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编号： 毕业设计 (论文 )外文翻译 （原文） 学 院： 国防生 学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 陈玉成 学 号： 1000110101 指导教师单位： 机电工程 学院 姓 名： 曹泰山 职 称： 讲 师 2014 年 3 月 9 日 桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 1 页 共 18 页 A F N 2010) 3 :13 16 n on in to as In we a of on is by It of We on of is We of as of an of It is to be to is an of in of . n of is is of of of of is to of on of 1 2. As a be as as so as to of of of on of of to 林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 2 页 共 18 页 So of be as an he of in is a to of to of as in In of is is as of is by s be in a an is of 3an be 5% 0% 3of in it to in In of be to It be in of is of of be of of of N n on et 4 an to a in 5 to in a 6 of a so be is a of 6. is at to in to 林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 3 页 共 18 页 of of in of in to an 4 7. is on a 6 a of on of on Xu et 8 go in on o is by 7 or 4of is of to be is of to is on of In a is is to To et 4 s et 7 is a on It be et 5 a to of is it a of of In be a an is 2 he in is to of a ). is in so be in et 4. on a of 1 3 as of ). of 3 is a 林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 4 页 共 18 页 as in a to of is an in of of is of in to of at of so : n be of of is by of it is to in of is In to be is of is as of an of at of 1). of 1 is to a of 3 n an to on a to a in to in it a of in a of to by 桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 5 页 共 18 页 An 5 003 / 6 004 / 2 005 005 is an of as it 5% of is of a to an on of of by to as of s), to 3 is be of a of by is in 1 of in 980s, to of is in of to to is by as to or is an NS in of A or is in 林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 6 页 共 18 页 of a is 1. of to be as or a of of of to is or in a of in a as by in 1. of a he is of of 0% of to 1. is S$ 600 an of 0% of of 3%, 林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 7 页 共 18 页 1%, 3%, 3%, 0% 2. is to of to of To to it is to at a of of a of to us to in by 2 is in as in be In of on s is in is in in In of is on of by In as by is 3. to as a an so In is 林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 8 页 共 18 页 is an to a ( 4, 6, p. 121) a a in i th of = of is of an to in a to in a 5. In is in of of be In to by is as a 4. As be as as it in In as is or as 6 to a a is an of a of to a 7 to a to In or as to to 8 in 9 in as a 桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 9 页 共 18 页 To of In a a in is as a In be in a to to of be of is m 编号： 毕业设计 (论文 )外文翻译 （译文） 学 院： 国防生 学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 陈玉成 学 号： 1000110101 指导教师单位： 机电工程 学院 姓 名： 曹泰山 职 称 ： 讲 师 2014 年 3 月 9 日 桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 1 页 共 14 页 一种使注射成型冷却更有效的系统设计方法 摘 要 对于热塑性磨模具来说，零件的质量和周期在很大程度上由冷却阶段决定。为了尽量减少产生不必要的冷却翘曲和收缩等缺陷现象，在设计中需要进行大量的研究。我们在本文中提出了优化冷却系统的设计方法，立足于几何分析 之 上，指出冷却线是利用冷却形态的概念并且定义了冷却水道的位置。在这里它们是恒定不变的，我们只用专注于流体温度沿冷却线的分布和强度。由于两方面组成的目标函数最小化， 我们制定的这个温度分布测定表明必须选出最优的这 种 方法。本文所期待的是收缩零件质量以及改善翘曲条件。 关键词： 逆向问题；热传导；注塑成型；冷却设计 1 引言 热塑性注塑模具在塑料产业领域被广泛地使用。这个过程基本分为四个阶段： 模腔填充，塑料固化，冷却以及推出塑件。在这些阶段中，专门为零件的冷却时间约占了进程总时间的百分之七十。并且塑件的部分质量会被这个阶段直接影响。因此，必须尽可能均匀地冷却零件，这样的话，如凹痕、翘曲、收缩等不良缺陷会减少，而热残余应力也将会达到最小化。冷却时间、数量、位置和水道的大笑的 关键因素是最佳进水参数，对冷却液温度和流体之间的传热和内表面的水道系数。设计冷却系统主要是根据设计者的经验，然而新的快速成型工艺的发展有可能使得在制造形状复杂的水道时这个经验显得不够用。所以，冷却系统的设计必须归结于一个优化问题。 传导分析 用热传导注入工件传输的研究是一个非线性问题是由于对温度参数的依赖。 然而，影响模具的等热物理参数，如热导率和热容量保持在不变的温度范围内。此外，聚合物的结晶作用往往被忽视，以及与模具和零件热接触电阻被认为是恒定的。温度场的演化通常是通过求解傅立叶周期边界条件方 程而得到的， 这种演变可分为两个部分：一个是循环的一部分，另一个是平均短暂的一部分。由于热穿透深度并没有影响到温度场，循环部分常常很容易被忽视 3。许多人用平均循环来分析，这样可以简化微积分，但忽略了周围的波动影响，这些影响平均有 15和 40 3组成。零件的水道分布越接近就会导致周围的平均波动就越高。 因此，这种配置就显得非常重要，瞬态传热模型是指在静止的定期状态。但即使是这样，定期的瞬间温度分析还是将被优先考虑在平均周期分析之前。瞬间温度分析应该注意在研究实践中的设计冷却系统是否用于冷却的设计。无论桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 2 页 共 14 页 零件 的质量好坏，本设计的第一阶段也是最重要的阶段之一都应是热传导设计。 型优化技术 在参考文献中，各种优化程序已经被使用，但这些都是以同样的目标为重点。 4 等人从一个优化的过程中获得了最小的梯度和冷却时间。 图获得在温度分布均匀状态时的最高生产效率，即最小的冷却时间 5，同时温度分布处于均匀状态。总结了 3 个实际的模具设计师的目标，最冷的部分温度均匀，达到理想的模具温度，以便下一个零件可以被使用，以减少周期时间。 多个循环之间的一致性的最佳选择是冷却系统的最优配置 。而事实上，时间越长，模具表面之间的型腔和冷却水道的距离越近，模具的温度分布也 将 更高。 相反的是，模具表面之间的型腔和冷却水道的距离越短距离，更快的热量变化会产生聚合物，但模具表面的非均匀温度可导致部分缺陷。这里首先应控制参数，然后是控制型腔的位置和水道的大小，最后是冷却液流速和流体温度。此时有两种方法将被引用，第一种为了尽量减少目标函数 4和 7而去寻找水道的最佳位置。第二种方法是基于形冷却线的研究。 定义了一种冷却线代表所在的冷却通道，这个冷却线性表示了位于流道口的最佳条件（在冷却水道的位 置）。 8 等人进一步的研究表明能够降低冷却部位的单元，并执行每个冷却单元的优化。 法的实现 为了得出答案，我们要用数值方法来计算。 传热分析是由边界元素之一 7或有限元法 4组成的。这种分析的第一个主要优点是未知数的数目计算低于有限元素分析的数目的将计算，只是它的界限是网状的是一个问题，因此用这种解决方案来计算所花费的时间比利用有限元分析要短。然而此方法仅限于某些问题上，有限元方法对于另一些问题来说是首选的，因为里面的温度需要之前有经验的研究来制定最佳的界限。 为了计算最优参数的最小化 目标函数， 4 等人使用鲍威尔的共轭方向搜索法，马西 7 等人使用在序贯二次规则的基础上的梯度方法，它不仅可以找到解决问题的关键所在，而且还确定了线性进化方法。 5 等人通过遗传学算法来得到解决方案，最后的这种算法试图解决的范围包括了很多方面，所以是非常耗时的。要想模具设计的设计时间花费达到最小化，就必须确定方法（共轭梯度）来达到一个可接受的、更迅速的、优先的解决方案。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 3 页 共 14 页 2 研究方法 标 本文所介绍的方法适用于优化的冷却 T 形部分（图 1）系统设计。这种情况在许多论 文中可能会比较容易实现，尤其是在与 等人所做的研究中。 通过对部分形态的分析，两个平面 1 和 3 分别介绍了侵蚀和扩张（冷却线）部分（图 1）。作为第三类的温度条件，固定的流体温度是冷却线 3 热传导的边界条件。寻找这些流体的温度是该优化的关键所在，避免使用冷却线方法来优化冷却水道的数量和大小。这显示了在哪些位置是不理想的水道，复杂的零件在此种情况下具有更好的优势，因为该部分中的侵蚀线的位置相对应的最低聚合物固化厚度的冷却阶段更容易得到。 图 1：半 标函数 在冷 却系统 最 优化 设计 ,质量 应该是最重要的一部分 。 因为 在这一 过程 中 的最小冷却时间是 由模具厚度和材料特性所影响的， 在给定时间达到最高质量是很重要的。 流体温度直接影响模具的温度和组成部分 ,湍流流动的唯一参数是控制冷却液温度 。 接下来，流体温度和周围的零件优化分布的测定是需要优化的参数，作为一个目标函数 第一个任期 3 结论 本章中， 开发的一种优化方法确定冷却的温度分布线获得均匀温度场 。 从而 导致部分最小梯度和最小的冷却时间 。 与 文献中的方法相比 ,可以 显示其效率 和效益 。 值得注意的是它不需要指定一个预先冷却通道的数量 。 进一步的工作将包括在决定后验所需的最少数量的渠道相匹配的解决方案最佳的流体温度曲线。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 4 页 共 14 页 一种使用设计特征和工艺参数来估计模具成本的集成框架 摘 要 模具是一种基本没有废料的生产工具，例 如注塑模和压铸模。 它可能占超过 25%的产品总成本和开发时间 ， 特别是当订单数量很小 。 结合一个科学家模具成本估算和控制方法 ， 发展快速和低成本的工具 成为至关重要的问题。 本文提出了一种集成方法和模具成本估算 ，基于 成本驱动的概念和成本 修饰的 方法。 成本 驱动 包括腔的几何特征和核心 ,由分析成本估算方法估算基本模具成本 。 成本修饰则包括模具参数，例如分型线、表面纹理、顶出机构、模具材料和模具制造的总成本。这种方法已经在十三个工业生产中测试过， 平均偏差 在 该模型可以很容易地估算各种模具的成本和实施成本修饰，通过自定义使用质量功能展开方法，这也是在本文中主要描述的。 关键词：成本估算；压铸模具；注射成型；质量功能部署。 1 引言 当今产品生产周期通常是不到 1980年代一半的 ,由于频繁的新产品有更多的功能进入市场。制造业竞争力 对 衡量缩短更换模具的市场而言 ,没有划线质量和成本。减 少更换模具的一种方法是采用净形状附近 (造工艺 ,例如注塑 ,压铸等涉及更少的步骤来获得所需的形状。但是，模具（压铸或注塑）是一个 耗了成本、时间和专业知识等大量的资源。 一个典型的压铸模具或注塑模具由两部分构成：固定部分和移动部分对接在一起 ,分开在弹射一部分。建设的一个典型的冷室压铸模具图 1所示。 模具的主要工作部件是 型芯 和 型腔 ，传递所需熔料到几何腔内，这些可能是制造单块或组合的插入。第二部分包括进料系统、脱模系统 ,核心执行机构和紧固件。充料系统的转轮，喷嘴和流道，包括从注射机喷 嘴的熔模腔。喷射机制用于排出核心或腔的模制品。上面所有的元素被安置在一套模块 ,由块的支持、指导和其他元素支撑。部分零件，包括型芯、型腔和充料系统在工厂专门制作。其他零件可以从供应商获得标准配件。模具装配和功能试验 可 询问经验丰富的工匠与工具设计师。 模具行业目前由日本、德国、美国、加拿大、韩国、台湾、中国、马来西亚、新加坡和印度 支配。模具 的主要 需求 包括汽车、电子、消费品和电气设备行业 。 塑料模具占模具行业的主要份额 ， 大约 60%的 厂房 属于 全球 中小规模 1。模具需求 在印度每年 就超过 6亿美元 ,年增长率超过 10%在 过去十年 间 。在印度，不同类型模具所占份额为： 板材塑料模具 为 33 、 冲压模具 为 31 、 压铸模具 为 13，夹具 为 13 ，模具供应商为10 2。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 5 页 共 14 页 图 1 典型的压铸模具结构 工具行业正日益面临的压力 ， 减少模具开发的时间和成本 ,提供更好的精度和表面粗糙度 ,提供 可行性 ,以适应未来的设计变更和满足要求 ,缩短了生产周期 。为 满足这些需求 ,新技术例如 高速加工、淬硬钢加工、流程建模工具设计自动化、并行工程、快速原型和快速模具已被应用 。要 成功操作 以及 保持竞争优势 ,有必要建立量化的成本估算桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 6 页 共 14 页 的 方法 。 我们当前研究的目标是开发一个系统 ,集成框架开发的快速工具 (注塑模具和模具 )和压力压铸应用程序 。 依照 我们 所 提出的方法 ， 在未来一段 时间里， 一个 比较合理的 系统的成本估算 将会实现，对 不同模具 使用不同的 开发路线 也是我们要考虑的 。 2 以前的作品 用于产品和模具在技术文献报道的成本估计方法有相当大的相似性 。 这些方法可以归类为 :直观法 ,类比法 ,分析法 , 几何特征法和基于参数的方法。 在直观的方法上，成本估算的准确性取决于成本评估师的经验和理解的能力。估价通常是在与模具设计师协商进行 的。通过长期的合作，可以获得与模具和模具开发成本有关的估计，但这种方法仍然是在小作坊和小工厂里的做法。 在类比的方法 上 ，模具 的 成本 估计基于 以前的模具制造的 相似性系数 。 在这项技术中，模具编码考虑模具尺寸，模具材料，复杂性，喷射器和门控机制 的 因素。 估价的 人开始比较新的模具设计与所有以前的设计中最接近的匹配。 其 基本假设是：类似的问题也有类似的解决方案， 再利用上述 3来解决实际问题。 然而 ，这种方法，也被称为基于案例的推理， 它 需要一个完整的案例库和一个适当的检索系统 。 到目前为止 ，这个检索系统 并没有 为 模具成本估 算 作出报告 。 在分析成本估算 上 ，整个 制造业的 活动分解成 多个基本 任务，每个任务是 一个经验公式 计算制造成本。 例如，一个用于加工成本 的 普遍方程： 加工成本 =（切割长度 /每分钟进给量）机器操作成本 威尔逊（在引言 4，第 6 章，第 121 页）在用于集成车削和铣削操作中，提出了用于复杂的几何因子的数学模型： 尺寸的特征 ; 相应尺寸的公差 ; N =尺寸的总数量。 这是借助一个例子之后所解释的。 另一种方法称为基于活动的成本核算（ ，其所 涉及应用到制造特定产品的所有步骤的分析方法， 在每一步中所涉及 去 估计的资源（材料，劳动力和能源）。 这 样一个详细的方法 用于 各种过程，包括 克里斯【 5】所开发的铸件。 在工具室，这种方法 被使用于 复杂型腔几何形状的模具的情况下。模具成本的来源可以分为三类：模具 的 基本成桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 7 页 共 14 页 本，功能元件（型芯，型腔镶块）的成本和二次元件成本。在每个类别中，需要通过加工获得所需的 时间和其 几何 形状 作为成本 4 的 参考 条件 。 可以预期的是， 建立和验证成本方程，以及在实际 中运用它 ， 都是非常 繁琐的任务。 在基于 特征 的 方法上 ，模具的几何特征（缸，槽，孔，筋，等）作为成本动因 所使用 。模具制造 的 成本估计使用经验公式 或工具，如基于知识的系统和动脉神经网络。陈、刘 6 用特征识别的方法来评估一个新的注塑产品的成本效益 的设计 。他们认为，一个产品是一套功能和特征关系的聚集。 ，这些功能的关系转换成模具相关成本评估的一部分功能。 决策表的知识来估算注塑模具的成本。 在参数成本估算 上 ，技术，物理或功能的参数作为 成本估价的 基础。 这种方法允许一个产品的特征（设计工程师可利用的）以经济数据的技术价值形式存在。 8 利用回归模型方法在注塑模具成本估算 下 使用逆向技术 。 利用注塑模具制造作为参考资料，模具费用估计采用线性回归方式来进行分析。 总之 , 成本 相似 法 和成 本函数法 （成本因素）是两 种 模具成本估算 的 方法。 在其他 的方面上 ，在工具室 里 ,新模具和以前的模具开发之间的相似性是用来作为参考。 直观和类比的方法，属于这一类的。 在广泛使用的直观的方法中，成本评估师可能不会只站在一个角度上来确定所有的风险因素，因此，类比方法用于估算模具基本成本和其他次要成本是很容易的，也是很成功的。然而，在（型芯和型腔）功能元件的情况下，要分组成为其几何形状，得出加工顺序 ,将成为比较困 难的任务，并且得到的产品与设计时的产品会有所不同。 在第二种方法上，模具成本之间的相关性及其驱动程序都以数学函数来表达。 分析方法，基于活动的成本核算，基于特征的方法和参数计算方法属于这一范畴。 虽然分析以及估计的方法适用于简单零件的加工费用，但是难以适用于复杂几何的模具，因为它们的制造比较困难。同样，基于特征的成本估计也是难以适用于复杂模具，因为目前的特征识别的分类和算法不能处理相对复杂的模具。此外，这些技术可能无法考虑装配约束条件的影响，比如表面粗糙度要求、模具的试模和其他因素。 参数化 的成本核算方法的功能就 像一个黑盒子 功能一样 ，通过 关联的设计参数与数量有限的模具的总成本， 这是 很难证明或解释的结果。 了注塑模具成本估算开发了一种的综合办法，把相似的注塑模具以及同类结构构件组合在一起，而且确定了每个小组的代价函数。成本组成部分为腔模具、模架、基本功能零部件和特殊功能零件。腔模具和电火花电极加工的机械加工成本是由机械加工时间和加工工序所决定，以及像分型面、分型线、表面质量、削减核心、公差精度、加工难度系数和腔数量等因素也决定了每小时的收费标准。模架被假设是标准构件。如流道、热流道系统、冷 却系统和推出系统的基本功能零件成本估算，要按个数来估计。含有特殊功能零件，如侧向分型抽芯、三板模模具、侧凸轮和退扣式设备的桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 8 页 共 14 页 成本是在使用设备的基础上增加实际费用，其中有一个局限性是，对深腔类零件的平均加工时间估计不够准确所造成的结果，如复杂形状模具要求不同的机械加工方法，像粗加工，边角料加工。主要是因为切削刀具的尺寸大小，几何形状限制，定向和设置的原因。 其次，计算中似乎没有考虑二次曲面加工的成本（尤其是嵌入式型腔或型芯），模具材料成本的影响（直接影响切削工具的选择和加工时间），标准模架的二次加工（为了适应型 腔、侧型芯和配件，专用喷射器机械和热流道喷射器等），还有的在成本估算过程中过分关注额外的加工费用。 这种方法在使用过程中平均每 5变量中会使用超过 15分析变量，这就需要建立统计分析模型和提供研究机会来计算。 一般来说，在开发工具中的单一模具类型（如注塑模具或压铸模具），上述所给的方法只能提供相对准确的估计。模具制造仍被认为以技能和经验为导向的制造业，而且它本身是不重复。因此，这就需要制定一个通用的模具成本估算模式，可以方便的为不同类型的模具和复杂的加工过程来实施估价，以适应成本估价人的决策。我们提 出了一种成本模型可以适应以上的要求，基于成本动因的概念和成本估价。成本动因取决于零件几何形状和加工时间。成本估价取决于零件的复杂性，而且可以自定义使用质量功能部署方法来计算，这也是本文所要讨论的重点。 3 模具成本估算的框架 一个典型的注塑模具汽车零部件（假设模具寿命为 25 万件）的成本构成如图 2 11所示。这表明，模具成本（ 41）在总成本中占很大一部分的份额，因此，必须精确地估算模具的成本。用于其它应用（加压模铸，锻造，金属板工具等）当中的模具成本也反应了相似的问题。模具成本包含了模具材料、模具设 计与制造中的费用。在这些模具成本中，模具制造成本占了最大的份额，而且是我们工作的核心。我们提出的模具成本估算模型的结构如图 3 所示。在这种方法中，所有的几何特征都映射到机械加工特征中，这是通过分析成本作为成本动因和它们的成本的计算方法。模具的复杂性等因素被认为是影响成本估价的其他因素。从此以后，这种模具将被用来代表注塑及压铸模具。 本驱动因素：型芯和型腔特征 基于特征的设计，一部分是依照几何特征（如整体，孔，槽和肋）中的某一空间特征和功能关系的建造，编辑和操作。该部分特征用于生成模具型腔的特点，表 1 中表明了在零件和模具间的特征图谱。模具特征被分析用来确定模具的几何尺寸、制造工艺和相对制造成本。从本质上讲，型腔大小和形状复杂的特征会对模具制造方法的选择有细微差别，如成本驱动的选择。制造方法以一维、二维等方面用来代表工具的运转或工件轴的 X， Y， Z， A， B 和 C 方向，以取得所需的几何结构。用于特性制造的相对成本（基桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 9 页 共 14 页 本模具成本），应基于我们的经验。当有足够的模具设计和成本数据不可用时，这是很有用的。更精确的成本估算可以与分析成本方法相结合，以为后期加工提供便利。 模具制造成本的几何结构可以按公式 1 来计算。使 用 预先决定的技术参数如每分钟（ S）和机械小时率。机床加工每小时的加工费用总和得出基本模具成本： 的特征切割长度（ f= 1 到 n） S =相应进给速度（毫米 /分） 应的机器速率（小时 / 60） 工复杂因素 I n=特征数量。 为了达到成本估算，在计算加工复杂因素时，没必要考虑到每个特征 （过程工程师将会选择制造过程和相应的生产工艺，同时要考虑到几何尺寸公差）的所有方面。机械小时率早已经考虑到了这些影响。其他因素的影响，如设置的参数、工具的数量和它们的序列号，这依靠几何的复杂程度（表面，他们 的取向和特殊关系）。所以，我们在公式 1 中 引入一种加工工艺的常数“ K”。在电火花抛光和机床加工中， K 值的 因此，加工复杂性因素的一个特征可以给出： 例如，考虑到一个直径 20+米和深度 16 米为特征的圆形整体。在这种情况下，直径 20 是一种主要尺寸和公差 米可以通过铰孔操作来实现。因此，这有必要只考虑到深度，即 16 米。铰孔操作通常是在电脑数值控制立式加工中心或镗床上执行的。设置的参数有一种，刀具的参数可以有四种情况（中心钻，定心钻，钻头 和铰刀）。因此，加工过程常数被认为是 此，以上所述特征加工的复杂计算公式如下： 本估算：模具复杂因素 在注塑模具和压铸模具的制造中，有很多模具复杂性的因素，有一些因素是不能影桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 10 页 共 14 页 响总成本以及被认为成本估算。这些因素包含分型面的复杂程度、侧型芯的存在、表面粗糙度和质地、喷射器机械和模具材料。从我们的经验确定了表 2为基本的模具成本（来源于方程 3）的百分比，这里有它们成本估算费用的详细解释。 型面的复杂性 在注塑模具和压铸模具的设计中，选择最合适的分型面是一项很重要的 步骤。许多研究人员报告不同的算法来选择一个分型面，分别就模具型腔的零件，易于制造和美学方向而论。由于受机械加工复杂性（因为切削刀具几何形状的约束）和模具装配时间的影响，一个复杂零件的加工会大大增加制造成本。一个空间的分型面让它很难被分成两等分。有时候，它导致的结果是再次加工，这是没有经过基于特征的方法。考虑到这些不确定因素，模具分型面复杂性因素被分为三个等级：直分型面、一般分型面和自由分型面。直分型面不会施加任何额外费用，然而，一般分型面和自由分型面的成本将分别会多出 10 20和 20 40，这些安排在后 面的部分中讨论。 型芯的存在 产品的侧面包括侧孔或侧凹，阻碍了从模具中的推出。为了能成型这样的产品，需要这样一种侧向分型的机构，它们应在推出产品前使用。侧向分型和抽芯机构需要的零件有导柱、导轨、侧滑块和液压气动执行器等，它们会增加额外的费用。如果产品的几何形状要求的内抽芯的数量存在于不同的方向，那么型芯尺寸和成本就会大大增加，从而模具加工及装配时间也会大大增加。虽然侧型芯的加工费用已经在成本估算中确定过了，但由于复杂的附加配件，二次加工会在所难免。根据我们的经验这个成本估算（c）的相应值在 表 2 中。 面粗糙度和纹理 模具表面通常是抛光表面粗糙度 些表面纹理可能被添加到模具的成型零件中，增加了一些外观或功能要求。这需要像电火花毛化、照片蚀刻工艺和表面专业处理等措施，增加了模具制造商的工作。因此，抛光和纹理处理会增加额外的成本，根据我们的经验，这里的成本估算值（ p）分别列于表 3 中。 出机构 对于模具的 推出机构，其 零件包括一个简单的顶针或推件板机构，或一个复杂的液压气动执行的机构。推出机构的设计取决于工件的几何形状和生产所需的效率。此外，推 出机构的 设计可能导致更大的型芯尺寸来容纳滑块、推件板、驱动器， 推出机构 等多桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 11 页 共 14 页 种零件。因此，顶出机构的总成本增加费用要根据其类型而定。这个成本估算（ e）值列于表 4 中。 具材料 注塑模具和压铸模具的材料应具有的机械性能有：高硬度、热变形小，高抗压强度和抗拉强度。常用的注塑模具和压铸模具的工具钢有 ， 2， 些材料比一般钢材要昂贵。在该模具材料成本的基础上，直接应用模架（在总成本模式考虑时）。由于对刀具寿命的影响，模具材料的特点也影响到了制造成本 。最近的发展是淬硬模具钢，这表明表面精度和表面粗糙度不能改善高速加工。以碳钢热作模具钢模具材料为例，在十多个案例的平均研究在基础上，模具材料因子（m）可提高 2基本模具费用。 4 建立成本估算 由表 2可以看出，一个模具或模具总成本的各种因素的影响是相互联系的。而在表中给出的数值是根据我们的经验得出的，它们无法在其他地方适用，除非他们有一个庞大的案例库，用以验证相同的案例。因此要进行成本估算必须定制一个单独的工具库。 自定义的使用成本估算方法之一是运用多元回归分析。这包括收集历史资料、建立回 归系数或成本估算关系（ 然而，在商业工具库中设立的多元回归分析可能无法模拟真实的情况，因为制造注塑模具和压铸模具的工具种类繁多，以及需要计算大量的历史。 我们提出另一种基于质量功能展开的方法来建立成本估算，以克服上述限制（质量功能展开）方法。 基础理论是项目实物模型，并建立由不同模具参数因素来考虑成本。用户必须评估作为参考的基本成本，以及装配模具参数（分型面的复杂性，表面粗糙度等）的影响。这提高了总成本估算的准确性。表 5 说明了模具参数及其相关费用在开发 方 法所涉及的步骤如下： 1识别主要的模具参数，包括基本模具和模具特色制造等。 2把模具参数不同层次的复杂等级加以分类（ 列参数）。 3除了基本模具制造成本，确定模具成本要素（质量功能配置行）等。 4确定占基本模具成本的百分比中较大的成本要素。比如，分型面加工成本是基本模具成本的 10%，因此，成本估价一般是 5考虑到发展关系矩阵的复杂性，使用 1数值范围（ 1=弱， 3=中， 9 =强）。 6构建相关矩阵，使用 数值范围（ 弱， ， 强）。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 12 页 共 14 页 7为使 矩阵的关系正常化，应使用沃瑟曼方法。正规化矩阵的归一系数由以下方程式 12给出： 8计算每个重要的模具技术参数。 9. 技术参数可以被用为各自的成本估算。注塑模具和压铸模具成本估算的全部方法论用第五部分的工业应用实例来说明。 图 4 压铸组件的模具 5 工业应用实例 图 4 显示了一个铝制零件吊扇使用，以及相应的压模嵌入件。风扇组件的生产采用冷室加压模铸法工艺。模具设计与开发存在相当的难度在于一些零件组成小的几何特征和分裂分型面。电脑数值控制电火花加工工艺被用来做来制造型芯和型腔，并插入模具 材料中。模架、喷射器和螺丝均购自标准件的供应商。 本模具制造成本 用铸造一个 模型被用来输入作为设计模具的基础。为了估算基本模具成本，模具加工特征和相应的过程应缩进。然后，加工费用要使用均衡器 3 来估算。模具特色加工和它的临界尺寸（我的尺寸特性）和相应的尺寸公差（尺寸公差的维度）是被考虑在复杂性因素的计算。结果表明见表 6。用以下的价格（印度卢比， 1 卢比 元）： 本估算 这个例子中模具的主要特征复杂性考虑如下： 单）； 配几率）； 顶针（直径最小为 3 毫米，最大为 8 毫米）； 13（需要淬火，回火，很难加工）； a要抛光）； ； 桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 13 页 共 14 页 12 +1（校准是关键）。 模型的开发按照第 4 部分所讨论的展开 。 这八个成本要素在表 7 中所示的其余几栏有所展示。有关鉴定人的费用的决定在第二栏中给出，模具的成本百分比也有给出。例如，成本评估师认为分型面的加工是相关基本模具成本的 10，加工型腔和型芯的费用是基础零件的 9。分析了模具设计的复杂性，并且个别参数的成本示意利用 1 律来完成关系矩阵。为了简化计算，没有考虑相关联矩阵。表 8 代表了正常化关系 于不同的成本估算，加入了相应列的系数。 各种模具参数（成本估算）模具总成本的影响，给出如下： 分型面因子（聚苯乙烯） = 顶出机构因子（ e） = 型芯个数因子（ c） = 抛光因子（） = 模具材料因子（ m） = 6 成本模式的检查 对研究所开发的 13 个工业用例成本模式进行检查，包含 7 个注塑模具， 3 个压铸模具， 2 个挤出模具和 1 个压缩模具。过去四年时间里，这些都是在印度的 中央机械开发工程研究所中进行的，每个案例遵照的方法有： 1零部件功能的检查 2特征映射：转换功能，把零部件加工为有一定功能的模具。 3模具成本估算方法的基本方程 3。 4使用第 4 节所讨论的 本模型来估算成本。 图 5 比较成本偏差 桂林电子科技大学毕业设计（论文）说明书用纸 第 14 页 共 14 页 5模具的基本成本估计，二次零件（ 成本和型芯、型腔的材料成本。 图 5 直观地显示了复杂模具的使用方法，可以准确的估算成本，更重要的是，更精确的计算能得出更好的计算结果。单独的工具库可以建立自己的评级，很容易得出成本估算。 7 结论 模具开发时，各零部件的成本计算的记载并不是都那 么详细。传统的成本估算方法取决于有经验的模具制造商，却不适用于现代的估算案例，特别是当模具具有比较高的复杂性时。在这项工作中，利用特性法、成本计算法，使参数化形成为一种混合型模具成本估算模型。这个成本模型可以比较容易的应用于现在的估算领域。一个质量功能展开方法已提出来进行模具成本的估算。在 13 个工业实例中已经验证了费用模式，包括注塑模具和压铸模具，平均偏差仅为 最大偏差为 在小工厂中不易实现此种系统成本模式的方法。再者，特性识别和定制成本估算需要一些具有专业知识和经验的人来进行评级。自动 化集成水平的提高，加强了具有特征识别功能的电脑数据库，可以使上面提到的问题得以解决，并能提高该模式的效率成本，这也是目前要研究的方向 在此，作者要感谢印度孟买的工具和仪表制造商协会（ 分享了对印度模具制造业状况的信息。也