我國注塑模具的設計與制造目前主要依賴設計人員的經(jīng)驗和工藝人員的技巧,設計的合理性只有通過試模才知道,制造的缺陷主要靠反復修模來糾正。這不僅難以保證模具的質(zhì)量,而且模具的設計與制造周期長、成本高,特別對大型、精密、復雜的中高檔模具而言,問題更加突出。)技術(shù)是并行工程中最重要的研究內(nèi)容之一,它在并行工程思想指導下,實現(xiàn)了產(chǎn)品設計與產(chǎn)品制造的集成:2.它摒棄了傳統(tǒng)的“隔墻”設計,在設計階段盡早地考慮與制造有關(guān)的約束(加工時間、加工成本、可制造性等)全面評價產(chǎn)品設計,盡早發(fā)現(xiàn)設計中存在的與制造有關(guān)的問題,并提供改進的反饋信息,及時改進設計,保證產(chǎn)品設計和制造一次成功,以達到降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的目的。
因此,在模具產(chǎn)品的設計中引入并行工程下的DFM方法,設計中盡早地考慮與產(chǎn)品制造有關(guān)的約束(如可制造性)全面評價產(chǎn)品設計和工藝設計,同時提供改進設計的反饋信息,在設計過程中完成可制造性檢測,避免設計不合理、反復試模的弊端,這對降低成本提高模具的質(zhì)量,縮短制模時間是非常|有意義的。
1面向制造的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計建模在進行注塑模具結(jié)構(gòu)設計的時候,在各階段的可制造性分析(塑件質(zhì)量、模具結(jié)構(gòu)及操作環(huán)境等要求)的基礎(chǔ)上,采取了分階段對產(chǎn)品進行設計和可制造性評價,并以此為基礎(chǔ)進行產(chǎn)品方案的評價,提供總體的設計修改意見。
面向制造的注塑模結(jié)構(gòu)設計過程分為6個階段(見)初始型腔數(shù)目的確定給出模具方案設計之初的初始型腔數(shù)目,以便于結(jié)構(gòu)設計各后續(xù)階段的實現(xiàn)。
注塑成型材料的確定根據(jù)用戶對塑料制品物理性能、力學性能、熱性能、電性能等要求,在綜合評判的基礎(chǔ)上,選擇最佳的成型材料。這一部分由注塑材料選擇混合型專家系統(tǒng)來完成,其中選材網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)為9X39X18.澆口形式的確定和評價根據(jù)用戶對塑件形狀、型腔數(shù)量、澆口去除、澆口加工、塑件外觀影響等要求,確定合適的澆口形式,并判斷結(jié)果的合理性。這一部分由澆口選擇系統(tǒng)來完成。
模具型式的選擇根據(jù)塑件的形狀、模具澆口的形式、型腔數(shù)、注塑用材料的使用情況等要求,選擇合適的模具型式。
注塑機機型的確定和評價根據(jù)注塑機占用空間、操作是否方便、注射量、注射壓力、模具的鎖模力、模具高度等要求,確定合適的注塑機,并評價選擇結(jié)果的合理性。這一部分由注塑機選擇系統(tǒng)來完成。
模具結(jié)構(gòu)方案的評價評價方案設計的合理性,并對再設計提出建議。
由于篇幅所限本文省略了對各選擇系統(tǒng)的介紹。
國防科工委95重點預研(45.男,1971年生,博士;研究方向:并行工程。CADAAM.軟件工程;聯(lián)系人。
行注塑成型材料的選擇、注塑機的確定和評價、模架型式的選擇、澆口的確定和評價,最后進行產(chǎn)品的方案評價,提供總體的設計修改意見。
2.1初始型腔數(shù)的確定在結(jié)構(gòu)設計的初期,設計人員所具備的信息是不完備的,通常只有用戶對塑件的功能、交貨期要求和每副模具的訂貨量。在這里我們通過交貨期和經(jīng)驗值的方法,來確定型腔數(shù)的初始值。
根據(jù)模具設計的經(jīng)驗值,一般情況下,一副模具的塑件產(chǎn)量和模具的型腔數(shù)有著一定的對應關(guān)系,由可以得到模具的型腔數(shù)ni.通常模具在設計前就已經(jīng)給出塑件交貨的時間,一般可由下式確定模具的型腔數(shù)《2.此式基于每年具有6000工作小時3班制。
10―從訂貨到交貨所用的時間,月tM模具制造時間,月初始型腔數(shù)確定模型的實現(xiàn)是通過給定區(qū)間值的方法來完成的。我們確定的初始型腔數(shù)《0,應滿足《2<0<1.因為根據(jù)交貨期計算出來的《2是必須保證的硬指標,它關(guān)系到模具設計人員的信2結(jié)構(gòu)設計的實現(xiàn)過程和方案評價譽和經(jīng)濟效益。
2.2結(jié)構(gòu)方案評價的實現(xiàn)腠輸入輸出型腔數(shù)可制造性評價分析,因此作為總體評價階段的方案評價,就只進行型腔數(shù)的判定和修正。我們確定型腔數(shù)時,要保證在考慮模具質(zhì)量的情況下,綜合考慮注塑機的參數(shù)、塑料的塑化能力、生產(chǎn)量、交貨期的影響,以得到一個合理的結(jié)果。
(3)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案的判定和修正由前面得到的《0、《min、《max,我們就可以進行型腔數(shù)的判定和修正,其結(jié)果或直接輸出,或反饋到結(jié)構(gòu)設計過程的注塑成型材料選擇或確定澆口形式階段。其具體實現(xiàn)過程見。
在中首先判斷是否《0>,如果不成立=min,并將反饋信息反饋到澆口形式確定階段。
然后判斷是否《0
以上兩種情況除外,即時,則證明初始方案設計是合理的,不予修改輸出型腔數(shù)目。
最后需要說明的是型腔數(shù)目越多,其制造費用就越大,制造難度也越大,質(zhì)量很難保證;隨著型腔數(shù)增多,模具尺寸就越大,所需的大型注塑機的費用也越高;型腔數(shù)增多后,很難將各型腔的注射工藝參數(shù)同時調(diào)整到最佳值,無法保證各型腔塑件的收縮率均勻一致,對精度要求高的塑件,其互換性將受到嚴重影響。通常,若塑件精度要求很高,每副模具型腔數(shù)量不宜超過4腔,且必須采用平衡分布分流道的方式。對一般要求的塑件,不宜超過16腔。
3結(jié)束語本文提出的面向制造的注塑模具結(jié)構(gòu)設計,作為面向制造的注塑模具并行設計系統(tǒng)的一部分,已經(jīng)成功地完成。通過將制造知識引入設計的早期階段,使得最終設計的產(chǎn)品更加符合工藝性要求,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,降低了產(chǎn)品成本對提高注塑模具的設計、制造水平起到了積極的推動作用,有很好的實際應用價值。
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