Φ50 x15电器盖注塑模具设计（全套含CAD图纸）
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毕业设计（论文）译 文 0 一种面向对象的注塑模关联冷却水道设计工具 摘要 为了短期产品研发周期的需求，要求注塑模具设计师压缩他们的设计时间和能适应更多的后期更改。本文介绍了 一种嵌入在冷却水道模块内的模具设计软件包内的关联设计方法 。它对冷却回路提供了一系列全面的对象定义，还给出了平衡或不平衡的设计。这里将对已开发出的 法进行了简要说明。 有了这种新方法，模具设计人员可以轻松地在模具板或插件与冷却系统两者之间做出改变而无需进行繁琐的重复性工作 。因此，这种方法可以有效地减少设计时间和后期设计更改的影响。 关键词 ： 冷却回路 塑料模具设计 联设计 设计自动化 1引言 目前，大多数 统还无法完全和明确地捕捉设计意图。丰富的设计信息不能完全由 型来描述，并在产品开发周期的后期的设计更改将引起大量的重复劳动。众所周知， 交互操作性应包括基于知识的工程系统的集成 。然而，没有任何机械能使设计意图信息流通。在注塑模具设计中这种信息差距也是非常明显的。 模具设计人员面临着越来越多的压力来减少设计时间并且还要确保模具质量 。 自 20世纪 70年代初以来各种设计注塑模具的 其中大部分集中在 模流分析及优化算法 。近年来， 模具子系统的设计一直是（研究）的焦点 ，例如凸凹模插件、流道、浇口位置和冷却系统等。对于冷却系统的设计王等 11提出了一个三阶段的策略，与一维近似、二维优化设计、三维设计冷却效果分析设计 。他们已经开发出一种程序， 使用三维边界元法来分析三维热传导 。所有上述提到的工具只能生成一般的几何信息。丰富设计信息的表达和重复利用不同程度地没有提到。 面向对象的软件技术已经应用来满足模具设计信息表示的差距 。在复杂实体中 对象的定义可以提供大量的帮助，特 别是部分独立部件和特征。然而，维持几何实体之间 的关系并使它们可 定 制 还不是一个简单的任务。 可以持久实现几何实体之间关系的 件发展方向被称为相关设计方法 。一种方法是在一个过程向导中建立一个 统的设计意图和过程知识，它基本上是一个应用程序的测试与用户界面的设置结合， 来 引导用户完成特定的计算机系统的相互作用构成。 统就是这 样一个基于流程的向导。本文介绍了 应用于冷却水道的相关设计方法的市场反 馈 ，表明这一概念大大减少了人类知识和计算机一毕业设计（论文）译 文 1 贯表示的差距。 在一个模具中冷却系统不仅影响成型零件的质量而且还影响生产效率。在目前 的实际 生产中，在一套模具中至少有四个主要的冷却回路。它们都位于型腔插件，插件 的型芯，一个 A 板和 B 板。王和 认识到，在设计冷却系统 中有很多参数和设计变量，如位置、 冷却管道类型和三维回路布局，通常需要频繁的修改来解决部分后期设计 中的 变更以及模具 的 优化设计。修改过程耗时且容易出错，因为设计师 需 反复编辑和更新 型。 莫克等 开发了 可以自动检索某些回路模式的冷却系统，如直线型或 U 型冷却回路，但对实体之间的几何关系没有论述 。 莫克等 引 入了 一种冷却系统的专家设计系统。该系统包括了四个层次，布局设计、 分析 、评价和 决策 。一种决策模块根据储存在知识库中的规则对冷却水 道的重新设计进行 了 评估。然而，没有综合与参数化的 统。 总之，高效率和用户友好 型的冷却系统设计工具是备受追捧的，这样的系统可以达到令 模具设计师从繁琐的更新和保持设计模型一致中得到解放的预期，使模具设计周期的总时间缩短。本文介绍了 提供冷却和 它们之间的散热孔 面回路所产生大量的相关链接的自动化的冷却水 道的设计工具 。 用与把握设计意图的相关问题 在工业生产中，通常冷却水 道是以冷却回路的形式构成的，但孔特征作为具 的代表。另一方面，经验丰富 的设计人员发现经常用圆柱体来代替冷却水 道。在后一种方法中当设计完成时所有的管道都连接起来形成一个冷却回路。在 析工具的帮助下用这种连接回路能对冷却效果进行评估。这些不能转化为孔直到设计工作完成的回路是为 具 路径的产生做 准备的。用这样的表现形式，一个 统可以显示或绘制自视检查的冷却水 道，而不 显示凸模或凹模插件 和模具板的细节特征。 与孔特征相比重新定位和修改实体需要更少的步骤。它能自动检测冷却水 道和其它模块之间的功能如型腔和销孔碰撞。 然而 ， 圆柱体冷却水 道的代表形式有几个问题。首先，许多 步骤仍需要一个简单的通道，如创建一个圆柱体，在一个情况下 的倒角中的盲孔盲端 ，并通过一系列的对话方块的位置和朝向运行。通常，冷却回路有很多的管道，所以它们的创建需要很多的重复命令。当需要修改时要再次对圆柱进行重复编辑。这种情况很容易出错。其次， 在冷却水道中对自动传热分析或碰撞检测是很重要的。第三，在用户友好的操作方式中它们不能为插头喷嘴或挡板插入冷却水 道提供方向信息。因此，模具设计师被繁琐的步骤所困扰。 却系统中的语义定义 一种面向对象的软件设计方法可用于解决上述一节中讨论的问题。它提供独毕业设计（论文）译 文 2 立的 冷却系统动态更新的定义 ， 对 冷却系统的验证 是必不可少的一种对象类型或种 类的集合。在图 1 中，显示了简化的冷却系统结构及相关组件的类型。每个组件类型被定义为一个对象类。 冷却水 道被定义为其中包含冷却液（在大多数情况下是水）的 连续直孔。它可以包含在一个单一的模具组件（片或插件 ），或贯穿几个。本文 中 “孔” 是用来 描述在一个单一的模具组件的冷却水 道 中 的几何形状，但其表现 与传统的孔特征是不同的 （见下一节）。如图 2 所示是 冷却回路的一个例子。 1是冷却水道。一个冷却回路代表连接在入口和出口之间的冷却水 道。几个冷却回路形成一个冷却系统。在图 2 中孔 1同形成了一个冷却回路。一个回路 可有几个不同方向的冷却水 道。 这些管道由从不同模具板和插件 面的钻孔的冷却孔组成。一个用于钻孔的面称为穿透面。当然，冷却孔有一个穿透面和钻孔量总从渗透面指向另一端。通常情况下，冷却孔垂直穿透面。然而，为了适应某些特殊情况，这种限制是不影响本文目的的。 图 1冷却系统的结构 毕业设计（论文）译 文 3 图 2 冷却回路的例子 在实际中， 如图 3 中的一个例子 冷 却 水 道跨越 了 多个块 。它由 几个 连接的共线散热孔（孔 1，孔 2，孔 3）。 这样的 管 道被专门命名 为 彩色线性冷却 水 道。 在许多情况下 ， 多印象设计用于模具布局。有两种方法来 建立 冷却回路 即 ：平衡和不平衡。如果同样的冷却回路模式适用于每一个印象 ，则 冷却系统被称为均衡。否则，冷却系统是不平衡的。通常，如果模具是一个平衡的多模式设计的印象 14，设计者希望有印象的每个部分 是 相同 的 冷却回路， 则 平衡的方法 被 使用。在这种情况下，因为每个 回 路设计主要用来 满足 一个印象， 来 满足 传 热要求的 冷却效果会更好控制。这是 为 特别复杂的成型件推荐 的 可 利用仿真优化包 的 冷却方法 11。采用这种方法， 功能 可以普遍满足 模具设计师在冷却回路格局 上的个 人 的变化 需求 。 毕业设计（论文）译 文 4 图 3典型的共线冷却管道 另一方面，设计者可 以把模具作为一个整体看待而不考虑冷却回路的印象模式设计， 如果这样的话，他可以 采用 不平衡的 方 法。 细的陈述 在图 4 中给出了 冷却系统的一个组成部分的详细结构 。 用一条直线 和一个 任选的圆柱体 代表一个洞 。这 种 直线 被称为孔冷却的引导线 。更确切地说，一个冷却的 引导线 是 从 冷却透孔中心点到 末端 孔中心点出发 的直线 。 在图 2 中， 孔 1 的冷却引导线 ， 而 孔 2 的引导线 。 引导线 包括钻孔载体。 如图 5 所示 在每个散热孔的开始和结束点，孔两端可以选择以下类型：（ 1）末端为通孔型 （ 2） 末端为盲孔型 （ 3） 台阶型末端 （ 4） 交叉盲孔型 。 这些几何特征信息表示为 附加 属性 指引。如果它 基于储存在每个 引 导 线中的信息，就可以随时生成圆柱形实体。 传统上，冷却线也被用来表示一个冷却回路 11，但它们是从 被包含的实体中分离出来的，例如模具板和插件 。本文中的设计思路之一是 每一个 引 导 线 的开始和结束点 都 与 穿透和退出的 面 相关 ，除了 末端为 盲孔的终点。 因此，如果这些面 的位置 改变 了 ，相 应 的点 将 得到很大的 更新 和变化 。 换句话说，冷却 引导线 总是与穿透和退出的面 有关 。 毕业设计（论文）译 文 5 图 5冷却管 末端类型 在冷却回路中 所有的内孔的冷却 引导线作为指导路径进行分组 。 在图 2 中有五 条引导线 和 ，形成引导 路 径。在本文中，如图 4所示，引导路径 完全 代表 一 个冷却回路冷却时可以有 一定的准则来描述 冷却孔类型直径等 的属性 。 事实上，冷却圆柱体仅在需要 时 进行查看检查不同功能 /组件的物理碰撞或创建基于板或插件的功能时 生成。这些冷却固体可以去除来简化，只要引导 导路径可行，这些冷却固体 就 可以再生。 稍后阶段，在确认冷却系统的设计 中 ， 然需要几何孔 。 它们可以通过减去其相应的 冷却板/插入机构的固体来获得。 一 个引 导路径也用来维护其 线路 之间的连接。 在指导路径中定义了一种 验证和核实这一条件 的 一个 “ 特殊 ” 的方法。 这个 共线冷却 水 道 是创建 的 “ 特殊对象类型 ” 。 从图 4 中 可以看出，一个冷却回路 包含 可共线的冷却 水 道以及简单的 管道。每个通道都可以 由一组被叫做共线指引的引导线来表示 。 显然，它的元素 引导线 必须从头部到尾部不断沿着一条直线 连接起来 。在图 3 中 ， ， 及 形成路径和代表共线 的 通孔 1（ 台阶型通孔 ）通孔 2 盲孔 3。可以看出，在一个冷却回路 中 冷却元件相关联，因为它们是可以立即 进行 任何改变 的 。 如图 4 所示 ，回路的 内容和对象根据上下文和用户的选择变化，例如，一个 回 路可以 作为一个 相互 关联 的 引导线 或作为一个圆柱体集。一个冷却回路 能在丰富的属性形式中自行确定几何与非几何的信息。 总之， 在 此对象的结构设计 中 ，冷却 水 道及其相关模具板或插 件 可以自动更新如果诸如 穿透 面或钻 孔 元素 的某些类型能 在后面的设计阶段 进行 修改。由于所有的冷却 水 道 用相关联的方法创建 ， 在一个回路中 如渗透面钻孔 方向 可以嵌入毕业设计（论文）译 文 6 型和持久存储 。 2 执行方面 入链接和参数 在这个模块冷却设计 集中，引导线最初是通 过用户界面创建的 。为了把每个引导线的开始和结束点与渗透和退出面及 盲孔联系在一起就出现了一个智能点。一个智能点在表面上是和内核与数据库面相关的点。它能与相应面保持持续的联系。在这里“智能”一词 表示一个实体关联到其 它 相关实体的性质 。 由于 这些 引导线 是建立于智能终点 上的 那么 连通引导线 也称为智能线。 它们每个都是由 一个（盲孔）或两个（通孔） 连接在一起的。 一个冷却圆柱体可以沿着一个圆形扫描的智能方针 自动生成 ， 对于盲孔锥孔需 增加。对于冷却回路圆柱体作为固体的代表。这些几何特征代表引导线的属性。这些相关属性包括末端的类型 、 冷却孔直径深度和台阶直径部分。它们用于冷却孔的编辑和冷却孔的再生。 能和算法 已经 开发 出的 这个模块 的 主要功能 是 满足冷却系统的设计 ， 在 这里列出的要求： a 增加形成 引 导 路径的智能引导线 b 修改或重新定位引导线 c 删除引导路径回路 d 创建冷却固体 e 修改冷却固体 f 删除冷却固体 g 建立平衡或不平衡的冷却 固体印象模具设计 建和编辑一个冷却回路的智能引导路径 要创建一个引导 路 径 的 第一 引导线 ，用户需要 在预期的固体上 选择一个面 作为 穿透 面 （平面）的 回路 入口（见图 2）。一个平面方程可以提 供 出选定的平面。在面上 最初的 引 导路径的启动 点 把 用户的指示点为基础， 然后创建 一个 智能 点。引导第一次降温过程生成的 默认 方向 的相反方向能 在图形窗口中显示。用户可以由图 6 所示的界面活性 变化的引导线的方向， 交互地修改初始点的位置。 然后，用户可以动态拖动冷却线或输入 一个盲孔的 引导线的 长度值或选择另一面说明通孔结束的 面 。在后一种情况下， 在 引导线 的终点 另一个 智能 点会被创建。 在创建第一引导线时， 一个序号“ 1”会显示在它附近。 为 创建下一个 引导线 （见图 2），一 个钻孔 是必需的。用户可以显示底部渗毕业设计（论文）译 文 7 透在 p 点的 面 ，然后，下一个指引方向 将 设置在选定的 面 扭转法线方向 上 。 在这项工作 的 实施 中 向量的起点 C 的 确定 是 参照前 面的 导线 和最近点到用户的P 点 来 表示 的 一个嵌入式规则。 为了使向量定义的用户友好 ，很多这样的 潜在 “规则” 适用于协助指导创 建 。在这种情况下，当 定义 导线和 以前的 ，它 能 自动延长到底部钻 孔 的 C 点。 智能 点是建立在 与引导线相关的面上的 C 点上 。同样，序列号 “ 2” 显示 在 引导线 的附近 。用户还可以通过选择一个工作定义坐标方向 +X, X， +Y, Y,+Z, Z 然后指示 出引导线的 下 个 起点。用 类似的方 法 ，一个完整的 指引 路径可以被定义。当确认所有的 指引 路径的引 导线 时 ，路径的连续性 可以在这种方法中验证 （见图 4）。 该指引路 径 被 当作一个单一的实体。 正如预期的那样， 引导线 可以创建或加入一个由 能 的 引导 路径。现有的 引导线 也很容易被删除 。 在互动的 定义 引导线 之间 ， 在相应的分支机构的算法中 用户的输入参数和序列是 不同的 。例如，要创建一个简单的盲孔，用户 可以 选择 的 序列可以是下列三个选项之一：（ a） 仅仅是一个渗透面 （ b）渗透 面和 现有的垂直于参考 的 散热孔，以及（ c ）仅仅是现有的共线 冷却孔 。 在 每个选项 下 ，用户的选择序列 是有区别的 ， 必要的调整 能使引导线达到 保持引导路径连接 的 预期 目的 及 友好的用户界面设计。 如图 6冷却后的 引导线 ， 它的性质 包括它的长度都显示在同一用户界面 上 。这些是可以改变和更新 的 。事实上，当 引导线被选中 ，其指导路径也 就 确定。这是因为 在一个引导路径中 所有的 引导路线是 连续性的 约束 。如果引 导 路径入口点的位置被移动， 则 整个路径 也相应的变化 。用户可以通过 有关项目从编辑界面中选择安全删除引导路径。 在定义一个引 导 路 径 时 ， 则 冷却固体 基于个体 引导线的属性生成 。 冷却固体仅当用户需要 它 们 时 创建 。如图 4所示冷却 水 道可以有不同的孔类型。 这些类型可以表示为 首 端 和末端 相关的冷却 固体的 特征 。 如图 7所示 的用户界面 实现了这一目的 。最初，用户界面 的 设置，如启动类型 、 结束类型 、 孔直径等参数 用 默认类型 分配 ，并在 用户界面 上 配置文件中的预设 值 。然后，他们 以 用户的输入为基础 更新 。 当用户重复操作 时 在此配置文件中的值始终在与用户的首选值写在它“接受”的用户界面对话框中 ，以便 使 用户界面的设置可以被更新 。 由于 对话框的不同，也 有 对预设条件验证领域的项目，例如， 台阶 孔的直径必须大于孔径。这是当用户调用点击 “ 确定 ” 按钮 时， 在这种方法中 这些检 查函数 称为 冷却固体的“验证” （见图 4），。如果输入 验证 不被接受， 就 会出现 一些 错误信息 的提示。这些属性一旦得到证实通过点击 “显示冷却水 道关系”按钮可以自动生成冷却固毕业设计（论文）译 文 8 体的 冷却固 体可以在任何时候被删除，但类型和参数仍继续将其作为个体 指引线的附加属性 ，因此冷却固体 可 在任何时候可再生。然而，如果用户删除一切引导路径，则冷却回路 就 被完全删除。在更多的细节 上，实体生成算法建立了以 下六种孔的类型：简单盲孔、简单通孔、台阶孔、台阶在通孔一端、台阶在通孔两端、通孔，最后，共线固体冷却水道能穿过多个固体。其它编辑和删除冷却水 道的算法很简单。 对于一个共线冷却水 道，有个别 孔由共线连接获得。图 3说明了它们是如何关联的。假设孔 1（从左到右）的创建是通过“选择两个平面创建台阶孔（两端）”从 住”面 1和结束点 B“绑住”面 2则 面 1和面 2是固体 1的一部分。这些面的任何修改 都 将会影响孔的深度 如抵消它们 。 创建孔 2有更多的灵活性。用户可以创建以下两种方法。在第一种方法中面 3和面 4（属于固体 2） 可作为参考选择，因此启动点 分别是面 3和面 4上的点。因为这个孔应 是共线管道的其中一部分，面 2与孔 1的结束点 与面 3有关。这是保证共线管道的对象的验证方法。因此， 第一个孔 可 以沿着面 2滑动 通过创建两个对齐孔不打乱中间的孔。在第二种方法中，第一个孔是用来作为参考，那么起点 的终点，由于 沿着 面 2滑动的第一个孔被修改则中间孔将随着 变化。一旦 面 3也将更新。这两个孔之间 的智能连接由嵌入式的多 个共线冷却水 道固体建立。同样，在图 3中第三盲孔由左到右建立，共线的冷却水 道由三个相关的冷却孔获得。 理平衡和非平衡冷却回路 在本文中，模具元件由装配树结构组成，当用户 初始化一个新的模具设计项目时它会自动创建。原来的塑料部分被分配到 装配上的一部分，被称为 产品的一部分（生产部分）（见图 8）。印象储存在 产品的一部分 作为 实例化组件与 布局模式（凸模 /凹模 插件） 。这是一个在装配上专门用于冷却固体自动创建的部分 。它被称为冷却线（ 分。 为了解决平衡与非平衡冷却回路的设计问题，突变实体的概念必 须被先介绍。这项功能可为几何实体例如：实体、面、线、点等， 以便 使 在装配中的不同部分相关联。这是通过复制从一部分到另一部分 具有持续关联的实体获得的 。这些复制的实体被称为突变实体。当一个源实体被修改，其相应的突变实体 也 会自动更新。源实体被称为原型实体。图 9 中所示了一些在装配 中可能突变的面。 假设原型面 A 是元件 1 的一部分，则它可以创建一个相应的突变面 它的原毕业设计（论文）译 文 9 型面（子对母），或 对面 对子）。在一个装配建模环境下，另外一个需要解释的概念是工作的一部分，这 将 被看作是定义在创建新的实体的一部分。因此，用户必需明确地选择工作的一部分，以便在其中创建新的实体。 图 8在模具装配树中的冷却线 图 9在装配中两种可能的突变面 在本文中建立平衡的冷却回路，工作部分被设置在图 8 的产品部分中。当用户在凸模 /凹模 插件中选择一个面去创建一个冷却引导线 时 ，一个 突变面（子部分对母部分） 被创建，在产品 中 的部分所有的冷却实体，包括智能点、引导路径和冷却固
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