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1、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文（2012届）题 目电话机三维造型与注塑模具设计指导教师院 系工学院班 级学 号姓 名 二一一年十二月六日推荐精选【译文一】塑料注塑模具并行设计Assist.Prof.Dr. A. YAYLA /Prof.Dr. Pa a YAYLA摘要 塑料制品制造业近年迅速成长。其中最受欢迎的制作过程是注塑塑料零件。注塑模具的设计对产品质量和效率的产品加工非常重要。模具公司想保持竞争优势,就必须缩短模具设计和制造的周期。 模具是工业的一个重要支持行业，在产品开发过程中作为一个重要产品设计师和制造商之间的联系。产品开发经历了从传统的串行开发设计制造到有组织的并行设计和制造过
2、程中,被认为是在非常早期的阶段的设计。并行工程的概念(CE)不再是新的,但它仍然是适用于当今的相关环境。团队合作精神、管理参与、总体设计过程和整合IT工具仍然是并行工程的本质。CE过程的应用设计的注射过程包括同时考虑塑件设计、模具设计和注塑成型机的选择、生产调度和成本中尽快设计阶段。 介绍了注射模具的基本结构设计。在该系统的基础上,模具设计公司分析注塑模具设计过程。该注射模设计系统包括模具设计过程及模具知识管理。最后的原则概述了塑料注射模并行工程过程并对其原理应用到设计。关键词:塑料注射模设计、并行工程、计算机辅助工程、成型条件、塑料注塑、流动模拟1、简介 注塑模具总是昂贵的,不幸的是没有模具
3、就不可能生产模具制品。每一个模具制造商都有他/她自己的方法来设计模具,有许多不同的设计与建造模具。当然最关键的参数之一,要考虑到模具设计阶段是大量的计算、注射的方法,浇注的的方法、研究注射成型机容量和特点。模具的成本、模具的质量和制件质量是分不开的 在针对今天的计算机辅助充型模拟软件包能准确地预测任何部分充填模式环境中。这允许快速模拟实习,帮助找到模具的最佳位置。工程师可以在电脑上执行成型试验前完成零件设计。工程师可以预测过程系统设计和加工窗口,并能获得信息累积所带来的影响,如部分过程变量影响性能、成本、外观等。推荐精选2、注射成型法 注塑成型是最有效的方法之一,将塑料最好的一面呈现。这是普遍
4、用于制造复杂的制件,优点是简单、经济、准确与少浪费。塑料零件的批量生产主要采用模具。产品设计制造过程包括模具的结构必须经过外观评价和结构优化。当设计师创造注射模具组件时，他们面临一个巨大的多种选择，并行工程需要一个工程师考虑制产品在发展阶段时的过程设计。一个好的产品设计为了满足市场其制造过程是不可能太贵的。CAD/CAM整合了过程仿真、快速成形制造能减少风险,进一步提高产品开发的有效性。3、注塑模具设计重要的计算机辅助 注射模具设计任务是相当复杂的。计算机辅助工程(CAE)分析工具提供了巨大的优势让设计工程师考虑几乎所有模具、注塑参数没有真正利用的地方。在可能性的设计、理念设计师，给工程师们机
5、会去消除潜在的问题,开始真正的生产。此外,在虚拟环境中,设计师可以快速而方便地评估特定的成型参数敏感性的质量和生产最终产品。所有这些分析工具使所有模具设计将在一天甚至数小时完成,而不需要几周或几个月来做真正的实验反复试验。CAE用于早期设计的部分,模具和注塑模具参数、节约成本是实质功能不仅是最好的部分,而且还能节省和缩短开发产品推向市场的时间。 在所有方面的成型过程中需要满足塑料部分设置的公差,包括零件的尺寸和形状,树脂的化学结构、填料使用,模具型腔布置、浇注、模具冷却并释放机制使用。面对这复杂性,设计师经常使用电脑设计工具,如有限元分析(FEA)和充型分析(MFA),减少开发时间和成本。有限
6、元分析确定部分结构的应变、应力和挠度,在那里这些参数可以很好地被定义。冲型分析位置和大小进行优化树脂流动。它还定义了焊缝的位置、面积过大的压力,以及如何影响墙壁和肋厚度流动。其它有限元分析设计工具包括模具冷却温度分布,分析周期时间和收缩为空间控制和预测冻结应力、翘曲变形等情况。 采用CAE分析部分压缩模如图1所示。分析周期始于创造一个CAD模型和有限元网格的模具腔。在注入条件规定,充型、纤维取向、固化和热历史、收缩和翘曲变形等情况进行仿真。该材料的性能计算模型模拟可用于结构的行为的一部分。如果需要部分设计浇口位置及加工条件可以在电脑上修改,直到一个可接受的零件的表达式。摘要分析了一个优化完成部
7、分可采用降低weldline(亦即也knitline),优化力量、控制温度和固化、最小收缩和翘曲变形等情况。推荐精选 模具加工的前身是手工制作,如检查每一剪机床维修工。自动化的增长和普遍使用的电脑数值控制或CNC加工中心使这过程变得更加简便。设计的时间也被大大降低通过使用特殊的软件能够产生刀具路径直接从CAD数据文件提取。主轴速度高达100000每分钟转速提一步提出了高速加工。切削材料已经证明了惊人的表现而不使用任何的剪切/冷却液,什么都没有。作为一个结果,加工过程复杂的型心和型腔已经加快了。 这是一个好消息,产生一个模具所花费的时间不断的被减少。坏消息是,另一方面,甚至所有这些进步、设计和制
8、造的模具仍然要花很长时间,是非常昂贵的。图1的注射模CAE分析部分 许多公司的经理人现在体会部署新产品推向市场迅速发展是多么的重要。企业的繁荣关键在于新产品。他们推动企业的收入、市场份额、底线和股票价格。一个公司能够发明优质的产品和合理的价格领先其竞争不仅实现了100%的打败市场竞争对手的产品,但之前到达也倾向于保持主导地位甚至几年之后终于宣布竞争产品(史密斯,1991)。对大多数产品来说,这两个优势是戏剧性的。现在产品快速发展的一个关键方面的竞争成功。图2显示,只有3 - 7%的产品结构与一般的工业或电子公司是小于5岁。公司在第一四分位,这个数字增加到15 - 25%。一流的公司,它是60
9、- 80%(汤普森,1996)。最好的公司在不断开发新产品。在惠普,超过80%的利润结果从产品小于2岁!(Neel,1997)推荐精选图2重要的新产品(雅克布,2000) 以先进的计算机技术和人工智能,努力已经被指向降低成本和交货时间在设计和制造注塑模具。注塑模具设计主要感兴趣的地区,因为它是一个复杂的过程涉及到很多表面设计等各零件的模具,每个都需要专家的知识和经验。李et.艾尔。(1997)提出了一种系统的方法关于注塑模具设计的知识库和并行工程环境。4并行工程在模具设计中 并行工程(CE)是一个系统性的方法来集成产品开发过程。它代表了团队合作的价值观、信任和分享,以这样的方式,决策是通过协商
10、一致,包括视角并联,从一开始就产品的整个生命周期(埃文斯,1998)。从本质上讲,CE提供合作、合作、集体和同步工程的工作环境。一个并行工程的方法是基于五个关键要素:1、过程2、多学科小组3、综合设计模型4、设施5、软件基础设施推荐精选图3的方法对塑料注射模设计,工程b)串并行工程 在塑料模具制造业、CE是很重要的,由于高成本加工和长交货期。通常,CE利用制造原型模具在设计之初相位分析和调整设计。生产制造模具是作为最后一步。制造过程,包括模具的结构必须经过外观评价和结构优化的产品设计。CE要求工程师考虑生产过程中产品设计的发展阶段。一个好的设计产品是满足市场如果其制造过程是不可能的。CAD/C
11、AM整合过程模拟、快速成形制造能减少风险,从效率和进一步提高产品开发的有效性。 多年来,设计师已经被限制在他们可以产出通常必须设计制造(DFM)那就是,调整他们的设计意图,使元件(或总成)生产使用一个特定的进程或程序。此外,如果一个模具用于产生一个项目,而因此自动设计对固有限制在一开始就相处得很好。以注塑为例,以处理一个组件成功,即使在最小程度上,下面的设计元素需要考虑的内容:1、.几何 .拔模斜度 .非内角形状 .近恒壁厚 .复杂性推荐精选 .分裂线位置 .表面抛光材料选择元件的合理化(减少组件)成本 在注塑、生产的模具生产注射模具元件通常是最长的部分产品开发过程。当利用快速造型、CAD需要
12、长时间,因此成为瓶颈。 废水处理工程的工艺设计和注塑塑料涉及相当复杂且耗时的活动,包括零件设计、模具设计、注塑成型机的选择、生产排程、工装和成本估算。所有这些活动是传统上由部分设计和模具制作人员按注射模顺序的方式完成后塑料部件的设计。很明显的,这些序列阶段可能会导致长的产品开发时间。但随着社会的过程中实施并行工程所有参数影响产品设计、模具设计、机械的选择、生产排程、模具和加工成本被认为是尽早塑料部件的设计。 使用时有效,CAE方法节省了部分设计及制造巨大的成本和时间。这些工具几乎让工程师测试部分处理它在其正常使用寿命表现怎样。材料供应商,设计师和制造商应该运用这些工具同时在设计之初阶段利用CA
13、E增加塑料成本效益。CAE技术使人们有可能取代传统,顺序决策程序和并行设计过程,其中各方之间是如何产生互动和分享信息,图3塑料注塑、CAE及相关设计数据提供一个综合的环境,为便于并行工程的设计、制造和模具部分,以及材料的选择和模拟优化工艺控制参数。 定性费用有关的部分比较设计上的变化被显示在图4，显示出一个事实,那就是当设计已经改好了在早期阶段在计算机屏幕上时,与成本有关的顺序的10.000倍,如果低于部分生产。这些改变可能发生在塑料部件模具的改变,如浇口位置、厚度变化、生产延迟,质量成本、机械安装时间,或是设计变更在塑料部件。推荐精选图4的成本在部分改变设计产品开发周期(张志刚,2001年版
14、) 在早期设计阶段,设计师设计模具部分必须完成零件设计基于各自的经验相似的部分。但是随着部分变得更为复杂,它变得相当困难的加工性能预测及部分不使用计算机辅助工具。因此,即使是相对复杂的部分,使用计算机辅助工具,防止变化和昂贵的设计过程中出现的问题,可以注射后。为成功实施并行工程,必须有归属感从人人参与。5个案研究 图5显示初始CAD(计算机辅助设计)塑料部分用于喷灌消防栓的腿。一个基本特征,部分的部分保持平注射后,在注射操作原因变形问题。 另一个重要特点的塑料部件必须是一种高效的抗弯刚度。一批料中加入了不同取向的部分如图5 b。这些应设计成一种方式,它有贡献的重量最小部分的,而且是可行的。推荐
15、精选 在模具的设计流程,分析了塑料部分进行了模具仿真分析软件让选拔的最佳浇口位置图6。这个数字表明最好的点浇口位置的中间馈线的中心部分。作为失真和陶瓷注射后的部分,至关重要的是,从功能的角度,它必须被保持在最低水平,同样也使用软件里面分析。图5 b显示结果暗示了事实后残留在陶瓷注射预定义的尺寸公差。6总结 在塑料注塑、CAD模型所得的塑料部分商业的3 D程序可用于部分性能和注塑工艺分析。借助于CEA技术和并行工程方法的使用,不仅注塑模具的设计和制造可以在很短的一段时间完成,而且它可能在开始时的模具设计把出现的所有潜在的问题从部分设计、模具设计和工艺参数消除。这两个工具帮助设计师和模具制造商生产良好的产品,更好的交付和更快的模具用较少的时间和金钱。【原文一】CONCURRENT DESIGN OF PLASTICS INJECTION MOULDS Assist.Prof.Dr. A. YAYLA /Prof.Dr. Pa a YAYLAAbstract The plastic product manufactur
