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注塑模设计中分型线的自动确定

时间:2019-12-21 18:42:51  来源:  作者:  浏览量: 3
简介: 3分型线的自动确定分型线自动确定算法的总体思想为:首先依据脱模方向、注塑件的几何特性和拓扑关系对注塑件的所有非侧凹面进行分类,将它们分为可见面组G1退化面组G2和不可见

3分型线的自动确定分型线自动确定算法的总体思想为:首先依据脱模方向、注塑件的几何特性和拓扑关系对注塑件的所有非侧凹面进行分类,将它们分为可见面组G1退化面组G2和不可见面组G三类面组。其中Gi由面法向与脱模方向的点积大于0的面组成,G2由面法向与脱模方向的点积等于0的面组成,G3由面法向与脱模方向的点积小于0的面组成。然后基于一些规则,把G2中的一些面调整到G1或G3中,以找到构成候选分型线的所有组成面。最后,分别合并G和G3的组成面,抽取G和G3的最大边环,得到两种候选分型线;并根据分型线目标优化的三个判据,进行优化判断,从两种候选的分型线中选出较优的一种作为优选分型线。算法流程如所示。

  分型线是在给定的脱模方向下塑件中的可见面与不可见面的分界线。为了得到塑件中的可见面、不可见面和退化面,我们对塑件面进行了分类。鉴于侧凹特征面的组成边不会构成分型线的组成边。在我们的算法中,所有侧凹面都不参与面的分类,以提高算法效率。

  根据面的法向与脱模方向的关系,塑件的所有非侧凹面被分成三组和G3.简记它们中的元素分别为Gl,G2和G3,它们的边环分别为Ei,E2和E,Pd为型芯的脱模方向,Nf为面F的法向。则具体的分类准则如下式所示。

  G2面为G面与G3面的过渡面,它的存在使得分型线的选择出现了不唯一性。在确定候选分型线时,需要基于一些规则对G2面作一些调整,把其中的一部分调整到Gi或G3中去。我们具体采用了以下规则:类别初步分类基于规则调整后3.2Gi和G3最大边环的抽取G中的面通常构成一个连通区域,其中每一面一般都存在一个邻面。G3也是如此。为了得到Gi和G3的轮廓线(候选分型线),我们分别对G和G3的组成面作合并处理,即获取各面的外环,通过删去它们的公共边,以逐步得到它们的最大边环。假定G和Gk为相邻的两个面,ELk和ELk分别为它们的外环,则其合并后的边环ELk满足下式ELk=ELkUEli,显示了求取最大边环的过程。如此获得的G和G3的最大边环,构成了两种候选的分型线。

  为了提高最大边环的搜索效率,我们引入了主平面的概念。主平面是指在该组的所有面中,与脱模方向垂直的平面上投影面积最大的面。在Gi和G3组中,各有一个主平面。主平面确定以后,在搜索最大边环时,就可以只对主平面外侧的面作处理,而略去主平面内部的面。对于主平面外侧的面,若相互之间有包含关系时,也可做类似的处理,以提高搜索速度。

  3.3优选分型线的确定对于所求得的两种候选分型线,我们通过目标函数对它们进行优化评价,选取目标值最大的一种作为优选的分型线。

  通过对注塑模设计经验进行总结,我们选择下列3种影响分型线设计质量的因素,建立反映与分型线有关的模具设计准则的优化目标函数。这些影响因素是:分型线复杂程度、脱模距和模具加工复杂程度。

  目标函数Fb=F1(分型线复杂程度W1+F2(脱模距W2hF3(模具加工复杂程度W3 W1,W2和W3是加权因子,反映不同影响因子的重要程度,取值范围在0到1之间,用户可以定义其值的大小。

  在模具实际设计中,分型线有直平面、阶梯、复杂轮廓等多种形状。分型线复杂程度是指分型线离开直平面的程度。分型线为直平面时,可简化模具的设计、加工,减少塑料从模腔中溢出的可能性,并可保证成形塑件尺寸的稳定性等。分型线的复杂程度可通过直平度表示。直平度用平方根偏差计算,具体计算公式为这里Pi为分型线的所有端点,P/为P向过分型线所有端点的最佳拟合平面的投影点,n为分型线的端点数目。

  脱模距是指模具开模后从模具中顺利取出塑件所需的开模距离。它影响加工的复杂程度和注射成形周期。最大脱模距离定义为沿脱模方向分型线端点到塑件的所有顶点最远的距离,即点,Vpart为塑件上离分型线的端点VPL(i)距离最远的顶点,Pd为脱模方向。

  模具加工复杂程度这个因子同模具制造成本相关,可以直接同模具成形面相联系。一般地,应将塑件的大部分面位于模具的型芯一侧,使型腔面较少,这样加工简单,且可减少模具上下模合模对不上的可能性。该因子的计算公式为计算各评价值时,由于各评价参数的值和单位都不一致,为此需要对它们进行正则化。对于分型线复杂程度,取两种分型线的复杂程度值中最小的正则分型线的复杂程度值为1,另一种正则分型线的复杂程度值为最小的分型线的复杂程度值除以该分型线的复杂程度值。正则脱模距和正则的模具加工复杂程度值也依此计算。

  4算法实现统ACIS5.0为开发平台,用VisualC++编程实现。所示的是一Gehaeuse测试零件,及其相应的脱模方向、候选分型线和优选分型线。在确定该测试件的优选分型线时所选用的权因子及各种分型线的评价参数值和评价结果如下:5结论自动确定塑件分型线方法的研究,是注塑模自动设计中一个重要环节。本文探讨了采用对塑件表面进行分组并抽取最大边环来自动生成塑件的分型线的方法。该方法的特点在于:(1)在确定分型线时,排除了所有的侧凹特征面,从而提高了算法的效率。

  (2)直接采用对塑件面进行分组的方法,通过对一些特殊情况进行修正,获得两种候选的分型线。(3)提出了一种合理有效的分型线评价方法,以确定优选的分型线。目前提出的方法能够解决由平面、二次曲面组成的塑件模型,进一步的工作是推广到有自由曲面的塑件分型线的自动确定。

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