而查驗特點草案。當變更

24、被要求時，模具設計師在絕大多數(shù)情形下，只更新與之對應的受阻礙的模具特點，而沒必要在每次變更時從頭訪問所有的模具設計進程。那個有效的定位和最大程度的的減小了設計變更的阻礙。 因為緊縮設計時刻和增加產(chǎn)品的復雜性，設計變更變得加倍常見。從零件設計的接收到模具的交付，模具生產(chǎn)者通常能夠收到超過10次的來自產(chǎn)品設計師的設計變更。規(guī)格和溝通的明確改變，加上在模具生產(chǎn)進程中的設計變更的本土化，為顯著減少交貨時刻和本錢的提供了有效手腕。 4、結(jié)論 產(chǎn)品設計適合模具設計師之間協(xié)作的方式被提出來。一個知識治理系統(tǒng)框架，及其與之相關的特點和知識的概念方式被提出。核心的方式是利用產(chǎn)品特點的設計用意和變更請求的載

25、體，以實現(xiàn)合作伙伴之間的明確溝通。 利用這種方式，產(chǎn)品設計師能夠隨著設計造型的進展制造和保留產(chǎn)品部份特點。產(chǎn)品部份特點模型，和與之對應的特點草案，都被傳送給模具設計師。模具設計師在模具特點創(chuàng)建時能夠直接利用產(chǎn)品的部份特點。這能夠往往幸免通過常規(guī)的方式取得型芯和型腔，產(chǎn)生的分型面的繁瑣的工作。自從特點草案將有關的轉(zhuǎn)變需求落實到各個特點以后，模具設計師在絕大多數(shù)情形下，只能更新與模具特點發(fā)生轉(zhuǎn)變相對應的那些特點。依照每一個產(chǎn)品的部份特點，改變需求規(guī)格的耦合在產(chǎn)品設計師和模具設計師關于設計變更溝通時，含糊不清的被刪除，在模具生產(chǎn)進程中最大限度的減少以為錯誤和相關材料的浪費。 這種方式已經(jīng)在產(chǎn)品開

26、發(fā)鏈中被實施，包括產(chǎn)品的設計學習，專門設計消費類電子產(chǎn)品和注塑模具制造商。開始的四個模具設計案例利用的方式是對以前做過的類似的模具進行監(jiān)測和測量。結(jié)果說明在模具設計變更發(fā)生時，由于模具設計造型和模具設計變更本地化的汽省，始終減少超過25%的模具制造交貨時刻。在所有的四個實例中，在模具設計和制造進程中有超過15次的設計變更。這種方式的益處確實是隨著設計變更數(shù)量的增加，交貨時刻在減少。 這種方式還能夠進一步增強在信息和知識的捕捉，再現(xiàn)，并反復利用的普遍應用。產(chǎn)品被捕捉的部份特性，在新的設計進程中能夠變成設計知識被反復利用。那個具有代表性的和明確性的溝通方式是在產(chǎn)品生產(chǎn)周期中管明白得決方案，實現(xiàn)一

27、個協(xié)作的環(huán)境的基礎。 參考文獻 [1] DonaldE.Carter,BarbaraStilwellBaker(1992),^ConcurrentEngineering:theProductDevelopmentEnvironmentforthe1990s,nAddison-Wesleypublishingcompany,INC,57. [2] Noble,.(1993),"Economicdesigninconcurrentengineering,"ConcurrentEngineering,ContemporaryIssuesandModernDesignTools,editedby

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