外文翻译--针对塑料注塑模具的参数控制的型腔布局设计系统中文版.doc

针对塑料注塑模具的参数控制的型腔布局设计系统 M. L. H. Low and K. S. Lee 新加坡国立大学机械工程系 现今，塑料产品的市场进入期正在缩短，因此可利用的制造注塑模具的周期正在减少。在模具设计阶段有节省时间的潜在性，因为针对所有模具设计的重复设计过程可以被标准化，本文展示了一种通过利用一种标准化模板控制几何参数，针对塑料注塑模具型腔布局设计的方法。型腔布局设计的标准化模板由那些可能的布局的形状组成。布局设计的每一种开头都有它自己的所有几何参数的布局设计表，这种标准化模板被预先定义在模具配件设计的布局设计水平。这样确保了所需要的形状可被很快地装到模具配件设计中，而不需要重新设计布局，这使得在模具制造之前的产品设计者和模具设计者之间的学术讨论十分有用。在讨论过程中可以立即对3D型腔布局设计做出改变，因此节省了时间和避免了错误交流。这种针对型腔布局设计的标准化模板可以被任何模具生产公司按它自己的标准轻易地按照指定规格制造。 关键词：型腔布局设计；几何参数；模具配件；塑料注塑模具设计；标准化模板 1、引言 塑料注塑成型是大量生产具有较好强度的塑料部件的普遍方法。塑料注塑成形有两个必要元素，它们就是注塑机和注塑模具。注塑机上有喷嘴头提供将融化的塑料从注射机注入模具的型腔，模具中的压力将喷入的熔融塑料成型为塑料件。注射模是形成塑料零件最终形状和空间细节的工具。现在，随着塑料零件进入市场的时间越来越短，在短时间内生产注塑模具是十分必要的。 电脑技术已经运用到注塑模具设计及其相关领域中。基于理论知识的系统（KBS）例如（MOLI），IKMOULD，ESMOLI），台湾国立成功大学的KISS,DREXEL大学的KBS等等都是为注塑模型设计而开发的。例如HyperQ/Plastic,CIMP,PIT等是使用基于理论知识的方法开发出来用于塑料材料选择的系统。 据观察，虽然模具制造工业使用3D CAD软件进行模具设计，但很多时间被浪费在每个工序相同的设计过程中，如果重复的设计过程能被标准化来避免走弯路，在模具设计阶段将会有很大的潜力去节省时间。一个组织得很好的等级设计树在模具装配方面是个重要的因素。但是在型腔布局设计中很少有工作涉及到其参数的控制；因此这个领域是我们关注的焦点。虽然有很多型腔布局设计的方法，但是模具设计者趋向于使用传统的方法，因此有必要在型腔布局设计水平应用标准化。 这篇文章介绍了通过控制以标准模板为基础的参数来设计塑料注塑模具型腔布局的一种方法学。首先，一个组织较好模具组装分解设计树必需被建立。之后，型腔布局结构的类型要区分开哪是标准结构，哪是非标准结构。标准结构要在结构数据库中被列出，每一个结构都有自己的布局设计图来控制其几何参数。这些标准模板在模具组装设计的布局设计阶段被提前定义。 注塑模具的型腔布局设计 注塑模具是将融熔的塑料转换成一个塑料零件最终形状和空间细节的工具。因此，一个模具包含最终零件倒转的形状，大部分的模具被分为两层，凹模和凸模，在特定的模具制造工业中，凹模就是型腔，凸模是核心，图1展示了凹模和凸模，熔化的塑料被注入型腔中去填充它，熔化塑料凝固后便形成零件，图2展示了一个简单的两板模具组件。 2.1单型腔模具与多型腔模具的不同 填充熔化塑料的印模也被称为型腔，型腔的布置也被称为型腔布局。当一个模具包含超过一个的型腔时，它被称为多型腔模具，图3（A）与3（B）展示的是单型腔模具和多型腔模具。 单型腔模具通常为电视机外壳这些相对较大的零件设计。对于像手机外壳和齿轮这些较小的零件，总是更经济的设计成多型腔模具以便于更多的零件在每个模具周期中能被生产出来，客户通常根据平衡在工具上的投资和成本来决定型腔的数目。 2.2多型腔布局 能同时生产不同产品的模具被称为多型腔模具，但是并不将模具设计成不同的型腔，因为型腔可能不会同时被相同温度熔融的塑料所注满。 在另一方面，在模具周期中生产相同产品的多型腔模具有平衡布局和非平衡布局两种形式。平衡布局是指那些型腔在相同的时间内，在相同的熔化条件下，能被完全填满。模具缺损在非平衡布局条件下可能发生。但这能通过改变浇道的长度和浇道口克服（浇道是熔化金属从浇口进入型腔的通道），因为没有有效的方法，非平衡布局应尽可能的避免，图4展示了由于不平衡布局所造成的模具缺损。 平衡布局能被进一步分成两类：线型和环型。平衡线型布局能够容纳2、4、6、8、16、32……内腔，遵循2的N次方系列。平衡线型布局具有3、4、5、6或更多的型腔，但是由于空间限制，能够在平衡线型布局上容纳的型腔数目也是有限的，图5展示了以上提到的多型腔布局。 3、设计方法 这部分给出了应用于注塑模具的参数控制型腔布局设计系统的概要设计方法。有效的模具设计方法需要将各种组件和构件组成合理层次的设计树，图6展示了第