基于特征的注塑模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中文翻譯pdf格式

1、 C.L. L I Computer-A ded Des gn 33 (2001) 1073-1090 1 基于特征的注塑模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) C.L. Li* 摘要： 目前注塑模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大部分工作集中在對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)地分析或優(yōu)化， 然而， 一個(gè)冷卻系統(tǒng)可以被分析或優(yōu)化,必須要形成最初設(shè)計(jì)。我們探索了一個(gè)新的設(shè)計(jì)合成的辦法去解決這個(gè)問(wèn)題。 具有形狀復(fù)雜的注塑件將被分解成簡(jiǎn)單的形狀特征。 具備單一特征的冷卻系統(tǒng)首先被捕獲， 然后經(jīng)

2、合并并形成一個(gè)整體的冷卻系統(tǒng)。 而將復(fù)雜的形狀分解成形狀特征則是特征識(shí)別的問(wèn)題。 因此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)用于冷卻系統(tǒng)特征識(shí)別的新算法， 經(jīng)這一算法生成的設(shè)計(jì)模型將用 C-Mold 軟件去分析以驗(yàn)證這一算法的可行性。 關(guān)鍵詞: 注塑模 設(shè)計(jì)自動(dòng)化 特征識(shí)別 注塑模冷卻系統(tǒng)的對(duì)注塑成型的生產(chǎn)率和注塑件的質(zhì)量起著關(guān)鍵作用， 冷卻階段在整個(gè)注塑生產(chǎn)周期的比重已超過(guò)三分之二， 因此， 有效冷卻將減少冷卻時(shí)間，提高總體生產(chǎn)率。均勻分布的冷卻可以

3、防止不同的收縮、內(nèi)應(yīng)力及脫模問(wèn)題，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。 在過(guò)去二十年里冷卻系統(tǒng)已被廣泛地研究[1-4]，Wang 等[5]總結(jié)了他們應(yīng)用 CAE 所做的關(guān)于注射成型的工作。這些努力使冷卻分析模塊得以集成于商業(yè) CAE 中如 C-Mold 和 MoldFlow。這些 CAE 方法預(yù)測(cè)了隨冷卻時(shí)間而變化的溫度分布，從而使模具的質(zhì)量和有效性在制造前就可以進(jìn)行評(píng)估 。最近的模具冷卻的研究方向是冷卻系統(tǒng)的最優(yōu)化[6-8]。只要給出冷卻系統(tǒng)布置的最初

4、設(shè)計(jì)， 客觀功能模塊就能通過(guò)計(jì)算求出溫度的均勻性和冷卻效率。 客觀功能模塊由一組與冷卻系統(tǒng)布置、 工藝條件相關(guān)的參數(shù)表示， 結(jié)合優(yōu)化算法與冷卻分析算法，最初設(shè)計(jì)就可以很好地轉(zhuǎn)化成最優(yōu)的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 但是， CAE 和優(yōu)化算法都必須先從設(shè)計(jì)師設(shè)想的初步設(shè)計(jì)開(kāi)始， 為實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)的完全自動(dòng)化設(shè)計(jì)、 必須解決如何生成初步設(shè)計(jì)這一問(wèn)題。于是本文提出基于特征的方法去解決這個(gè)問(wèn)題。1.1. 基本做法 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)通用準(zhǔn)則已被很好地確立， 簡(jiǎn)單規(guī)則

5、形狀的設(shè)計(jì)模型也可由文獻(xiàn)[9-11]而得。然而,直接應(yīng)用這些準(zhǔn)則和模型不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單就能做到。為處C.L. L I Computer-A ded Des gn 33 (2001) 1073-1090 3 Hui 和T an [15]開(kāi)發(fā)出一個(gè)啟發(fā)式搜索方法可以把位于一系列可行方向中的最佳分離方向搜索出來(lái)。 Chen 等[16]擬議用可視圖的方法確定擁有最小邊核心部分的方向。Weinstein [17]研究使用啟發(fā)式規(guī)則來(lái)選出最佳的分割線

6、位置和平行方向。模具性能分析基于外部和內(nèi)部凸凹模特征在Hui [18]的報(bào)告中提及。 其它的確定分割線和分割面的方法[19-21]也作出了說(shuō)明。最近，F(xiàn)u 等.[22]提出一種對(duì)凸凹模全面的分類(lèi)和識(shí)別的方法。 基于特征的方法也被用來(lái)確定澆注和頂出系統(tǒng)。 Irani 等 [23,24]在塑料模具設(shè)計(jì)中采用特征設(shè)計(jì)的方法。 初步的注塑配置從代表特征和從基礎(chǔ)知識(shí)獲取的設(shè)計(jì)規(guī)則中自動(dòng)確定。Wang 等[25]描述一個(gè)基于CAD系統(tǒng)特征優(yōu)化配置和

7、在頂出系統(tǒng)中選擇頂出裝置。對(duì)我們所知最好的是在冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中運(yùn)用特征技術(shù)，在現(xiàn)有文獻(xiàn)中沒(méi)有被提及。 事實(shí)上， 大多數(shù)的在特征識(shí)別的研究主要集中在加工應(yīng)用上。 加工特征識(shí)別技術(shù)大致可以分為三大類(lèi)：圖形法、容積法和推測(cè)法。圖形化方法許多研究者都進(jìn)行了研究。[26-30]，這些方法，特征識(shí)別被視為將結(jié)構(gòu)圖分解為多個(gè)對(duì)應(yīng)的特征，就是把一個(gè)圖表代表整個(gè)實(shí)體特征。容積法，為Woo所提倡[31]，堅(jiān)硬的物體首先被分解成一組中間物體， 然后經(jīng)合并并形成

8、可識(shí)別的加工特征。 推測(cè)法[32，33]，特別是對(duì)要被推測(cè)的特征來(lái)說(shuō)，首先要出現(xiàn)‘痕跡’。然后才能進(jìn)行有效的界線檢查。 推測(cè)法的關(guān)鍵主要在于是否能夠識(shí)別交叉特征。 需要更加全面的了解特征識(shí)別的讀者，可參考文獻(xiàn)[34-36]。 雖然最新的加工特征識(shí)別技術(shù)可以處理部分復(fù)雜的交叉特征， 但是用這個(gè)方法處理與塑料制品冷卻系統(tǒng)有關(guān)的形狀特征是不夠的。 在塑料制品中， 自由曲面是最常見(jiàn)的，因此自由曲面特征必須先被處理。此外，塑料部分形狀特征需要平滑

9、的混合到其它特征中， 因此應(yīng)該明確兩個(gè)不完全確定特征間的界線。 否則在以圖解為基礎(chǔ)的技術(shù)中這兩個(gè)特征將導(dǎo)致嚴(yán)重的問(wèn)題。 相鄰界面的二面角的大小是邊緣中凸/中央凹陷分類(lèi)的依據(jù)。在塑料部分二面角不需要定義（當(dāng)界線不明顯時(shí)）或者可以改變邊界時(shí)。容積法不適用于多面的模具，因此，適用于自由曲面部分。推測(cè)法依賴于痕跡，由平面、圓錐面和圓柱面組成。事實(shí)上很少有例外[38.39]，處理一般的混合物，現(xiàn)行的方法在加工特征識(shí)別上都受到2.5D加工特征限制。