泡沫滅火器噴嘴的注塑模具設(shè)計及成型工藝-抽芯塑料注射模含8張CAD圖帶開題

泡沫滅火器噴嘴的注塑模具設(shè)計及成型工藝-抽芯塑料注射模含8張CAD圖帶開題,泡沫滅火器,噴嘴,注塑,模具設(shè)計,成型,工藝,塑料,注射,cad,開題 外文資料翻譯 資料來源：知網(wǎng) 文章名：A CAD/CAE-integrated injection mold design system for plastic products 書刊名：《Mold Design》 作 者：Ivan Matin & Miodrag Hadzistevic &Janko Hodolic &Djordje Vukelic & Dejan Lukic 出版社：施普林格出版社，2012 章 節(jié)：3.5 The Element of Mold Design 頁 碼：P1~P7 文 章 譯 名： CAD\CAE集成注塑模具噴射系統(tǒng)——塑料制品  CAD/CAE集成注塑模具設(shè)計系統(tǒng) --塑料制品 Ivan Matin & Miodrag Hadzistevic & Janko Hodolic &Djordje Vukelic & Dejan Lukic 收到：2011年7月27日 接受：2012年1月10日 網(wǎng)上公布：2012年1月25日 施普林格出版社倫敦2012年有限公司 摘要模具設(shè)計是一個知識密集型的過程。本文介紹了一種面向知識的參數(shù)化方法，模塊化和基于特征的綜合計算機輔助設(shè)計/計算機輔助工程（CAD / CAE）系統(tǒng)模具設(shè)計。數(shù)值的CAx系統(tǒng)開發(fā)塑料注射成型模擬與模具設(shè)計，在產(chǎn)品開發(fā)過程中開辟了新的產(chǎn)品分析的可性，模具設(shè)計。數(shù)值模擬CAD/CAE 1.引言 注塑成型工藝是制作塑料最常見的成型工藝。一般來說，塑料注塑設(shè)計，包括塑料制品設(shè)計、模具設(shè)計、注塑成型工藝的設(shè)計，這些都有成型產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。這是一個涉及許多需要設(shè)計參數(shù)的過程。計算機輔助注塑成型模具設(shè)計一直是世界范圍內(nèi)眾多作者關(guān)注的焦點。不同的作者開發(fā)了程序系統(tǒng)，幫助工程師設(shè)計注塑成型的零件、模具和選擇參數(shù)。在過去的十年中，許多作者已經(jīng)開發(fā)了計算機輔助設(shè)計/計算機輔助工程（CAD / CAE）模具設(shè)計系統(tǒng)。Jong等人開發(fā)了一個基于web的模具cad并行集成設(shè)計系統(tǒng)。開發(fā)的注塑模具初始設(shè)計標(biāo)準化的一個應(yīng)用。該系統(tǒng)使模具標(biāo)準模架的選擇和管理板，但不提供模具和注塑成型的計算。作者提出了一種方法論的標(biāo)準化塑料注塑模具型腔布局設(shè)計系統(tǒng)，只使用標(biāo)準型腔布局。當(dāng)使用標(biāo)準布局時，它們的布局配置可以很容易地存儲在數(shù)據(jù)庫中。林等人描述了一種基于功能特征的三維拉延模具結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)。此外，它也適用于指定的功能特性靈活之前完成設(shè)計的模具主要零件的實體模型。該設(shè)計系統(tǒng)包括模具部件選型和計算模塊，它采用PRO/E模塊和Pro/E軟件，由模具選型、修改和設(shè)計模塊組成。鄧等人分析了CAD/CAE集成的發(fā)展。分析了注射成型數(shù)值模擬與模具設(shè)計cad與CAE系統(tǒng)集成的系統(tǒng)和問題。作者提出了一個由多個CAD/CAE特征組成的特征本體。該特征不僅體現(xiàn)了塑件的幾何信息，而且設(shè)計了意圖面向分析。部分功能包含產(chǎn)品總體信息的塑料部分，壁特征、發(fā)展特征（如倒角、肋骨、老板、孔等），處理的特點，包含分析相關(guān)的設(shè)計信息和暗墻/發(fā)育特征。墻的發(fā)展特點是所謂的“零件特征”Godec等人。開發(fā)了用于模具設(shè)計和注射成型參數(shù)計算的CAE系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于形態(tài)學(xué)矩陣和決策圖。這個系統(tǒng)用于熱，流變學(xué)和力學(xué)計算，材料庫的管理，但沒有提供商業(yè)CAX軟件集成。黃等人開發(fā)了一種用于注塑模架設(shè)計系統(tǒng)。他們使用的數(shù)據(jù)庫是基于特征的參數(shù)化導(dǎo)向，用Pro/E建模數(shù)據(jù)庫組件的系統(tǒng)。香港等人開發(fā)了一個參數(shù)化的三維塑料注射模具設(shè)計系統(tǒng)與SolidWorks集成。其他知識系統(tǒng)，如IMOLD，esmold，ikmould，和ikbmould，已經(jīng)開發(fā)了注塑模具的設(shè)計。該分模設(shè)計為四個主要步驟；分型面設(shè)計、形象設(shè)計、流道系統(tǒng)設(shè)計和模架設(shè)計。該軟件采用基于知識的CAD系統(tǒng)提供交互環(huán)境，輔助設(shè)計者快速完成模具設(shè)計，促進模具設(shè)計過程的規(guī)范化。ikb-mould應(yīng)用包括數(shù)據(jù)庫和模具制造知識庫。婁等人開發(fā)了基于知識庫的模具基礎(chǔ)設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有印模計算、尺寸計算、模板數(shù)量計算和注塑機選型等模塊。該系統(tǒng)采用Pro/E模架庫。本文介紹了KBS及其關(guān)鍵技術(shù)，如產(chǎn)品建模、框架規(guī)則方法、CBS和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已被反向傳播訓(xùn)練。該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用長度、寬度、高度和模件數(shù)量作為輸入，輸出九個參數(shù)（長度、寬度和高度、上下設(shè)置、?；鶄?cè)厚度、芯的底部厚度和空腔板）作為輸出。莫等人。開發(fā)了一種面向注塑模具的智能協(xié)同知識庫系統(tǒng)。Mok開發(fā)了一個有效的重用和檢索系統(tǒng)，它可以使用簡單的圖形用戶界面注冊建模的標(biāo)準部件，盡管設(shè)計者可能不知道數(shù)據(jù)庫注冊。模具設(shè)計系統(tǒng)的開發(fā)，使用一個開放的API和商業(yè)CAD /計算機輔助制造（CAM）／CAE解決方案。該系統(tǒng)適用于規(guī)范模架和模具配件現(xiàn)代重工業(yè)。該系統(tǒng)采用了設(shè)計編輯的方法，利用特征實現(xiàn)了主模型，開發(fā)的系統(tǒng)提供了一種方法，使設(shè)計者可以將主模型定義為三維CAD的功能，作為標(biāo)準件，即使不認識數(shù)據(jù)庫的規(guī)則，也能有效地重用標(biāo)準零件。 Todic等人開發(fā)注塑模具自動化工藝規(guī)劃軟件解決方案。該CAD／CAM系統(tǒng)不提供注塑工藝參數(shù)的CAE計算和模具設(shè)計。Maican用CAE的機械，熱，和流變計算。他們分析了物理，機械和熱性能的塑料機械，熱學(xué)和流變學(xué)計算。他們分析了物理，塑性材料的力學(xué)性能和熱性能，定義了加載件的臨界參數(shù)。Nardinet試圖開發(fā)的系統(tǒng)將滿足所有的需要的注塑模具的部分––技術(shù)系統(tǒng)的選擇。仿真結(jié)果由幾何和制造數(shù)據(jù)組成。在仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上，零件設(shè)計者可以優(yōu)化零件幾何形狀，而模具設(shè)計者可以優(yōu)化模具的運行和冷卻系統(tǒng)。作者開發(fā)了一個程序，幫助注塑機的程序員將模擬數(shù)據(jù)直接傳送到機器上。周某等人提出了基于數(shù)值虛擬注射成型系統(tǒng).馬等人。面向?qū)ο蟮淖⑺苣ＴO(shè)計標(biāo)準組件庫的開發(fā)。這是一個面向?qū)ο?，定義機械零件的庫模型參數(shù)。他們開發(fā)了一個面向?qū)ο蟮哪＞呓M件庫模型，用于合并不同的幾何拓撲和非幾何信息。多年來，許多研究人員試圖自動化整個j的ADV制造技術(shù)（2012）63:595–607 597模具設(shè)計過程中利用各種知識工程（KBE）的方法，如基于規(guī)則推理（RBR），和案例庫（CBR）和參數(shù)化設(shè)計模板（PDT）。Chan在al.developd三維CAD知識basedassisted注塑模具設(shè)計系統(tǒng)（IKB模具）。在他們的的研究，由經(jīng)驗豐富的模具設(shè)計師和手冊通過各種傳統(tǒng)的知識獲取過程，得到了模具設(shè)計的設(shè)計規(guī)則和專家知識，傳統(tǒng)知識的方法，如RBR，CBR，和簡單的光動力療法已成功地應(yīng)用于模具型腔和流道布局。 葉等人提出了基于特征和面向?qū)ο蟮姆謱颖硎炯昂喕枎缀畏椒ㄗ詣踊＞哐b配建模。前面提到的各種系統(tǒng)分析表明作者用不同的方式來減少模具配置解決模具設(shè)計問題（選擇）。他們使用CAD/CAE集成來建立模架選擇的精確規(guī)則。注塑成型參數(shù)確定的數(shù)值模擬。還開發(fā)了用于模具和注塑成型工藝計算的原始CAE模塊。然而，所有前面提到的系統(tǒng)的共同點是缺乏模具和注塑參數(shù)的計算模塊，這將允許與數(shù)值模擬的結(jié)果相結(jié)合。由此得出結(jié)論，需要建立一個軟件系統(tǒng)，將注塑參數(shù)與數(shù)值結(jié)果結(jié)合起來，注塑成型模擬、模具計算及選擇。所有這些都將集成到CAD/CAE集成注塑模具設(shè)計系統(tǒng)中。 2.集成CAD/CAE系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 眾所周知，各種計算方法支持不同的作者使用模具設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計自動化技術(shù)如KBE（RBR，CBR，PDT）或設(shè)計的優(yōu)化技術(shù)，如傳統(tǒng)的（NLP，LP，BB，GBA，IR，HR）或啟發(fā)式搜索（TS，如沙縣、GA）等特殊技術(shù)如（SPA，AR，ED）。 所開發(fā)的交互式軟件系統(tǒng)可以實現(xiàn)：零件的三維建模、零件設(shè)計和仿真模型設(shè)計的分析、注塑成型的數(shù)值模擬以及模具設(shè)計與所需的計算。 關(guān)于成型和模具設(shè)計與所需的計算。 該系統(tǒng)由四個基本模塊組成： l 零件cad建模模塊 l 注射成型數(shù)值模擬模塊過程 l 對注塑模具的設(shè)計計算和選型參數(shù)計算模塊 l 與模具建模模塊（型腔和型芯的設(shè)計和設(shè)計的所有剩余的模具部件） 塑料制品集成注塑模具設(shè)計系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)見Fig1. 2.1模塊的CAD建模（模塊一） 該零件的CAD建模模塊是第一部分。 集成CAD/CAE系統(tǒng)中的模塊。這模塊用于生成塑料制品的cad模型和相應(yīng)的仿真模型。該模塊的結(jié)果是塑料零件的實體模型，具有所有必要的幾何和精密規(guī)格。精密規(guī)格有：項目名稱、編號、特征id、特征名稱、基準點位置、模擬退火碼數(shù)、行業(yè)材料名稱、材質(zhì)等級、零件公差、機器規(guī)格（名稱、夾緊力、最大壓力、工件尺寸）和空腔數(shù)。如果指定了幾何和精度規(guī)范（給定的）與產(chǎn)品模型，相同的被用作下一個模塊的輸入，而這個模塊只用于生成仿真模型。 2.2注射成型數(shù)值模擬的模塊成型工藝（模塊二） 模塊二用于噴射的數(shù)值模擬成型工藝。用戶實現(xiàn)了迭代過程仿真確定成型參數(shù)注塑仿真模型規(guī)范。該模塊的結(jié)構(gòu)如圖2所示。 產(chǎn)品模型是進口的，聚合物是從塑料材料數(shù)據(jù)庫中選擇用戶選擇門控子系統(tǒng)的最佳位置。數(shù)據(jù)庫包含塑料材料的流變學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能。用戶定義注塑成型的參數(shù)和選擇門控子系統(tǒng)的位置。進一步分析了塑性流動、填充時間、噴射壓力、壓降、流動前沿溫度、焊縫線的存在、空氣疏水閥的存在、冷卻質(zhì)量等。 該模塊提供了四種不同類型的模具流動分析，每個分析的目的是解決具體問題： 部分分析這一分析被用來測試已知的澆口位置、材料和零件幾何形狀，以驗證零件是否具有可接受的加工條件。 l 門分析，這種分析測試多個門位置，并比較分析輸出，以確定最佳澆口位置。 l 水槽標(biāo)記分析：檢測水槽的位置和深度，解決化妝品問題。前模是建立消除質(zhì)量糾紛的腐朽和客戶可能會出現(xiàn)。 最重要的參數(shù)如下：[ 22 ] 部分厚度 流動長度 半徑和草稿 厚度的過渡 部分材料 門的位置 門數(shù) 模具溫度 熔體溫度 注射壓力 最大注塑機壓力 除了前面提到的參數(shù)注射成型，模塊顯示以下結(jié)果：焊接線的位置，氣泡分布，注射成型壓力分布、剪切應(yīng)力的分布，對仿真模型的表面溫該模塊輸出結(jié)果的一部分是下一模塊的輸入數(shù)據(jù)。這些輸出結(jié)果：材料等級及材料供應(yīng)商，在流動方向上的彈性模量，彈性模量橫向噴射壓力，噴射溫度、模具溫度、熔化溫度、熔化溫度最高的熱塑性，在液體和固體的熱塑性塑料的密度，和注塑機的最大壓力密度分布，模擬模型的填充質(zhì)量，從冷卻的觀點來看，仿真模型的質(zhì)量及注射時間成型.迭代SA程序?qū)嵤┻^程中，用戶定義的成型性及仿真模型的注射成型參數(shù)。在模擬模型的區(qū)域中，所有的結(jié)果用不同的顏色表示。 2.3參數(shù)注入計算模塊成型與模具設(shè)計計算與選擇（模塊三） 此模塊用于分析計算、模具尺寸及其選擇。用于確定芯模和凹模模板尺寸的兩種形式如圖3所示。 基于仿真模型的維度和夾緊力（圖3）用戶選擇模具材料和系統(tǒng)計算芯和腔板的寬度和長度。 模具腔與冷卻通道之間的壁厚可以用以下三個標(biāo)準來計算：容許剪切應(yīng)力準則應(yīng)力判據(jù)和允許角等溫線的判據(jù)如圖4所示。系統(tǒng)采用最大值比較上述標(biāo)準計算的壁厚值。 基于仿真模型的幾何模型，用戶選擇形狀和模具類型。用于選擇模具形狀、類型和子系統(tǒng)的形式如圖5所示。一旦完成這些步驟，用戶就可以實現(xiàn)模具規(guī)格的熱、流變和機械計算。圖6顯示了機械模具計算的幾種形式之一。圖7顯示了機械計算算法的部分。 Fmax最大彎曲型腔板 fdop允許腔板位移 ε彈性變形 收縮因子α極小極小值 型腔板彈性模量的EK G剪切模量 腔壁與水線間的壁厚測量 DKT冷卻通道直徑 經(jīng)過熱，流變和機械計算，用戶選擇模具板從模具基地。標(biāo)準模具板的選型圖如圖8所示。 系統(tǒng)計算立管、固定模板和可動模板厚度的值（圖8）。根據(jù)計算的尺寸，系統(tǒng)自動采用第一個主要標(biāo)準值的上升厚度。交互式系統(tǒng)推薦所需的模板。模塊從數(shù)據(jù)庫加載尺寸并生成板的實體模型。板材選擇后，自動標(biāo)注板材，分配材料板，根據(jù)需要生成三維模型和二維技術(shù)圖。模具組件的尺寸（例如，固定板）以模板板模式生成的形式示出，如圖9所示。 該系統(tǒng)加載從模具基地所需的板尺寸。這樣，就可以裝入構(gòu)成模具組件的任何其他必要的標(biāo)準模板。由實例板組成的組件模具模型如圖10所示。 然后加載子系統(tǒng)的其他組件如圖5所示。選擇其他部件的子系統(tǒng)包括螺栓和墊圈。方法選擇組件是基于產(chǎn)生式規(guī)則的作者和公司的“配件”。 2.4模具建模模塊（核心和腔體設(shè)計和設(shè)計所有剩余模具組件；模塊四） 這個模塊是用于模具的CAD建模（型芯、型腔設(shè)計）。這個模塊使用額外的軟件工具自動創(chuàng)建型芯和型腔仿真（參考）包括塑料材料和自動分模體積的固定和可移動板收縮因子模型。該模塊的結(jié)構(gòu)如圖11所示。 這個模塊的額外功能包括軟件工具： l 應(yīng)用對應(yīng)于設(shè)計塑料部分、幾何形狀和成型條件的收縮，在數(shù)值模擬中計算模塊。 l 非標(biāo)板及模具零件概念cad模型 l 設(shè)計印象，插入，砂芯，滑塊和其他部件，定義成型零件的形狀。 l 標(biāo)準部件如新型模架由dm-e模架和企業(yè)使用該系統(tǒng)，模具基地填充模具的裝配，和CAD建模的頂針，螺絲，和其他組件創(chuàng)建相應(yīng)的通孔 l 創(chuàng)建流道和水線，其尺寸為計算模塊中參數(shù)的計算注塑成型及模具設(shè)計計算選擇 l 檢查開模時零件的干涉，并檢查模具表面。 應(yīng)用尺寸和選擇模具組件后，用戶加載固定（核心）和活動（腔）板的三維模型。幾何模具規(guī)格，在前一個模塊中計算，自動集成到這個模塊中，允許它生成最終模具裝配。這個模塊的輸出接收組裝的完整模具模型，如圖15所示。這個模塊允許對不包含在模架中的非標(biāo)準的和標(biāo)準的模具部件進行建模。 3案例研究 在前面的章節(jié)中，給出了塑料制品CAD/CAE集成注塑模具設(shè)計系統(tǒng)的完整理論框架。為了完成這一審查，該系統(tǒng)在一個真實的案例研究中進行了全面的測試。該系統(tǒng)在類似塑料零件的幾個例子上進行了測試?；贑AD／CAE集成設(shè)計系統(tǒng)模型的總體結(jié)構(gòu)，如圖1所示。 作者通過具體實例對系統(tǒng)進行了測試。用于驗證塑料件試驗?zāi)Ｐ偷睦又蝗鐖D12所示。 對注射成型過程的數(shù)值模擬模塊定義了澆注系統(tǒng)的最佳位置。深藍色區(qū)域表示設(shè)置門控子系統(tǒng)的最佳位置，如圖13所示。 基于尺寸、形狀、案例研究的產(chǎn)品材料（圖11），優(yōu)化澆注系統(tǒng)位置（圖13），和注射成型工藝參數(shù)（表1），如圖14所示的仿真模型的生成。 定義仿真模型門的規(guī)則之一 數(shù)值模擬： 如果（隧道，塑料材料，質(zhì)量） 然后預(yù)測尺寸（上隧道，長度，直徑，半徑，角度diameter1，，等） 第三模塊中使用的模塊II輸出結(jié)果的一部分如表1所示。 在模塊III中，系統(tǒng)計算夾緊力27.9千牛（圖3），冷卻通道直徑dkt06毫米，冷卻通道長度lkt090毫米（圖4）。給定仿真模型的形狀和尺寸，選擇了具有正常性能的模具的方形形狀，如圖5所示。選擇模具的裝配標(biāo)準系列：1616、長度及模房156×156毫米的寬度，如圖8所示。在圖8所示的計算部分中，模具設(shè)計系統(tǒng)面板推薦下列模板： l 夾板n03-1616-20 l 下夾板n04-1616-20 l 固定模板（芯板）n10a-1616-36 l 活動板（型腔板）n10b-1616-36 l 支撐板n20-1616-26 l 立管n30-1616-46 l 頂針固定板n40-1616-10 l 推板n50-1616-12 在完成固定和移動模板從立場CAD型腔和型芯板，模擬冷卻通道，其次是其他模具標(biāo)準件如道布什，手動選擇定位環(huán)、導(dǎo)銷、導(dǎo)布什，領(lǐng)先的導(dǎo)套、隔離板、螺釘（M4×10，M10×100，M10×30，M6×16，M10×30，等）和非標(biāo)準模具零件的建模（如果有）頂針，頂針孔，插入等一個完整的圖15顯示了具有仿真模型的模具裝配模型。 4結(jié)論 本研究的目的是開發(fā)一個基于Pro/E系統(tǒng)的模具設(shè)計CAD/CAE集成系統(tǒng)，并使用專門設(shè)計開發(fā)的模塊進行模具設(shè)計。本文介紹了同一模具零件多腔模具的軟件解決方案，即所謂的單品模具。該系統(tǒng)致力于為長度和寬度都大于產(chǎn)品的產(chǎn)品設(shè)計普通模具。高度，即，該系統(tǒng)是定制的模具制造商的特殊要求。所提出的系統(tǒng)允許完全控制CAD / CAE功能參數(shù)，使方便快速的模具改造。所描述的CAD/CAE模塊是基于特征的、參數(shù)化的、基于實體模型和面向?qū)ο蟮?。注塑成型?shù)值模擬模塊可以確定注射成型參數(shù)的選擇。該模塊計算參數(shù)的注塑成型工藝及模具設(shè)計計算和選型設(shè)計圖15模型與測試仿真模型606 j的ADV制造技術(shù)模具組件提高了（2012）63:595–607的速度，降低了模具的設(shè)計錯誤，并提供了幾何精度和完整的模具設(shè)計所需的信息。該系統(tǒng)的知識庫可以由模具設(shè)計者通過交互模塊訪問，使自己的智能和經(jīng)驗也能融入到整個模具設(shè)計中。該零件的研制證實了所開發(fā)的CAD/CAE系統(tǒng)提供了正確的結(jié)果，證明是一個可靠的軟件工具。 未來的研究將針對三個主要目標(biāo)。一是開發(fā)家庭模具設(shè)計自動化系統(tǒng)。另一個研究方向是與技術(shù)學(xué)院開發(fā)的注塑模具制造的CAPP系統(tǒng)相集成。最后，根據(jù)這一領(lǐng)域的當(dāng)前趨勢，使用Web技術(shù)和黑板結(jié)構(gòu)的協(xié)作系統(tǒng)應(yīng)該是設(shè)計和實施。