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CHI NES E J 0URNAL OF M E CHANI CAL E NGI NEE RI NG v o 1 1 8 ，No 4 ，2 0 0 5 6 0 9 Y u T o n g mi n L i Gu a n h u a L i Y o u mi n L a n J i a n K e y L a b o r a to r y f o r P r e c i s io n a n d N o n - t r a d it io n a l Ma c h in in g T e c h n o lo g y o f Mi n is t r y o f Ed u c a t io n ， Da l ia n Un iv e r s it y o f T e c h n o lo g y , D a l ia n 1 1 6 0 2 4 Ch in a 0 I NTRoDUCTI oN D E S I G N T E C H N OL OGY F OR I N J E C T I ON MOL D P AR T I N G S U R F A C E B A S E D ON C A S E S AN D K N OWL E D GE A b s t r a c t ： O n t h e b a s i s o f t h e c o mp r e h e n s i v e a n a l y s i s a b o u t t h e a u t o ma t i c g e n e r a t i o n o f t h e i r j e c t - i o n mo l d p a r t i n g s u r f a c e ，t h e pa rti n g s u r f a c e d e s i g n me t h o d wh i c h i n t r o d u c e s k n o wl e d g e a n d c a s e b a s e d r e a s o n i n g( C B R )i n t o t h e c o mp u t e r a i d e d d e s i g n i s d e s c ri b e d b y c o mb i n i n g wi t h t h e a c t u a l c h a r a c t e r i s t i c i n i n j e c t i o n mo l d d e s i g n a n d t h e d e s i g n p r o c e s s o f c a s e b a s e d r e a s o n i n g m e t h o d i s a l s o g i v e n A c a s e l i b r a r y i n c l u d i n g t h e i nf or ma t i o n o f p a rti n g s ur f a c e i s bu i l t wi t h t h e i nd e x of ma i n s h a p e f e a t u re s ， Th e a u t o m a t i c d e s i g n o f t h e mo l d p a r t i n g s u r f a c e i s r e a l i z e d c o mb i n e d wi t h the f o r wa r d rea s o n i n g me t h o d an d t h e s i mi l a r i t y s olut i o n p r o c e d u r e Th e r u l e kn o wl e d g e li b r a r y i s a l s o f o u n d e d i n c l u d i n g t h e kn o wl e d g e ， p rin c i p l e s an d e xp e r i e nc e s f o r p a gi n g s u r f a c e d e s i g n An e xa mp l e i s u s e d t o s h o w t he v a l i d i t y of t he me t h o d and t h e q u a l i t y a n d t h e e f n c i e nc y of t h e mo l d d e s i g n a r e impr o v e d Ke y wo r d s ：l n j e c t i o n mo l d P a r t i n g s u r f a c e d e s i g n Ca s e b a s e d r e a s o n i n g( C BR ) S i mi l a r i t y s o l u t i o n B e i n g o n e o f t h e i m p o r t a n t s t e p s i n i n j e c t i o n mo l d d e s i g n ， t h e c h o i c e o f p a rti n g s u r f a c e h a s a n d i r e c t l y e ffe c t o n t h e g e n e r a l f r a me d e s i g n ， mo l d ma k i n g c o s t ， t h e p a rt i n g s u r f a c e ma c h i n i n g a n d t h e q u a l i t y o f t h e fin a l p l a s t i c p a rts L “ S o t h e r a t i o n a l c h o o s i n g o f t h e p a r t i n g s u r f a c e i s t h e p r e c o n d i t i o n o f a s u c c e s s f u l i n j e c t i o n mo l d d e s i g n a n d t h e b a s i s o f r e a l i z i n g i n j e c t i o n mo l d i n g p a rt a u t o ma t i c a n d s o p h i s t i c a t e d d e s i g n I n r e c e n t y e a r s ，r e s e a r c h wo r k o n t h e p a rti n g s u r f a c e a n d mo l d c o mp o n e n t s a u t o ma t i c a l l y g e n e r a t i o n i s o n e o f t h e h o t s p o t s a n d d i f fi c u l t i e s i n t h e i n j e c t i o n mo l d i n g C AD fi e l d a n d ma n y r e s e a r c h e r s aro u n d t h e wo r l d h a v e d o n e r e ma r k a b l e wo r k s a b o u t t h i s i s s u e Bu t t h o s e p r i o r wo r k s t e n d t o e x p r e s s t h e g e o me t r y s h a p e a n d i t s p o s i t i o n r e l a t i o n s o f p a rti n g s u r f a c e a l 1 a r o u n d b y c o n s t r u c t i n g s o me n u m e r i c a l mo d e l s b a s e d o n t h e e s s e n t i a l a n a l y s i s o f t h e p l a s t i c p a rt s s h a p e L Du e t o t h e d i v e r s i t y a n d s t r u c t u r e c o mp l e x i t y o f p l a s t i c p a r t s ， t h o s e me t h o d s h a v e s o me k i n d s o f s h o r t c o mi n g s i n p r a c t i c e W i t h mu c h e x p e r i e n c e a n d l i t t l e t h e o r y f o r mo l d i n g d e s i g n t h e p a r t i n g s u r f a c e d e s i g n m e t h o d wh i c h i n t r o d u c e s k n o wl e d g e a n d c a s e b a s e d r e a s o n i n g( C B R ) i n t o t h e c o m p u t e r a i d e d d e s i g n i s p r e s e n t e d b y c o mb i n i n g wi t h t h e d e s i g n p r o c e s s o f i n i e c t i o n mo l d i n g d e s i g n ，s o t h a t t h e mo l d i n g p a rt s c a n b e g e n e r a t e d a u t o ma t i c a l l y Kn o wl e d g e a n d c a s e b a s e d r e a s o n i n g me a n s a p p l y i n g s i mi l a r i t y j u d g me n t p r o c e d u r e a n d a n a l o g i s m t o h a n d l e a n e w d e s i g n t a s k b y c o n s t ru c t i n g kn o wl e d g eb r a ry a n d c a s e l i b r a ry a n d r e s p e c t i v e r e a s o n i n g rul e o n t h e b a s i s o f c o mb i n i n g t h e kn o wl e d g e a n d ru l e o f p a rti n g s u r f a c c d e s i g n a n d t h e s u c c e s s f u l d e s i g n c a s e s a n d t h e s u c c e s s f u l e x p e r i e n c e o f mo l d e n g i n e e r s o r g a n i c a l l y 【 t h u s t h e n e w d e s i g n n o t o n l y fit s t h e p r i n c i p l e o f mo l d p a rti n g s u r f a c e b u t a l s o i n c l u d e s t h e s u c c e s s f u l e x p e r i e n c e o f t h o s e fo r l T l e r c a s e s As a r e s u l t ，t h i s a p p r o a c h i s mo r e c o n v e n i e n t ，q u i c k a n d p r a c t i c a l e f f e c t i v e c o mp a r e d t o a n a l y s i s a n d s o l v i n g t h e p a rti n g s u r f a c e d e s i g n b y c o n s t ruc t i n g n u me r i c a l mo d e 1 F u rth e r mo r e t h e d e s c r i p t i o n o f p a rti n g s u r t a c e d e s i g n e x p e r i e n c e s a r e e a s i l y e x p r e s s e d b y t h e c a s e s r a t h e r t h a n t h e a b s t r a c t d e s i g n ru l e s a n d e x p r e s s i o ns S o t h e k n o wl e d g e a n d c a s e - b a s e d r e a s o ni n g p a rti n g s u r f a c e d e s i g n me t h o d i s v e r y s u i t a b l e for mo l d e n g i n e e r s t h o u g h t f a s h i o n a n d m anner Re c e i v e d M a y 2 6 ， 2 0 0 4 ； r e c e i v e d i n r e v i s e d f o r m Au g u s t 1 7 ， 2 0 0 5 ； a c c e p t e d Au g u s t 3 0 ， 2 0 0 5 1 FRAM EW ORK oF KNOW LEDGE AND CAS E BAS ED REASoNI NG PARTI NG SURF IACE AUToM ATI C DES I GN Th e g e n e r a l i d e a o f k n o wl e d g e a n d c a s e b a s e d r e a s o n i n g p a r t i n g s u r f a c e d e s i g n i s t o f o u n d a c a s e l i b r a ry u s i n g S U C C E S S f u l p a n i n g s u r f a c e d e s i g n s i n t e r m o f mo l d e d p a rts typ e s a n d g e o me t r i c c h a r a c t e r T h e ma i n s h a p e f e a t u r e s o f mo l d e d p a r t a r e i n d e x e s o f t h i s l i b r a r y Ati e r s e a r c h i n g t h e s i m i l a r c a s e wi t h t h e p a rt s ma i n s h a p e f e a t u r e f r o m t h e c a s e l i b r a ry, t h e p a rti n g s u r f a c e c a n b e g e n e r a t e d b y j u d g i n g fr o m t h e s i mi l ari t y p r i n c i p l e a n d t h e g i v e n r e a s o n i n g s t r a t e g Y At t h e s a me t i me ， t h e c o r r e l a t i v e kn o wl e d g e a n d p r i n c i p l e s o f p a r ti n g s u r f a c e d e s i g n a n d t h e d e s i g n e r s e x p e r i e n c e s c a n b e s u mma r i z e d i n t o k n o wl e d g e l i b r a r y wh i c h c a n b e q u e r i e d a n d c o n s u l t e d b y d e s i g n e r s a s t h e a s s i s t a n t i n for ma t i o n o f p a r t i n g s u r f a c e d e s i g n T h e c a s e c o mp o n e n t o f t h e me t h o d i s u s e d for t h e r e a s o n i n g d e s i g n wh i l e t h e kn o wl e d g e o n e for t h e g u i d a n c e o f d e s i g n e r s r a t i o n a l s e l e c t i o n o f p a r t i n g s u r f a c e T h e k n o wl e d g e a n d c a s e b a s e d r e a s o n i n g p a r t i n g s u r f a c c d e s i g n ma i n l y c o n s i s t s o f t h e fol l o wi n g ：( 1 )Co n s t ruc t i n g k n o w1 e d g e l i b r a r y ， Ai mi n g a t t h e p r a c t i c e o f i n j e c t i o n mo l d i n g d e s i g n ， a kn o wl e d g e l i b r a r y o f p a rti n g s u r f a c e d e s i g n ru l e s i s f o u n d e d t h r o u g h c o n c l u d i n g a n d i n t e g r a t i n g t h e r e l a t e d k n o wl e d g e a n d ru l e s o f p a r t i n g s u r f a c e d e s i g n a n d t h e d e s i g n e r s e x p e r i e n c e s C o n s tr u c t i n g c a s e l i b r a r y o f p a rt i n g s u r f a c e p o s i t i o n A c a s e l i b r a r y o f p a r t i n g s u r f a c e p o s i t i o n i s c o n s t ruc t e d b a s e d o n t h e t y p e s o f mo l d e d p a r t s a n d t h e p r e v i o u s s u c c e s s f u l d e s i g n c a s e s ， wh i c h c o n s i s t s o f t h e d e s c r i p t i o n o f c a s e s a n d t h e s t r u c t u r e o f c a s e l i b r a r y Th e k e y o f d e s c r i b i n g t h e p o s i t i o n o f p a rti n g s u r f a c e i s t o s o rt a n d o r g a n i z e t h e s h a p e f e a t u r e s o f c a s e mo d e l s a n d d e t e rm i n e t h e c o r r e s p o n d i n g p o s i t i o n o f p a rti n g s u r f a c e a c c o r d i n g t o t h e v a r i a n t s h a p e o f mo l d e d p a r t s B e c a u s e t h e p a r t i n g s u r f a c e p o s i t i o n i s ma i n l y d e t e r mi n e d b y t h e p a rt s s h a p e f e a t u r e t h e o r g a n i z a t i o n o f c a s e l i b r a r y s h o u l d b e p r o p i t i o u s t o t h e c a s e s e a r c h i n g i n d e s i g n p r o c e s s I d e n t i fi c a t i o n o f m o l d e d p a rt s s h a p e f e a t u r e T h e s h a p e f e a t u r e s o f o r i g i n a l p a rt s h o u l d b e i d e n t i fie d b e f o r e d e t e rm i n i n g t h e p o s i t i o n o f p a r t i n g s u r f a c e T h e r e f o r e ，t h e ma i n s h a p e f e a tur e s i n d e x n e e d t o b e f o u n d e d a i mi n g a t t h e t y p e o f mo l d e d p a rt s t r u c t u r e T h u s t h e s e a ml e s s i p i n t b e t we e n mo d e n g mo l d e d p a r t a n d d e s i g n mo d u l e o f mo l d D a r t i n 窟 s u r f la c e c a n b e r e a l i z e d As a r e s u l t ， t h e in h e t e d c h a mc t e r i s t i c o f s v s t e m i s a l s o i mp r o v e d 0 S v s t e m r e a s o n i n 空 a n d s e a r c h i n 空T T 1 o d e 1 S e a r c h i n g a n d ma t c h i n g t h e s i mi l a 争 a p e 维普资讯 6 1 0。 Y u T o n g m i n ， e t a l ： D e s i g n t e c h n o lo g y f o r i n j e c t i o n m o l d p a r t i n g s u r f a c e b a s e d o i1 c a s e s a n d k n o w l e d g e f e a t u r e o f p a r t mo d e l f r o m t h e p a r t i n g s u r f a c e p o s i t i o n c a s e s i s t h e p r i ma r y t a s k o f t h e p a r t i n g s u r f a c e p o s i t i o n c a s e s s e a r c h i n g c o u r s e He n c e b u i l d i n g t h e s h a p e f e a t u r e i n d e x e d mo d e l i s t h e c o r e t o r e a l i z e e x a c t c a s e r e a s o n i n g a n d q u i c k s e a r c hi n g A u t o ma t i c g e n e r a t i o n o f p a r t i n g s u r f a c e Af t e r p e r f o r mi n g d e s i g n ma r c h i n g a n d a d j u s t i n g a b o u t t h e s e l e c t e d p a rt i n g s u r f a c e p o s i t i o n c a s e wh i c h i s s i mi l a r t o t h e s h a p e f e a t u r e o f mo l d e d p a rt， t h e n e e d e d mo l d p a rt i n g s u r f a c e c a n b e g e n e r a t e d a u t o ma t i c a l l y S t o r a g e o f c a s e s Th e a b u n d a n t c a s e l i b r a ry o f p a rti n g s u r f a c e p o s i t i o n i s t h e i mp o rta n t f o u n d a t i o n t o i mp r o v e t h e d e s i g n q u a l i t y o f mo l d p a r t i n g s u r f a c e a n d r e a s o n i n g e m c i e n c y Th e s y s t e m p r o v i d e s s t o r a g e i u d g me n t a n d s e l e c t i o n b a s e d o n c l a s s i fic a t i o n b y c a s e f e a t u r e s a b o u t t h e fin a l l y r e s u l t o f e a c h n e w d e s i g n t a s k T h e fl o wc h a rt o f k n o wl e d g e a n d c a s e b a s e d r e a s o n i n g p a rti n g s u r f a c e d e s i g ni n g i s s h o wn i n F i g 1 Fi g 1 Fl o w c h a r t o f k n o wl e d g e a n d c a s e b a s e d r e a s o n i n g p a r t i n g s u r f a c e d e s i g n 2 BUI LDl NG OF KNOW LEDGE LI BRARY AND CAS E LI BRARY T h e k n o wl e d g e l i b r a r y i s t h e i mp o rta n t r e s o u r c e t h a t c a n a s s i s t d e s i g n e r t o s e l e c t r a t i o n a l p a rti n g s u r f a c c p o s i t i o n Th e o r g a n i z a t i o n a n d d e s c ri p t i o n o f k n o wl e d g e i n t h e l i b r a r y s h o u l d fi t f o r t h e p r a c t i c a l mo l d d e s i g n p r o c e s s a n d c a n b e e a s i l y q u e r i e d a n d c o n s u l t e d b y d e s i g n e r s T h e r e f o r e 。 t h e c o mmo n u s e d kn o wl e d g e a n d p r i n c i p l e s i n p a rti n g s u r f a c c d e s i g n a n d t h e d e s i g n e r s s u c c e s s f u l e x p e r i e n c e s we r e c o n c l u d e d a n d i n t e g r a t e d S o me p i e c e s o f d e s i g n r u l e s k n o wl e d g e wh i c h f o r l Y l t h e k n o wl e d g e l i b r a r y o f p a rt i n g s u r f a c e d e s i g n ， we r e e s t a b l i s h e d a n d we r e i d e n t i fi e d b y s i mp l e s e n t e n c e s A1 l o f t h e d e s i g n r u l e s i n l i b r a r y we r e d e s c r i b e d a n d e x p r e s s e d i n d e t a i l b y fi g u r e a n d l e t t e r An d t h e c l u e i s a l s o g i v e n i n“ r e c o mme n d e d ”a n d“ n o t r e c o mme n d e d ”wa y s i n t h e fi g u r e c o mp o n e n t o f d e s i g n r u l e s wh i c h c a n h e l p t h e d e s i g n e r s ma k e t h e r a t i o n a l s e l e c t i o n b a s e d o n p a rt i c u l a r d e s i g n c a s e F i g 2 s h o ws t h e p a rti n g s u r f a c e p o s i t i o n d e s c r i p t i o n g i v e n b y t h e s y s t e m a f t e r c h o o s i n g o n e o f t h e d e s i g n r u l e s Re c o mme n d e d s t y l e Fi g 2 De mo n s t r a t i o n o f t h e k n o wl e d g e l i b r a r y o f p a r t i n g s u r f a c e d e s i g n Th e p a r t i n g s u r f a c e d e s i g n ma i n l y h a s r e l a t i o n t o t h e ma i n s h a p e f e a t u r e o f mo l d e d p a rt a n d t h e i d e n t i fic a t i o n o f t h e ma i n s h a p e f e a t u r e a l s o p l a y s a l e a d i n g r o l e i n c a s e s e a r c h i n g I n t h i s r e g a r d ， t h e s t r u c t u r e o f c a s e 1 i b r a r y s h o u l d b e o r g a n i z e d a c c o r d i n g t o t h e s h a p e f e a t u r e o f p a r t a n d t h e h i e r a r c h i c a l f e a t u r e t r e e o f mo l d e d p a rt s h o u l d b e c o n s t ruc t e d b y wh i c h t h e p a rt c a s e s c a n b e c l a s s i fie d s t o r e d Cl a s s i f v i n g t h e s h a p e f c a t u r c s o f p a r t s b y t h e i r d i f f e r e n t c h a r a c t e r s ，t h e c o mmo n f a c t o r s o f p a rt mo d e l c a n b e e x t r a c t e d a s t h e p a r e n t n o d e Th e c h i l d n o d e c a n i n h e r i t a l l o f a t t r i b u t e s f r o m t h e p a r e n t n o d e a n d c o n t a i n mo r e f e a tur e s t h a n t h e p a r e n t o n e As f a r a s a s i n g l e c a s e i s c o n c e r n e d ，a l o n g wi t h t h e i n h e r i t e d r e l a t i o n g o i n g t h r o u g h l a y e r b y l a y e r t h e n u mb e r o f f e a t u r e a t t r i b u t e s wi l l i n c r e a s e Th e f e a t u r e a t t r i b u t e s a r e mo r e a p t t o d e s c r i b i n g c o n c r e t e l y a n d b y i n s t a n c e a n d t h e c o mp l e x d e g r e e o f t h e i r r e l a t i o n s i s a l s o i n c r e a s e d Th i s c l a s s i fie d a p p r o a c h c a n h e l p t o s e ar c h t h e c a s e l i b r a r y i n d e x e d b y s h a p e f e a t u r e s a n d t o s o l v e t h e mo l d e d D a r t wi t h c omp l e x s h a pe 3 CAS E DES CI UP TI oNS AND S EARCHI NG 3 1 Cl l s e d e s c r i p t i o n s Th e c a s e d e s c r i p t i o n i s t h e f o u n d a t i o n t o p e r f o r m a kn o wl e d g e b a s e d r e a s o n i n g ，wh i c h tur n s t o d e s c r i b e a n e x i s t e d s u c c e s s f u l d e s i g n c a s e a s t h e d a t a i n f o r ma t i o n t h a t c a n b e i d e n t i fi e d a n d p r o c e s s e d b y c o mp u t e r T h e c o n t e n t a n d t h e d e s c r ip t i v e wa y s h a v e r e l a t i o n wi t h t h e q u a l i t y a n d e m c i e n c y o f s o l v i n g s i mi l a r q u e s t i o n s Th e c a s e d e s c r i p t i o n ma y b e e x p r e s s e d i n t h e f o l l o wi n g mo d e + c a s e o f t h e mo l d e d p a rt = t h e i n d e x i n f o r ma t i o n p o s i t i o n i n f o r ma t i o n o f p a rt i n g s u r f a c e wh e r e t h e i n d e x i n f o r ma t i o n i s t h e s h a p e f e a tur e o f t h e p a r t Na me l y t h e s h a p e f e a t u r e o f p a rt a s a n i n d e x c a n s e a r c h t h e s i mi l a r c a s e wi t h t h e ma i n s h a p e f e a t u r e a n d t h e r e s p e c t i v e p a rti n g s u r f a c e p o s i t i o n i s a l s o g i v e n i n t h i s c a s e T h u s t h e c a s e s i n p a r t i n g s urf a c e p o s i t i o n c a s e l i b r a r y a r e s o me t y p i c a l p a rt s h a p e a n d t h e c o r r e s p o n d i n g p a rti n g s u r f a c e p o s i t i o n o n t h e p a rt mo d e 1 T h e n u me r i c a l d e s c r i p t i o n i s c a s e ( F , c a s e ( ff i ， ， ， ) ， ( s 1 ， 2 ， ， s m ) ) wh e r e F -=( ， ， ) ， f i s t h e c h i l d s h a p e f e a tur e i n t h e i n j e c t i o n mo l d i n g c a s e ， i = 1 ， 2 ， ， n ， i s t h e n u mb e r o f c h i l d f e a tur e s i nt h e c a s e ， S =01 ， 2 ， ， s m ) ， s ， i s the s o l v i n g s c h e me ， i c t h e p a rti n g s u r f a c e p o s i t i o n _ 1 ， 2 ， ， m， m i s t h e n u mb e r o f a v a i l a b l e p a rti n g s u r f a c e p o s i t i o n o f o n e c a s e mo d e 1 A h i e r a r c h i c a l c a s e l i b r a r y , wh i c h i s s h o wn i n F i g 3 C a l l b e