游戲機(jī)手柄注塑模具成型部件數(shù)控加工編程
游戲機(jī)手柄注塑模具成型部件數(shù)控加工編程,游戲機(jī),手柄,注塑,模具,成型,部件,數(shù)控,加工,編程
本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告
論
學(xué)專
文
題
目:
院: 業(yè):
游戲機(jī)手柄注塑模具成型部件數(shù)控加工編程
機(jī)械工程學(xué)院
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班
學(xué)
生
姓
級(jí):
名:
指導(dǎo)教師(職稱):
年 12 月 20 日
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告要求
開題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié),又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文
(設(shè)計(jì))的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化,特制定本要求。一、選題依據(jù)
1. 論文(設(shè)計(jì))題目及研究領(lǐng)域;
2. 論文(設(shè)計(jì))工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值;
3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢。二、論文(設(shè)計(jì))研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題;
2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路);
3. 本論文(設(shè)計(jì))預(yù)期取得的成果。三、論文(設(shè)計(jì))工作安排
1. 擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù));
2. 論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度計(jì)劃。四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述
學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料,并在此基礎(chǔ)上通過分析、研究、綜合,形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開題報(bào)告的一部分附在后面,要求思路清晰,文理通順, 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。
五、其他要求
1. 開題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))工作開始后的前四周內(nèi)完成;
2. 開題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過;
3. 開題報(bào)告不合格或沒有做開題報(bào)告的學(xué)生,須重做或補(bǔ)做合格后,方能繼續(xù)論文(設(shè)計(jì))工作,否則不允許參加答辯;
4. 開題報(bào)告通過后,原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師;
5. 開題報(bào)告的內(nèi)容,要求打印并裝訂成冊(部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上,但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。
一、選題依據(jù)
1. 論文(設(shè)計(jì))題目
游戲機(jī)手柄注塑模具成型部件數(shù)控加工編程
2. 研究領(lǐng)域
模具制造、數(shù)控加工
3. 論文(設(shè)計(jì))工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值
理論意義:在模具制造行業(yè)應(yīng)用數(shù)控技術(shù),解決加工制造的難題,克服人為因素
(經(jīng)驗(yàn))的影響。通過開展相關(guān)的題目作為畢業(yè)設(shè)計(jì),將有利于學(xué)生綜合利用機(jī)制類的專業(yè)知識(shí),提高分析解決問題的能力,加強(qiáng)應(yīng)用環(huán)節(jié)的動(dòng)手能力。
應(yīng)用價(jià)值:如今電腦游戲市場繁榮而穩(wěn)定,帶動(dòng)游戲周邊產(chǎn)品的消費(fèi),游戲機(jī)手柄應(yīng)運(yùn)而生,游戲機(jī)手柄技術(shù)日漸成熟,種類和功能日趨豐富,不同愛好的人都能找到合適的選擇,游戲機(jī)手柄的潛在購買者也在不斷增多。而隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展, 社會(huì)對(duì)產(chǎn)品多樣化的要求日益強(qiáng)烈,產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越快,多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加,復(fù)雜形狀的零件越來越多,精度要求也越來越高。另外,激烈的市場競爭要求產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來越短,傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法已難于適應(yīng)這種多樣化與復(fù)雜形狀零件的高效、高質(zhì)量加工要求。因此,近幾十年來,能有效解決復(fù)雜、精密、小批多變零件加工問題的數(shù)控加工技術(shù)得到了迅速發(fā)展和廣泛運(yùn)用,使制造技術(shù)發(fā)生了根本性的變化。數(shù)控加工技術(shù)涉及數(shù)控機(jī)床加工工藝和數(shù)控編程技術(shù)兩方面,高效、高速和高精度是數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的目標(biāo),零件加工的程序的編制是實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的重要環(huán)節(jié),數(shù)控編程所追求的目標(biāo)是如何更有效地獲得滿足各種零件加工要求的高質(zhì)量數(shù)控加工程序,以便充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的性能,獲得更高的加工效率和質(zhì)量?;谧⑺苣>吲c數(shù)控加工的發(fā)展與結(jié)合,以及市場的需要,開展了本次關(guān)于“游戲機(jī)手柄注塑模具成型部件數(shù)控加工編程”的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題,在滿足于市場需求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控加工技術(shù)更上一個(gè)臺(tái)階,對(duì)于它的發(fā)展前景也是非常廣闊的。
4. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢
游戲手柄是一種常見電子游戲機(jī)的部件,通過操縱其按鈕等,實(shí)現(xiàn)對(duì)游戲虛擬角色的控制。游戲手柄的標(biāo)準(zhǔn)配置是由任天堂確立及實(shí)現(xiàn)的,它包括:十字鍵(方向), ABXY 鍵(動(dòng)作-亦有硬件生產(chǎn)商使用不同的方法標(biāo)記,但排列分布大體相同),選擇及暫停鍵(菜單),這三種控制鍵。隨著游戲設(shè)備硬件的升級(jí)換代,現(xiàn)代游戲手柄又增加了類比搖桿(方向及視角),扳機(jī)鍵以及 HOME 菜單鍵等。
在 1984 年之后手柄的功能開始日益完善,在 1999 年游戲機(jī)手柄加入了力回饋和震動(dòng)等效果,而為了配合電腦的使用,手柄也開始配備了 USB 接口,發(fā)展至今,手柄已經(jīng)能夠給玩家?guī)硎纸咏鎸?shí)的游戲感受了,大部分的手柄設(shè)計(jì),左邊是方向鍵,右邊是動(dòng)作鍵。在 FC 游戲機(jī)發(fā)行的電子游戲第三世代里,手柄取代了搖桿、paddle 及 keypad 成為系統(tǒng)所包括的默認(rèn)游戲操縱器。
由于游戲機(jī)手柄的風(fēng)靡和廣受青少年以及大多數(shù)人的喜愛,促進(jìn)了游戲機(jī)手柄模具在模具數(shù)控加工領(lǐng)域的快速發(fā)展,隨著高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)改造傳統(tǒng)模具的加工模式不斷推廣和深入,數(shù)字化加工已成為模具加工的發(fā)展方向,同時(shí),多功能復(fù)合加工能有效提高模具加工效率,這也受到模具制造商的關(guān)注。就目前而言,我國模具加工行業(yè)的狀況較好,但與發(fā)達(dá)國家相比,仍有很大的差距,模具制造水平檔次較低, 我國企業(yè)所擁有的數(shù)控設(shè)備比例較低,為了加快趕上發(fā)達(dá)國家,已經(jīng)在模具工業(yè)較發(fā)達(dá)的廣東、浙江地區(qū)的部分大型模具加工企業(yè)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)升級(jí)和技術(shù)改造。
從 20 世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來,數(shù)控設(shè)備給機(jī)械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn):加工柔性好,加工精度高,生產(chǎn)率高,減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件,有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。數(shù)控設(shè)備是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品,適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求 100%檢驗(yàn)的零件。數(shù)控設(shè)備的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。
而數(shù)控技術(shù)是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測及精密機(jī)械等高技術(shù)的產(chǎn)物, 隨著它們的發(fā)展而得到飛速發(fā)展。數(shù)控技術(shù)極大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助制造、柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、虛擬制造系統(tǒng)和敏捷制造的發(fā)展,將朝著高速化、高精度化、多功能化、系統(tǒng)化與高可靠性等方向發(fā)展。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和先進(jìn)技術(shù)的提高,在當(dāng)今的制造業(yè)的各個(gè)企業(yè)中,不僅僅只是需要生產(chǎn)出質(zhì)量合格的零件,而是對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝提出了更高的要求以便提高加工效率生產(chǎn)出既經(jīng)濟(jì)又合格的零件,以謀求最大的利益。
目前,數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革,由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上,數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化;在智能化基礎(chǔ)上,綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù), 數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù),實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理;在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上,CAD/CAM 與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體,機(jī)床聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,其對(duì)國計(jì)民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術(shù)將朝著高精度、高速度、高效能,復(fù)合化、智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢,這將會(huì)引領(lǐng)數(shù)控加工及其相關(guān)行業(yè)進(jìn)入一個(gè)新的高度。
二、論文(設(shè)計(jì))研究的內(nèi)容
1. 重點(diǎn)解決的問題
(1)分析并制定該部件的數(shù)控加工工序,并完成其數(shù)控程序的編制;
(2)進(jìn)行程序的后處理配置,進(jìn)行數(shù)控加工的仿真并生成加工工單。
2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路)
(1) 注塑模具的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。
(2) 對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,繪制零件工程圖。
(3) 研究并制定該部件的數(shù)控加工工序。
(4) 模具零部件數(shù)控加工程序的編制。
(5) 用后處理器對(duì)數(shù)控加工程序的后處理。
(6) 數(shù)控加工后置配置,對(duì)數(shù)控加工程序仿真并生成工單。
3. 本論文(設(shè)計(jì))預(yù)期取得的成果
(1) 生成游戲機(jī)手柄模具零件的數(shù)控加工程序;
(2) 游戲機(jī)手柄模具零件數(shù)控程序的后處理與仿真;
(3) 游戲機(jī)手柄模具零件數(shù)控加工工單。
通過了解游戲機(jī)手柄的用途和作用,學(xué)習(xí)及查閱模具數(shù)控加工相關(guān)資料,完成游戲機(jī)手柄模具成型部件新的設(shè)計(jì)方案,對(duì)已有的產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化改造,可以為以后同類型機(jī)構(gòu)做參考。
三、論文(設(shè)計(jì))工作安排
1. 擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù));
(1) 利用 UG 的制圖模塊生成工程圖。
(2) 在數(shù)控加工模塊下,利用型腔銑對(duì)模具進(jìn)行粗加工和二次開粗。
(3) 利用深度輪廓加工方法對(duì)陡峭面進(jìn)行半精加工和精加工。
(4) 用固定軸輪廓銑對(duì)非陡峭面進(jìn)行半精加工和精加工。
(5) 平面銑和面銑對(duì)平面進(jìn)行粗加工,半精加工和精加工。
(6) 利用后處理器對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行后處理和仿真。
(7) 程序經(jīng)過驗(yàn)證后生成加工工單。
2. 論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度計(jì)劃
第 1 周 分析題目,查找文獻(xiàn),確定工作思路。第 2 周 完成相關(guān)外文論文翻譯。
第 3 周 分析歸納有關(guān)文獻(xiàn),確定論文數(shù)控加工方案,撰寫開題報(bào)告。第 4 周 進(jìn)行開題報(bào)告答辯。
第 5 周 分析模具結(jié)構(gòu),繪制零件工程圖。第 6 周 制定該模具數(shù)控加工工序。
第 7 周 模具零部件數(shù)控加工編程。(中期檢查) 第 8 周 模具零部件數(shù)控加工編程。
第 9 周 模具零部件數(shù)控加工編程。第 10 周 數(shù)控加工程序的后處理。第 11 周 數(shù)控加工后置配置與仿真。
第 12 周 對(duì)數(shù)控加工程序仿真并生成工單。第 13 周 轉(zhuǎn)寫畢業(yè)論文(說明書)初稿。第 14 周 畢業(yè)論文(說明書)修改。
第 15 周 完成畢業(yè)論文論文(說明書)終稿。第 16 周 提交論文、準(zhǔn)備答辯。
四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
[1] 趙軍,艾興,Tan Cher Hwee. 操縱桿注塑模的數(shù)控加工[J].模具技術(shù),2003, 04:58-60.
[2] 王莉鋒,張偉.基于 UG 的鼠標(biāo)上蓋注塑模設(shè)計(jì)與數(shù)控加工[J].機(jī)械工程師,20 10,03:70-71.
[3] 蘇君,趙巖,劉保軍,徐樹清.基于 UG 電話上蓋注塑模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工[J].中國制造業(yè)信息化,2012,08:83-90.
[4] 葉國英,陳玉文.基于 UG 連接桿模具型腔電極設(shè)計(jì)與數(shù)控加工[J].模具制造, 2013,01:83-85.
[5] 魏妍麗.基于UG 軟件的手機(jī)模具設(shè)計(jì)及數(shù)控加工仿真[J].模具技術(shù),2015,03: 57-59.
[6] 蘇君,趙巖,劉保軍.基于 UG 數(shù)碼相機(jī)前蓋注塑模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工[J].模具技術(shù),2012,04:51-54.
[7] 鄧興貴,梁習(xí)鋒.基于數(shù)控加工的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].機(jī)床與液壓,2005,02:69-70.
[8] 陳錦琪.數(shù)控模具加工中計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用的研究[J].煤礦機(jī)械, 2013,10:130-132.
[9] 北京兆迪科技有限公司.UG NX 8.5 數(shù)控加工實(shí)例精解[ M ].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2013.
[10] 北京兆迪科技有限公司.UG NX 數(shù)控工程師寶典[ M ].北京:中國水利水電出版社,2013.
[11] Warkentin A,Ismail F,BediS. Comparison between multi-point and other 5-axis tool positioning strategies.J Mach Tools Manuf 2000;40:185-208.
[12] Lasemi A,XueD,Gu Peihua. Recent development in CNC machining of freeform surfaces:A state-of-the-art review. Comput Aided Des 2010;42(7):641-57.
[13] Fan J,Ball A.Flat-end cutter orientation on a quadric in five-axis machining.Comput Aided Des 2014;53:126-38.
[14] Pottmann H,Wallner J.Computational line geometry.Springer;2001.
、
附:文獻(xiàn)綜述或報(bào)告
注塑模具文獻(xiàn)綜述
1. 塑料制品目前發(fā)展概況
塑料制品是采用塑料為主要原料加工而成的生活用品、工業(yè)用品的統(tǒng)稱。它采用具有可塑性的合成高分子材料制成。塑料與合成橡膠、合成纖維形成了日常生活不可缺少的三大合成材料。塑料的出現(xiàn)給人類帶來了極大地便利,由于其有成本低廉、抗腐蝕能力強(qiáng)、可塑性強(qiáng)、還可用于制備燃料油和燃料氣,降低原油消耗等無可替代的優(yōu)點(diǎn),自發(fā)明之日起就廣受歡迎,隨著加工工藝的進(jìn)步和技術(shù)的突破,塑料制品滲透進(jìn)我們生活的方方面面,成為最重要的必需品。
根據(jù)中國塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),我國塑料制品行業(yè)塑料用量從 2006 年的2802 萬噸快速增長到 2012 年的 5782 萬噸。2013 年 1 月~12 月,我國塑料制品行業(yè)累計(jì)完成產(chǎn)量 6188 萬噸。在“十二五”期間,我國塑料產(chǎn)業(yè)要推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí),努力提高產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平,使塑料制品總產(chǎn)量的年增長率為 13-15%。2015 年, 我國塑料制品總產(chǎn)量已達(dá)到 8000 萬噸。塑料模具工業(yè)近 20 年來發(fā)展十分迅速,早在
7 年前塑料的年產(chǎn)量按體積計(jì)算已經(jīng)超過鋼鐵和有色金屬年產(chǎn)量的總和,塑料制品在汽車、機(jī)電、儀表、航天航空等國家支柱產(chǎn)業(yè)及與人民日常生活相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。近年來,人們對(duì)各種設(shè)備和用品輕量化及美觀和手感的要求越來越高,這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。塑料制品要發(fā)展,塑料模具是塑料零部件及其制品行業(yè)的重要支撐裝備,那么必然要求塑料模具隨之發(fā)展。絕大部分塑料制品的成型都依賴于塑料模具,因此塑料制品行業(yè)的快速發(fā)展對(duì)塑料模具行業(yè)形成了旺盛的市場需求。尤其是近年來,我國汽車、家電等主機(jī)行業(yè)快速發(fā)展,產(chǎn)能持續(xù)增加, 同時(shí)隨著技術(shù)進(jìn)步,塑料零部件使用比例持續(xù)上升,直接推動(dòng)了我國塑料模具行業(yè)的快速發(fā)展。
塑料制品成形的方法雖然很多,其主要方法是注射、擠出、壓制、壓鑄和氣壓成型等,但最主要的方法是注塑成形,世界塑料模具市場中塑料成形模具產(chǎn)量中約半數(shù)以上是注塑模具,而其中注射模約占成型總數(shù)的 60%以上。由于塑料產(chǎn)品應(yīng)用前景可觀,更新?lián)Q代較快,也就要求注塑模也應(yīng)跟上時(shí)代發(fā)展的步伐。
2. 注塑模具國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
模具是現(xiàn)代制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備, 被譽(yù)為“工業(yè)之母”。模具行業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ),同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。模具技術(shù)水平的高低,決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力,模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志。
我國模具工業(yè)的產(chǎn)值在國際上排名位居第三位,僅次于日本和美國。國內(nèi)的模具
生產(chǎn)廠已超過 17000 家,從業(yè)人員達(dá) 50 萬。我國在注塑模具的量和質(zhì)方面都有較快
的發(fā)展,我國最大的注塑模具單套重量己超過 50 噸,最精密的注塑模具精度己達(dá)到 2 微米。制件精度很高的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn), 多腔塑料模具已能生產(chǎn)一模 7800 腔的塑封模,高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度達(dá)6m/min 以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在CAD/CAM 技術(shù)得到普及的同時(shí), CAE 技術(shù)應(yīng)用越來越廣,以 CAD/CAM/CAE 一體化得到發(fā)展,模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn),特別是汽車、家電等工業(yè)快速發(fā)展,使得注塑模的發(fā)展迅猛。
整體來看我國塑料模具無論是在數(shù)量上,還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步,但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比,差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí), 一些低檔塑料模具卻供過于求,市場競爭激烈,還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。
3. 我國注塑模具發(fā)展方向
3.1 我國的模具產(chǎn)品將向大型,微型,精密化方向發(fā)展
一方面模具成型零件日漸大型化和為提高生產(chǎn)效率開發(fā)的“一模多腔”造成了模具日趨大型化,另一方面電子信息產(chǎn)業(yè),醫(yī)學(xué)的迅猛發(fā)展帶來了零件微型化及精密化, 有些模具的加工精度公差就要求在 1Ixm 以下。另外多功能復(fù)合模具將得到進(jìn)一步發(fā)展,新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外,還擔(dān)負(fù)疊壓,攻絲,鉚接和鎖緊等組裝任務(wù),生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高。
3.2 注塑模具從依靠鉗工技藝轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽楷F(xiàn)代加工技術(shù)
從產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步看,“十五”以來,在政府政策扶持和引導(dǎo)下,注塑模具行業(yè)投入較大,企業(yè)裝備水平和實(shí)力有了很大提高,生產(chǎn)技術(shù)長足進(jìn)步,CAD/CAM 技術(shù)已普及;熱流道技術(shù)得到較好推廣;CAE、CAPP、PLM、ERP 等數(shù)字化技術(shù)已有一部分企業(yè)開始采用,并收到了較好的效果;高速加工、并行工程、逆向工程、虛擬制造、無圖生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)已在一些重點(diǎn)骨干企業(yè)實(shí)施。技術(shù)的進(jìn)步,促使模具產(chǎn)品水平近年來也有了很大提高,向高端發(fā)展趨向較為明顯。
隨著科技的發(fā)展,過去長期依賴鉗工、以鉗工為核心的生產(chǎn)管理模式,正逐漸被以高水平的加工技術(shù)為依托、以設(shè)計(jì)為中心的現(xiàn)代化生產(chǎn)管理模式所替代;現(xiàn)代加工技術(shù)主要體現(xiàn)在以下方面:
(1) 高速銑削等加工將得到更廣泛的應(yīng)用;
(2) 模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將在逆向工程中發(fā)揮更大作用;
(3) 電火花銑削加工技術(shù)將得到發(fā)展;
(4) 超精加工和復(fù)合加工將得到發(fā)展;
(5) 熱流道技術(shù)將得到推廣;
(6) 氣體輔助注射技術(shù)和高壓注射成形等工藝將進(jìn)一步發(fā)展;
(7) 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高;
(8) 優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)將進(jìn)一步受到重視;
(9) 模具研磨拋光將向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展;
(10) 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展;現(xiàn)代加工技術(shù)使得模具精度越來越高,
生產(chǎn)周期越來越短,鉗工比例越來越低,最終促進(jìn)了模具工業(yè)整體水平不斷提高。 3.3 熱流道、輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型工藝將得到進(jìn)一步發(fā)展
采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量,并能大幅度節(jié)約制作的原材料,國外許多塑料模具廠所生產(chǎn)的塑料模具 50%以上采用了流道技術(shù),有的已經(jīng)達(dá)到80%以上,效果十分明顯:氣體輔助注射成形具有注射壓力低,制品翹曲變形小,表面質(zhì)量好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點(diǎn),可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,幅度降低成本;高壓注射成形可強(qiáng)制樹脂收縮率,增加塑料件尺寸的穩(wěn)定性;另外注射壓縮成形技術(shù),可使成形件局部內(nèi)應(yīng)變小,能得到縮孔少的厚壁成形件,而對(duì)于塑件狹窄的部件也可注入樹脂,并可用小注射力能得到優(yōu)良制品。這些技術(shù)正在逐步推廣使用。
3.4 節(jié)能化和環(huán)?;赃m應(yīng)全球發(fā)展要求
節(jié)能、降耗、環(huán)保目前已經(jīng)成為注塑機(jī)最主要的發(fā)展趨勢。全電動(dòng)、兩板式注塑機(jī)將成為未來國際市場的主流。80 年代初,日本率先研制了電動(dòng)注塑機(jī),即不含任何液壓油路的注塑機(jī)。與其它革新技術(shù)一樣.這一新機(jī)型成本高昂,業(yè)界對(duì)其持懷疑態(tài)度,因此,初期并未獲得大幅度推廣,致使業(yè)界難于認(rèn)識(shí)其優(yōu)勢。如今,注塑機(jī)市場的形勢已經(jīng)發(fā)生了根本變化。與傳統(tǒng)液壓注塑機(jī)相比,全電動(dòng)注塑機(jī)由于不采用液壓油,因而更加清潔,也意味著不需要冷卻,這樣就不存在冷卻管路購置、運(yùn)行和維護(hù)產(chǎn)生的費(fèi)用,同時(shí)可降低能耗達(dá) 30%一 50%,而且運(yùn)行穩(wěn)定。產(chǎn)品重復(fù)精度高,特別適用于精密注塑。不過全電動(dòng)注塑機(jī)具有諸多優(yōu)勢,當(dāng)然也有一些不足之處。例如.成本高于液壓機(jī)。多品種小批量生產(chǎn)時(shí)代的到來,人們要求模具的生產(chǎn)周期越短越好,因此快速經(jīng)濟(jì)模具將有廣闊的發(fā)展前景。
3.5 注塑模具向更廣闊的范圍發(fā)展
隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步,模具必然會(huì)向更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展?,F(xiàn)在, 能把握機(jī)遇、開拓市場,不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點(diǎn)的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量模具企業(yè)的業(yè)務(wù)很是紅火,利潤水平和職工收入都很好。因此,模具企業(yè)應(yīng)把握這個(gè)趨向, 不斷提高綜合素質(zhì)和國際競爭力。此外,隨著市場的發(fā)展,塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會(huì)不斷發(fā)展,因此對(duì)模具的要求也越來越高。為了滿足市場需要,未來的塑料模具無論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工都必將有較快發(fā)展。超大型、超精密、長壽命、高效模具;多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會(huì)不斷發(fā)展,隨之將產(chǎn)生一些特殊的、更為先進(jìn)的加工方法。各種模具型腔表面處理技術(shù),如涂覆、修補(bǔ)、研磨和拋光等新工藝也會(huì)不斷得到發(fā)展。
4. 結(jié)束語
我國注塑模具行業(yè)具有廣闊的市場前景。只有那些時(shí)刻能夠把握機(jī)遇、開拓進(jìn)取和能夠生產(chǎn)高技術(shù)含量模具的企業(yè),才能在競爭激烈的市場中占有一席之地。目前人們已越來越認(rèn)識(shí)到模具在制造中的重要地位,認(rèn)識(shí)到模具高技術(shù)水平的欠缺。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展,加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度,將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α4送?,許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校也開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。相信中國模具行業(yè)在不遠(yuǎn)的將來,一定會(huì)在國際高端市場占有舉足輕重的地位。
指導(dǎo)教師評(píng)閱意見(對(duì)選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評(píng)閱)
審核
意 教研室主任意見
見
簽字: 年 月 日
簽字: 年 月 日
學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見
簽字: 年 月 日公章:
塑料注射模的同步設(shè)計(jì)系統(tǒng)
摘要 :傳統(tǒng)上,塑料注射模設(shè)計(jì)一般以線性的方式進(jìn)行。 這種線性的工藝過程中,有些設(shè)計(jì)活動(dòng)可以同時(shí)進(jìn)行,因此形成了一個(gè)長期的循環(huán)過程。但是由于不同的步驟設(shè)計(jì)缺乏協(xié)調(diào)性和設(shè)計(jì)者之間的相互溝通。因此錯(cuò)誤是不可避免的。通過分析模型過程和模型設(shè)計(jì)中模件的設(shè)計(jì),在當(dāng)前模型設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,本文章提出了同步設(shè)計(jì)系統(tǒng)(SDS)。SDS主要包括下列功能: (1)設(shè)計(jì)者之間可以通過使用客戶機(jī)/服務(wù)器技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者之間的相互聯(lián)交流;(2)提供當(dāng)前的設(shè)計(jì)狀況和背景資料,并為下一步的設(shè)計(jì)提出可行性方案;( 3 )找出不同的設(shè)計(jì)者之間的不同點(diǎn),提出解決這些爭議的意見,以便這項(xiàng)任務(wù)能給在同一時(shí)間被不同的專家設(shè)計(jì)(4)不斷地檢查模型設(shè)計(jì)模件以保持設(shè)計(jì)的一致性。而且SDS系統(tǒng)能夠在模型設(shè)計(jì)過程中減少人為的錯(cuò)誤。因此,SDS系統(tǒng)的開發(fā)能夠縮短產(chǎn)品研制周期和減少開發(fā)費(fèi)用,使產(chǎn)品盡快投入市場。
關(guān)鍵字: 同步設(shè)計(jì)系統(tǒng)(SDS) 并行工程 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和注射模具設(shè)計(jì)。
1、簡介
塑料模具的設(shè)計(jì)是為了生產(chǎn)出不同的塑料產(chǎn)品。傳統(tǒng)上,塑料注射模的設(shè)計(jì)通常由人工繪圖,隨著CAD技術(shù)的出現(xiàn),近來計(jì)算機(jī)輔助注射模的設(shè)計(jì)(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))技術(shù)也不斷的發(fā)展。IMOLD [1 ]就是第一個(gè)這樣系統(tǒng),它所需的時(shí)間是通常設(shè)計(jì)時(shí)間的80%。系統(tǒng)提供不同的模型,而每個(gè)模型又是由不同的模件組成,即填料、滑塊、澆口道、型芯、型腔、型機(jī)體、凸模、注射機(jī)和通氣孔。設(shè)計(jì)者通??梢酝瑫r(shí)運(yùn)用這些模件。由于一些輔助元件設(shè)計(jì)必須同時(shí)進(jìn)行,因此這種線性的設(shè)計(jì)方法效率較低。當(dāng)兩個(gè)或更多設(shè)計(jì)者同時(shí)對(duì)同一模具的輔助元件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),而協(xié)調(diào)性和相互之間的溝通只是口頭上的,這樣效率較低和極易出現(xiàn)錯(cuò)誤。因此信息的交換是必要的[2][3],而一個(gè)自動(dòng)的設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)然也是必不可少的。
最近并行工程結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)和相關(guān)的工藝過程,已成為一種有條不紊的設(shè)計(jì)方法,得到支持并已被運(yùn)用于生產(chǎn)之中,這種方法縮短設(shè)計(jì)時(shí)間,降低產(chǎn)品開發(fā)成本,并且改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量 [4].曾經(jīng)前人使用過的設(shè)計(jì)方法在此系統(tǒng)中已被使用[5].新的報(bào)告也將并行工程用于注射模型設(shè)計(jì)過程。Lee et al 提出一個(gè)當(dāng)前的模具的概念設(shè)計(jì)[6]。不過這個(gè)概念,因設(shè)計(jì)過程仍然是線性的,所以知識(shí)庫和數(shù)據(jù)的分享都受到限制。而且,在實(shí)際應(yīng)用中并沒有被承認(rèn)。其他研究如建立在注射模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的CAD知識(shí)庫系統(tǒng)已不斷的發(fā)展[7][8][9 ][10]。 但是這些報(bào)導(dǎo)工作卻有以下幾點(diǎn)被限制:
●他們僅有當(dāng)前的設(shè)計(jì)規(guī)章和知識(shí)。在線形方式中很多功能被限制。
●雖然單用戶允許使用此系統(tǒng),但是多個(gè)用戶在不同的位置同時(shí)存取使用這些系統(tǒng)進(jìn)行處理則是不允許的[7]。
●設(shè)計(jì)者之間缺少相互的結(jié)合,即設(shè)計(jì)者需要經(jīng)歷整個(gè)設(shè)計(jì)過程。這不同于公司的實(shí)際后產(chǎn)情況,在這里任務(wù)被分配給不同的專家同時(shí)做。
●他們只集中于特別的部分,例如過程設(shè)計(jì)[8]局部設(shè)計(jì)和整體設(shè)計(jì)[9]。 因此,他們不能處理復(fù)雜的注射模具設(shè)計(jì)。
通過分析模具的設(shè)計(jì)過程,這篇文章在IMOLD系統(tǒng)的基礎(chǔ)上不斷研發(fā)和實(shí)施,得到了當(dāng)前注射模具設(shè)計(jì)的新方法——同步設(shè)計(jì)系統(tǒng)(SDS)。
2、當(dāng)前的模具設(shè)計(jì)過程
隨著全球化的發(fā)展,產(chǎn)品面臨的壓力不斷增長,因此產(chǎn)品應(yīng)盡快進(jìn)入市場,模具設(shè)計(jì)中,分工合作已成為發(fā)展趨勢。 模具設(shè)計(jì)過程可以定義為以下幾點(diǎn)。
(1)相關(guān)模型:一對(duì)模型(例如Pmodule-x. Pmodule-y)如果一個(gè)模件所需的信息通常是來自另一個(gè)已存在的模件,則稱相關(guān)模型。信息要求一個(gè)完整的輸出量轉(zhuǎn)移或者只描述部分的轉(zhuǎn)移量,他們通常在此系列方面運(yùn)用。如圖1(a)所示。
(2)獨(dú)立模型:一對(duì)模型如果其中一個(gè)模件的信息量與另一個(gè)無關(guān)或者要求同時(shí)完成一對(duì)模型則稱為獨(dú)立模型。圖1(b)顯示了獨(dú)立模型Pmodule-x和Pmodule-y
(3)其它模型:這是一個(gè)決策者(參閱圖1(c))。由圖(1)可以看出相關(guān)模型串行連接而獨(dú)立模型則是并聯(lián)堆積。
注射模型設(shè)計(jì)程序的分解展示了它的獨(dú)立性和相互依靠特性。 IMOLD系統(tǒng)有10個(gè)設(shè)計(jì)模件:數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、澆注系統(tǒng)、分型系統(tǒng)、模具底部,滑塊設(shè)計(jì)、頂出裝置設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)、注射系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)和排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)。每一個(gè)操作都有一個(gè)具體的部分設(shè)計(jì)。這些設(shè)計(jì)模件的先后順序關(guān)系如圖2中所示。
3、在裝配過程中各部分之間的樹形關(guān)系。
一個(gè)注射模型是幾個(gè)附屬組件通過配合被連結(jié)起來。在IMOLD里,一個(gè)動(dòng)態(tài)的裝配樹形結(jié)構(gòu)用來描述并且組織模具設(shè)計(jì)。如圖3所一個(gè)組裝樹的模型示例,它顯示了起動(dòng)在一模型設(shè)計(jì)給一部分中,整個(gè)結(jié)晶器裝置樹創(chuàng)造每節(jié)點(diǎn)的零內(nèi)容。 模件被使用和那些附屬裝配的通訊記者和/或組成部分被建立,在裝配樹過程中的他們的通訊記者節(jié)點(diǎn)被充滿。
在模型設(shè)計(jì)過程中,我們?yōu)榱藳Q定模型設(shè)計(jì)在并行工程中下一步是什么,因此了解模型設(shè)計(jì)當(dāng)前的善是十分必要的。在裝配樹中機(jī)械裝置的不斷增加,提供了動(dòng)態(tài)的模具設(shè)計(jì)。 在我們的方法中,模具設(shè)計(jì)狀況設(shè)計(jì)通過核對(duì)裝配樹中結(jié)點(diǎn)的情況不斷的檢索,要先前關(guān)系的基礎(chǔ)上提出下一步或者數(shù)步之后的方案。如圖2所示的圖表。
4、同步設(shè)計(jì)系統(tǒng)
本文章提出了同步設(shè)計(jì)系統(tǒng)(SDS)能夠在計(jì)算機(jī)輔助注射模型設(shè)計(jì)方面達(dá)到一致性,SDS的整體結(jié)構(gòu)如圖4所顯示。SDS占有一個(gè)接口,四個(gè)主要功能和數(shù)據(jù)庫。 四個(gè)主要功能是知識(shí)功能,協(xié)調(diào)功能,監(jiān)控功能和網(wǎng)絡(luò)功能。
(1)界面
設(shè)計(jì)者使用SDS通過界面來實(shí)現(xiàn)。SDS系統(tǒng)不斷發(fā)展以便僅僅通過對(duì)SDS的提供就能完成注射模具設(shè)計(jì)過程。設(shè)計(jì)者可以使用他們自己的電腦終端機(jī)(主機(jī))通過此界面進(jìn)行設(shè)計(jì)和相互之間的交流。
(2)網(wǎng)絡(luò)功能
為了使不同地方的設(shè)計(jì)者能夠同時(shí)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)協(xié)作。SDS對(duì)不同的用戶提供了有效的聯(lián)系。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù),網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用服務(wù)器/客戶技術(shù)使不同的用戶之間可以進(jìn)行相互聯(lián)系。客戶/服務(wù)器主要功能是使工藝過程相互在獨(dú)立的機(jī)器上運(yùn)行。一臺(tái)服務(wù)器能同時(shí)向多個(gè)客戶提供服務(wù)并且控制他們的共享資源、數(shù)據(jù)和信息的入口。附在物理網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備都有主機(jī)和IP(網(wǎng)際協(xié)議)地址。IP是整個(gè)傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議)協(xié)議重點(diǎn)的。TCP將信息通過局域網(wǎng)的IP地址傳送給不同的主機(jī)(主要是指客戶機(jī)) (參閱圖5)。SDS可以通過Inthernet傳給不同的計(jì)算機(jī)和不同的用戶從而被不斷的使用。例如,設(shè)計(jì)者希望設(shè)計(jì)頂出裝置,但是部分模件尚未運(yùn)行就可對(duì)所要求的部分模件對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請(qǐng)求,則網(wǎng)絡(luò)就會(huì)把它寄給所需的要的設(shè)計(jì)者。之后模件將被設(shè)計(jì),前設(shè)計(jì)者將會(huì)得到部分模件已經(jīng)被其他設(shè)計(jì)者完成的信息,以便更好的利用。
(3)知識(shí)功能
隨著降低模具設(shè)計(jì)者的專業(yè)化趨勢的發(fā)展,SDS一個(gè)主要目標(biāo)是向沒有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者提供信息。 因此SDS主要提供關(guān)于當(dāng)前的設(shè)計(jì)問題和文獻(xiàn)資料,同時(shí)提供了專家指導(dǎo),而這個(gè)指導(dǎo)是關(guān)于整個(gè)設(shè)計(jì)過程的。例如,一個(gè)設(shè)計(jì)者登錄后,SDS將會(huì)通知將他/她當(dāng)前的實(shí)際水平,即模件是否已被其他設(shè)計(jì)者完成,和根據(jù)當(dāng)前的模具設(shè)計(jì)過程向他/她提供下一步的可行方案。
與在數(shù)據(jù)庫里的靜態(tài)數(shù)據(jù)不同,SDS里的信息具有自動(dòng)更新的性能;即它通過模型設(shè)計(jì)過程自動(dòng)產(chǎn)生新信息。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是能夠及時(shí)的為模型設(shè)計(jì)提供信息,SDS不僅僅提供了信息,而且SDS利用知識(shí)庫給那些設(shè)計(jì)者智能化的幫助。
(4)協(xié)調(diào)功能
現(xiàn)實(shí)公司的實(shí)際情況中,那些任務(wù)在相同的時(shí)間分配給不同設(shè)計(jì)者。而分工合作最關(guān)鍵的因素是設(shè)計(jì)者之間的協(xié)調(diào)性,它可以減少人為的錯(cuò)誤。例如,兩個(gè)設(shè)計(jì)者可能同步設(shè)計(jì)相同的模件。其中一設(shè)計(jì)者在當(dāng)前模型設(shè)計(jì)過程中,由于母模件不能被執(zhí)行,可能選擇執(zhí)行水平較低的子模件(低水平)處理。而以上面則會(huì)引起沖突的上升。
因此,SDS能夠檢查沖突和提出沖突的解決辦法,使不同模型設(shè)計(jì)模件和不同的設(shè)計(jì)者相互協(xié)調(diào)。首先,SDS將判斷哪個(gè)模件必須被首先執(zhí)行和哪個(gè)模件可以被同時(shí)做。根據(jù)當(dāng)前模具設(shè)計(jì)處理,母模件必須被首先執(zhí)行,子模件能被不同的設(shè)計(jì)者同時(shí)在不同的主機(jī)上完成。其次,如果一個(gè)模件是修改,相關(guān)的子模件就必須被更新。例如,任何模具庫相關(guān)參數(shù)據(jù)的改變都需要設(shè)計(jì)者重新進(jìn)行滑塊設(shè)計(jì)和頂出裝置的設(shè)計(jì)。第三,如果一些設(shè)計(jì)者正在進(jìn)行模件的設(shè)計(jì),SDS將會(huì)同其他的設(shè)計(jì)者相互協(xié)調(diào)。
換句話說,SDS能夠提供設(shè)計(jì)模件的次序并且保持模件適合單個(gè)設(shè)計(jì)者,并提供適合多個(gè)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)次序以保持他們設(shè)計(jì)結(jié)果的一致性。而協(xié)調(diào)功能將支持此項(xiàng)功能。
(5)監(jiān)控功能
SDS對(duì)全部模具在整個(gè)期間設(shè)計(jì)問題進(jìn)行評(píng)論。SDS對(duì)模型設(shè)計(jì)進(jìn)行周期性的核對(duì),以保持模件的一致性,以便SDS能提供最新和最及時(shí)的信息給不同的設(shè)計(jì)者。例如,SDS向設(shè)計(jì)者報(bào)告模件有哪些被其他設(shè)計(jì)者完成,或者哪些模件已被其他設(shè)計(jì)者修改。SDS通知設(shè)計(jì)者可以下載已被完成的模件或者更新相關(guān)的模型,因此SDS向設(shè)計(jì)者提供了監(jiān)控信息。這個(gè)功能由監(jiān)控設(shè)備來完成。
(6)在SDS的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫
一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中能夠提供相當(dāng)多的幫助。因此,SDS也提供一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫由全球數(shù)據(jù)庫即許多當(dāng)?shù)氐臄?shù)據(jù)庫通過一個(gè)數(shù)據(jù)接口程序組成。
(a)全球數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)對(duì)全部需求都來說都十分清晰,任何意見都很容易修改并適合新的需求都。應(yīng)用者所需的普通數(shù)據(jù)。并行設(shè)計(jì)模型設(shè)計(jì)過程被存儲(chǔ)在全球數(shù)據(jù)庫中。
(b)短暫的信息,例如在運(yùn)行分析中間產(chǎn)生的結(jié)果一般是儲(chǔ)存在本地?cái)?shù)據(jù)庫中。SDS存儲(chǔ)模具的當(dāng)前狀態(tài)信息設(shè)計(jì)最初產(chǎn)品信息存入本地?cái)?shù)據(jù)庫,本地?cái)?shù)據(jù)庫能夠?qū)ψ钚碌脑O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的立即錄入。
四個(gè)設(shè)備與數(shù)據(jù)庫相互作用。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備幫助設(shè)計(jì)者在模具期間相互交流;知識(shí)設(shè)備幫助設(shè)計(jì)者正確地選擇設(shè)計(jì)模件;協(xié)調(diào)設(shè)備提供了所選擇的模型之間的協(xié)調(diào);監(jiān)控設(shè)備不斷地檢查正在運(yùn)行的模件。這四個(gè)設(shè)備之間是相互聯(lián)系并且是相互作用以達(dá)到計(jì)算機(jī)輔助注射模設(shè)計(jì)的一致性。這四個(gè)設(shè)備活動(dòng)的順序如圖6所示。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以被任何設(shè)計(jì)者隨時(shí)使用。當(dāng)設(shè)計(jì)者登錄并且想要選擇設(shè)計(jì)模型時(shí),提供智能化幫助。設(shè)計(jì)者選擇模件之后,協(xié)調(diào)設(shè)備提供不同模具設(shè)計(jì)的沖突察覺和提出解決沖突的辦法和不同模具設(shè)計(jì)的相互溝通,監(jiān)控設(shè)備周期性的檢查模型設(shè)計(jì)模件。
5、示例
下列例子是一個(gè)底盤的模型設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)者起初使用IMOLD系統(tǒng)而且SDS系統(tǒng)也同時(shí)進(jìn)行。 由SDS提供建議/指示在IMOLD(見圖7)基礎(chǔ)上屏幕上顯了整個(gè)設(shè)計(jì)過程。
設(shè)計(jì)者A在主機(jī)上下載了產(chǎn)品模型后,SDS將會(huì)提出下一步進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的建議,當(dāng)這個(gè)模件的完成時(shí),則下一步可進(jìn)行的設(shè)計(jì)是澆注系統(tǒng)或者分型系統(tǒng)。設(shè)計(jì)者A選擇分型系統(tǒng)。與此同時(shí),設(shè)計(jì)者B在主機(jī)B上開始澆注系統(tǒng)和模具其體的設(shè)計(jì),SDS就會(huì)告訴A澆注系統(tǒng)和模
具基體已被另一設(shè)計(jì)者進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)者A則可更新總裝配,然后去下載那兩個(gè)已被設(shè)計(jì)的模件(如圖8a所)。當(dāng)前狀況下,SDS建議設(shè)計(jì)者A進(jìn)行滑塊設(shè)計(jì)或者頂出裝置的設(shè)計(jì),若模具的邊緣具有空刀槽,則設(shè)計(jì)者A將進(jìn)行滑塊設(shè)計(jì)。但是在執(zhí)行之后,設(shè)計(jì)者A若查明滑塊設(shè)計(jì)在模架之外(如圖8b所)。因此,設(shè)計(jì)者A可通過SDS寄電子郵件給設(shè)計(jì)者B(如圖7)。設(shè)計(jì)者B得到電子郵件后,修改模具和基本部分。根據(jù)SDS 指示,設(shè)計(jì)者B應(yīng)寄給A一個(gè)改進(jìn)后的滑塊設(shè)計(jì)。因此,如圖8所示,在主機(jī)A中不斷的更新數(shù)據(jù),最后設(shè)計(jì)者A依照SDS指示進(jìn)行冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。同時(shí),其它設(shè)計(jì)者也將注射系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)在不同的計(jì)算機(jī)上完成。這時(shí),設(shè)計(jì) 者A更新那些裝配樹下載其他模件,最后在主機(jī)A上完成模具的裝配,如圖8d所示。
在沒有SDS的情況下即設(shè)計(jì)以線的方式的模具運(yùn)行IMOLD和注射模的并行設(shè)計(jì)比較的結(jié)果如下,結(jié)果分別如圖9a和圖9b所示:沒有SDS系統(tǒng)時(shí),總設(shè)計(jì)時(shí)間是2920小時(shí),當(dāng)用SDS時(shí),總設(shè)計(jì)時(shí)間是1630小時(shí),節(jié)省了44.2%。
6、結(jié)論
模具同步設(shè)計(jì)是有利的,其中最關(guān)鍵的是能夠更進(jìn)一步縮短設(shè)計(jì)時(shí)間,因此并行設(shè)計(jì)過程已經(jīng)被提出使用。SDS的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)被開發(fā),引導(dǎo)設(shè)計(jì)者在不同模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域的專業(yè)化,并同時(shí)適用于整個(gè)模具的裝配。SDS通過設(shè)計(jì)者的努力和保持模具設(shè)計(jì)的一致性,以達(dá)到模具設(shè)計(jì)工作可以分配給不同專家同時(shí)去做。設(shè)計(jì)者在不同的地方對(duì)于工程設(shè)計(jì)可以相互協(xié)作。一個(gè)簡單的例子表明并行設(shè)計(jì)過程已經(jīng)被完成,并且設(shè)計(jì)時(shí)間與傳統(tǒng)的線性設(shè)計(jì)實(shí)踐相比較能夠顯著縮短。
7、參考文獻(xiàn)
1. k.S. Lee, J. Y. I-I. Fuh, Y. F. Zhang, A. Y. C. Nee and Z. Li. IMOLD: An Intelligent Plastic Injection Mold Design and Assembly System. The proceedings of the 4th International Conference on Die arid Mould Technology. 4-16 June, Kuala Lumpur, Malaysia, 30-37 (1997).
2. R..Fruchter, K. Refiner, L. Leifer and C. Toye. VisionManager: A computer environment for design evolution capture. GE: Research and Application 6, 1, 71-84 {199$}
3. F. Kimura, H. Suzuki, B. Mosey and T. Yamada. Modeling information in design background for product development support. Annals of the CIRP 45, 1,141-144 (1996).
4. M. E. McGrath. Setting the FACE in Product Development: a guide to Product And Cycle-time Excellence. Butterworth-Hdeinemann, Boston (I996).
5. Harvey Maylor and Ray Gosling. The reality of concurrent new product development, Integrated Manufacturing Systems. 9/2, 69-76 (1998).
6. R. S. Lee, Y. M. Chen and C. Z. Lee. Development of a concurrent mold design system: a knowledge-based approach. Computer Integrated Manufacturing Systems. 10, 287-307(1997).
7. C. K. Kwong and G. F. Smith. A Computational System far Process Design of Injection Moulding: Combining a Blackboard-Based Expert System and a Case-Based Reasoning Approach. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 14, 350-357(1998)
8. V. B. Gerdes, D. Webb and C. Chassapis. Concurrent Engineering Approach to Injection Mold Design and Fabrication. ANTEC. 1111-1116 (1994).
9. Y. J. Huh and S. G. Kin. A Knowledge-based CAD system for concurrent product design in injection moulding. International Journal of Computer Integrated Manufacturing. 4, 209-218 (1991).
10. H. Kim. Development of a Computer-Aided Concurrent Design System for Mechanical
Design. The International Journal far Manufacturiug Science & Production. 1,121-132
(1998).
13
收藏