注塑模具设计外文翻译

外文资料翻译翻译资料名称（夕卜文）UsingFeaturesastheKnowledgeCarrierforCrossCompanyCollaboraticnendChan-cManagement翻译资料名称（中文）以产品特点作为跨公司协作和变更治理的知识载体院（M）：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号：04108615指导教师：完成日期：2021年2月以产品特点作为跨公司协作和变更治理的知识载体一种为了紧缩从塑料零件设计到模具制造的交货时刻的设计方式宋斌、李增智、付勤荣、卢文峰（新加坡制造技术研究所，南阳通道71,新加坡638075）摘要:本文介绍了一种通过产品的特点将设计用意和变更请求的信息明确转达给合作伙伴的方式。应用领域要紧集中在塑料零件设计，通过设计使产品设计和塑料模具制造之间能够加倍有效的协作。该方式采纳基于产品特点的设计方式，并许诺设计的特点和知识在塑料注塑模具设计进程中重复利用。它缩短了模具设计的交货时刻，减少了模具设计工作，使得产品设计人员及模具设计人员之间的设计变更治理加倍的明确和高效。这些将有助于缩短产品的开发周期。关键词：产品设计、基础特点、知识治理、模具设计、设计变更治理一、简介市场压力使产品更好、更快、更廉价的被推出。塑料零件在许多的产品中被用来做外壳和支撑结构。关于制造商而言，更快、更廉价的设计和制造出塑料零件的能力已经成为一个关键性的竞争优势。20世纪90年代以来，人们以减少模具制造时刻作为缩短产品开发周期的有效手腕，已经付出了很多尽力。，并行工程方式已经进展到在产品设计进程初期就要涉及的模具设计师,它将使得模具制造者在产品设计进程之前和产品设计进程期间都会被涉及，以确保设计的塑料零件设计能够高质高效的塑造出来。另外，并行工程法也被应用在模具设计进程中，让多个模具设计师同时设计一套模具，这将减少超过50%的模具设计时刻。通常面向制造和装配的设计和并行工程的方式一路利用，它的益处显而易见。其中最核心的益处确实是它他主张在制造和装配期间发生故障时，在设计时期，为了幸免昂贵的设计费用而改变零件的可制造性、组装容易度。制造和装配的设计原那么适用于塑料零件设计意味着设计特点可能致使成型问题在设计时期能够确信并幸免。设出方案应该在塑料注塑进程中的生产本钱和时刻的基础上进行评估和优选。当面向制造和装配的设计和并行工程的方式优化塑料模具设计的时候，人们做出了专门大的尽力制定专门的CAD工具来加速模具设计。迄今,大多数要紧的CAD系统都有专门的注塑模具设计模块。比如说来自PTC的Pro/Mold,来自EDS的MoldWizard,和来自CIMQuest的MoldWorks这些工具使得模具设计人员能够直接利用和参考模具设计中的三维实体模型。与模具设计相关的三维模型也能够直接用于数控程序的生成。为了在模具设计中成立一个基于的并行工程环境，更深层次的研究已经进行。李试图成立一个以注塑模具设计方式和知识库为基础的并行工程。王报导了一个基于塑料零件设计,模具制造，和设置塑料注塑进程操纵参数的仿真方式。上而所说的这些都为缩短模具的生产时刻做出了奉献。迄今，所有的这些研究的尽力方向都聚焦到产品设计或模具设计上。因此，有很多设计知识和信息在产品零件模型传到模具设计人员的时候丢失了。通过成型的协作工具和方式来无缝整合产品设计进程，以此来幸免没必要要的工作，而且提高整个产品开发周期的效率。本文的目的是致力于基于特点的知识治理方式的进展。这种方式主张产品设计和模具设计应该无缝整合在一路。这种已开发的方式被产品设计师在三维塑料零件的设冲造型中利用。扩展到模具设计的界而，实现了一个结构化的数据互换。那个方式使模具设计师在模具设计中，直接利用产品的设计特点，以达到减少模具设计时刻和精力。另外，它提供了一个在产品和模具设计人员之间为了明确和快速的设计变更治理手腕。这将最大限度的降低因不可幸免的设计变更而引发的时刻延误和浪费，和增加由于紧缩设计时刻和增加产品复杂性而引发的时刻延误和浪费。2、产品和模具设计进程产品设计能够说是最复杂的任务之一。它涉及一系列多学科团队的进程（图1）。在他们中，造型设计工作的重心在工程设计上。在机械方面，工程设计需要从工业设计开始进入,工业设计包括提供产品的功能特点，形状，表面纹理和产品模型表面的颜色。机械设计师参考，并利用工业设计的模型来制造装配和组建的设计模型，通过这步能够为装配，机械制造,其他制造业和功能需求整合工业设计。通过三维cad系统的利用，设计出来的塑料零部件在每一个细节中建模，并在每一个实体模型中被代表。（图2）关于这些塑料零部件来讲，这些模型被转移到模具设计师那里进行模具设计。Industrial/ TShaneMechanicalRequi remen .RneineennmFunctionoutpu y*A*tsnibly imxlclCojnpoitzirt medebBill of Mawrialstncxiind - ogc rpqi标/Colorj outpu/Produci FcuuresPrcxlucr ShapeSurface nicxkl IcxlurvWotMoldMaterialComponentCore & CavityUndercutsdesiwi & Hevgn 2呻，Moldbasdesig |iouipu JMold isicmbly nunWMold enniponenT trxidelsHill of MbWtuIk图1工业、机械、模具设计图2一个模具设计的案例模具设计进程中包括慢慢构思和设计模具的进程。如图1所示，模具设计是一个典型的模具设计进程中的要紧活动和工序。如下：（1）腔的布局决定模具中的塑料零件的大小，数量和布局模式，因此决定模具合模的整体规模和结构。（2）模架设计概念了模架的类型大小和位置。（3）型芯和型腔的生成需要创建分型线，然后利用分型线分割型芯、型腔和慢慢分型。（4）飞边设计确实是只当飞边在塑料零件特性中存在时才进行处置。这种飞边区域可能在型芯或型腔的边缘存在。图3塑料模具设计其他要紧的模具设计进程包括进给系统设计，冷却系统设计和注射系统设计。图3所示的是一个己经完成的三维建模设计模型。塑料零件和模具之间整合不力可能会致使只考虑到生产功能性的东西，而忽略了可塑性和不可塑性，进行生产本钱高的塑料组件设计。咱们强烈建议，模具设计之前，模具设计师应该研究设计模型，弄清楚产品设计师的设计用意和细节。他也将会把关于可塑性和模具生产难易程度以建议的形式反馈给产品设计师。这些反馈有利于优化塑料组件设计，以达到通过塑料注塑更快更廉价的制造组建的目的。模具设计师在产品设计进程中参与的而且正在进行的反馈，而不是一直等待一直等到产品工程师完成设计，这一举措对缩短产品的生产周期做出了专门大的奉献。这种反馈机制有一个致命的弱点。它仅仅是从模具设计师单向反馈到产品设计师。在一个完整的实体模型中，设计的组件模型关于模具设计师来讲确实是“抛过增”。模具设计师必需制定出分型线，填补实体模型中的空，以便于创建型芯和型腔模型。由于组件模型中，往往存在复杂性的几何造型错误，因此这进程往往比较枯燥乏味。另外，“抛过墙”法在设计变更发生时会产生含糊和返工。模具设计师需要实验经产品设计师变更后的设计模型，直到找到变更的细h,任何误解或是疏忽都会引发一些转变，这些转变可能会致使时刻，工时或是材料的损失。另外，模具设计师需要从头生成型芯和型腔以适应发生的变更。这些缘故延迟了模具生产，致使了产品生产周期的延长。3、为了产品设计协作而进行的知识治理3-1从产品设计到模具设计的知识转化普遍实行的产品设计方式的第二节所说的产生了一个完整的塑料零件实体模型。几乎没有设计上的特点被保留下来。为了捕捉到设计知识，设计特点需要以特点模型的形式保留下来。关于塑料零件而言,设计特性通常包括主体，凸模，凹模，孔，增强筋。另一方而，模具设计也包括模具特性。最多见的模具特性是型芯，型腔，阀/热流道等等。模具确实是依照部份产品的形状，形成一个空的腔。这说明，每一个产品的特点必需有一个相应的模具特点。这些特点的对应关系成立起产品特点和模具特点之间的关系。该产品特点的捕捉与建模，模具的特点，和他们之间的关系将提供一个知识模型把产品特点用意传递到模具设计进程中（图4）。这需要一个知识治理的方式。ProductfeaturesMoldfeatures图4从产品到模具的知识转化32一种基于特点的知识治理方式在过去十年的研究和应用中，知识治理技术的重要性已经被充分熟悉到。知识的力量被看做是一种必不可少的资源，能够用来保留宝贵遗产，学习新事物，解决问题，制造核心竞争力，并为此刻和以后的个人或组织开辟出新纪元。知识治理系统一样有一套彼此联系的基于运算机的元素，包括检索，生成，存储和传递信息，用来支持企业内部和企业间的活动。这一支持是通过改良组织内的决策和操纵，和一些当前的准确信息来实现的。找寻机械制造进程顶用来决策的知识和方式，Hitcks等人在以上的框架下提出了通过信息元素来概念知识，也确实是说知识通过必然顺序的数字或字母数据来表述。那个框架能够帮忙企业捕捉和反复利用信息来进行更好的决策。但是，为了在那个系统平台上完成产品设计和模具设计人员的协作，除捕捉和再利用这些特点之外，还需要捕捉和治理设计特点过渡到模具特点。为此，咱们提出了一个知识治理框架如图5所示。那个地址，信息别离提供产品特点和模具特点，特点的属性（例如，材料、颜色、公差）被表示为一个统一的数据模型。产品和模具的功能之间的关系，与每一个功能的更改请求，提供知识元素。这些只是元素从产品设计到模具设计进行产品的设计用意和指示。在产品和模具设计进程中，一个协作代理利用特点表示，特点关系和变更请求结构使得能够明确沟通。今天要紧的cad系统有利于成立基于特点的建模和概念特点属性，以便继承和利用。因此本文的工作要紧集中在产品特点概念的方式和将产品特点表示成模具特点的知识分进展。Knowledge图5协同产品设计的知识治理框架33特点的概念于特点的关系对照如图5所示的知识框架，咱们概念，一个塑料零件能够用一个特点PF（PF-、PF2）来表示。这些设计特点包括主体，凸起，凹陷，孔，增强筋。他们应该是随着零件设计模型到期，通过产品设计师，自然生成的。在三维参数化CAD系统环境的设计造型大体上是特点制造和布尔运算相结合的。图6显示。一个可能创建的特点方案的总结。那个地址，主体（PF1）是一个通过工业设计的表面切割或直接生成的实体（图1）。因为注塑进程中需要统一厚度的塑料零件，零件的外壳能够通过从PF1的整体中扣掉一个不需要的实体来取得。那个抵消的差值为零件的厚度，凸模有以下两步组成:第一步：凸模外表面的形状PF1的形状：第二步：PF2确实是减去其抵消PF体枳；PH图6塑料零件建模的8个大体组成部份的特点现在，抵消值等于突起的厚度。一样，凹陷能够用一样的方式被用来做凸模，通过PF3和PF3减去其与PF3的抵消值相加取得。采纳相同的方式，增强筋能够通过增强筋体的求和来取得.孔能够通过减去PF4取得。如此能够记住空的形状。因此咱们有PF=PF1,PF1PF2,PF2PF3,PF3PF4,PF4（表1）。表1PFi的概念PF1轮廓实体。基于工业设计。PFr内部实体。PF1的偏差修正PF2主体（凸起）实体PF2PF2的偏差修正PF3凹陷或者凹槽实体PF3PF3的偏差修正PF4插入实体PF4抽象实体在注塑模具中，塑料零件模型的的固体，变成了型芯和型腔边缘的飞边。正因为如此,对应模具特点的产品特点概念为MF（MF1,MF2），MFi与PFi一对应。MFi和PFi的对应成立起了零件特性与模具特性之间的关系（表2）。这些关系为模型的产品设计和模具设计的信息整合提供基础。在实践中当所有的零件特点被提供时，模具设计师能够通过这些特点进行反向方式来生成模具特点。这就使得模具设计师在其设计的进程中直接利用零件设计特点，从而显著的减小了模具设计时刻和精力。表2通过PFi得出的产品特点和模具特点的关系模具、主体外壳凸起截面其他孔筋型腔+PF1-PF2+PF3-PF4+PF4型芯-PF1+PF2-PF3-PF434模具设计利用设计特点这种方式的核心确实是通过利用从产品设计师那取得的产品设计特点来设计一套模具。以下是一个图文并茂的事例，该事例显示了这一方式是如何工作的。咱们假设，如图7(a)所示，塑料零件被设计，被用来创建零件模型的特点，在特点模型图7(b)、图7(c)中被保留。为了论证.咱们通过产品设计师提供的塑料零件特点(图7(b)概念注塑模具的型芯型腔合模。图8说明了型腔插入的成立步骤。第一，一个实体MF1作为型腔插入的基础。正如表1概念的，PF1是塑料零件的外表而。当布尔运算时：MF1U(-PF1)=CA1通过MF1减去PF1来开展，咱们取得CA1.其他塑料零件特点别离是PF2和PF3,这些特点用来作为型腔外轮廓的一部份，最终的型腔嵌入能够通过CA1u(-PF2)uPF3=CA2。如图9所示，型芯的嵌入，是由型芯基础MF1的生成开始的。当生成的基础与塑料零件的内形状PF1并时MF1UPF1=C01；这时咱们将会取得型芯嵌入的基础轮廓CO1o(n).Ihccros*.wetionofttx*plsttic(e.IhrfcvlurtMmiMlel*(PFi)lu5ticpirt图7塑料零件和他的特点模型MFI(Cavity)Step1：MolddesignercreatesMF1(Cavity)Step2：SubtractPPIfromMFIStep3:SubtractPF2from,andunionPF3to,CAI图8插图的型腔设计方式在如图7所示的零件上，决定型芯嵌入的其余形状的特点别离是PF2,PF3,PF4。总而言之：CO1UPF2ZU(-PF3)U(-PF3)=CO2当型芯和型腔嵌入依照如图10所示的分型线定位时，完整的模具嵌入就完成了。丁he void that resembles the exact shape of the part.图10定位CA2和CO2以形成完整的模具35设计变更治理特性的草案因为产品设计是一种制造性的活动，而且需要大大紧缩产品开发的时刻生命周期，因此设计变更是不可幸免的。每当塑料零件设计变更时，乃至在模具被设计和制造，模具设计必需作相应的修改。依照上而第二节所描述的传统的模具设计进程，当变更发生时，产品设计师将发送一个新版本的产品设计模型给模具设计师。模具设计师，在大多数情形下，必需从头开始进行模具设计进程，并对模具设计模型进行必要的修改。表3特点列表编号零件模型代码零件特征类型系列号变更请求代码1AT08PF1003新加2AT08PF2035删除3AT08PF2014替换产品特点，模具特点，和他们之间的关系提供了一个基础，使得大大的改良了设计变更治理。咱们能够将产品的特点作为载体来沟通产品设计师和模具设计师。以特点草案的形式来概念设计变更草案，这是一个实现以上目的的有效手腕。在表3中给了一个特点草案的事例。在那个地址，零件有代码，这些代码包括许多零件的不同类型的特点。每种类型的特点可能有一个到多个情形。一个设计变更要求可能是新增，删除，或是替代。特点草案，加上B-Rep的实体模型特点，致使了一个明确的将设计变更由产品设计师传递给模具设计师的明示。用这种方式，模具设计师一旦从产品设计师那取得新的文件，就能够够为变更而查验特点草案。当变更被要求时，模具设计师在绝大多数情形下，只更新与之对应的受阻碍的模具特点，而没必要在每次变更时从头访问所有的模具设计进程。那个有效的定位和最大程度的的减小了设计变更的阻碍。因为紧缩设计时刻和增加产品的复杂性，设计变更变得加倍常见。从零件设计的接收到模具的交付，模具生产者通常能够收到超过10次的来自产品设计师的设计变更。规格和沟通的明确改变，加上在模具生产进程中的设计变更的本土化，为显著减少交货时刻和本钱的提供了有效手腕。4、结论产品设计适合模具设计师之间协作的方式被提出来。一个知识治理系统框架，及其与之相关的特点和知识的概念方式被提出。核心的方式是利用产品特点的设计用意和变更请求的载体，以实现合作伙伴之间的明确沟通。利用这种方式，产品设计师能够随着设计造型的进展制造和保留产品部份特点。产品部份特点模型，和与之对应的特点草案，都被传送给模具设计师。模具设计师在模具特点创建时能够直接利用产品的部份特点。这能够往往幸免通过常规的方式取得型芯和型腔，产生的分型面的繁琐的工作。自从特点草案将有关的转变需求落实到各个特点以后，模具设计师在绝大多数情形下，只能更新与模具特点发生转变相对应的那些特点。依照每一个产品的部份特点，改变需求规格的耦合在产品设计师和模具设计师关于设计变更沟通时，含糊不清的被删除，在模具生产进程中最大限度的减少以为错误和相关材料的浪费。这种方式已经在产品开发链中被实施，包括产品的设计学习，专门设计消费类电子产品和注塑模具制造商。开始的四个模具设计案例利用的方式是对以前做过的类似的模具进行监测和测量。结果说明在模具设计变更发生时，由于模具设计造型和模具设计变更本地化的汽省，始终减少超过25%的模具制造交货时刻。在所有的四个实例中，在模具设计和制造进程中有超过15次的设计变更。这种方式的益处确实是随着设计变更数量的增加，交货时刻在减少。这种方式还能够进一步增强在信息和知识的捕捉，再现，并反复利用的普遍应用。产品被捕捉的部份特性，在新的设计进程中能够变成设计知识被反复利用。那个具有代表性的和明确性的沟通方式是在产品生产周期中管明白得决方案，实现一个协作的环境的基础。参考文献1 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