因此,在模具产品的设计中引入并行工程下的DFM方法,设计中尽早地考虑与产品制造有关的约束(如可制造性)全面评价产品设计和工艺设计,同时提供改进设计的反馈信息,在设计过程中完成可制造性检测,避免设计不合理、反复试模的弊端,这对降低成本提高模具的质量,缩短制模时间是非常|有意义的。
1面向制造的产品结构设计建模在进行注塑模具结构设计的时候,在各阶段的可制造性分析(塑件质量、模具结构及操作环境等要求)的基础上,采取了分阶段对产品进行设计和可制造性评价,并以此为基础进行产品方案的评价,提供总体的设计修改意见。
面向制造的注塑模结构设计过程分为6个阶段(见)初始型腔数目的确定给出模具方案设计之初的初始型腔数目,以便于结构设计各后续阶段的实现。
注塑成型材料的确定根据用户对塑料制品物理性能、力学性能、热性能、电性能等要求,在综合评判的基础上,选择最佳的成型材料。这一部分由注塑材料选择混合型专家系统来完成,其中选材网络的拓扑结构为9X39X18.浇口形式的确定和评价根据用户对塑件形状、型腔数量、浇口去除、浇口加工、塑件外观影响等要求,确定合适的浇口形式,并判断结果的合理性。这一部分由浇口选择系统来完成。
模具型式的选择根据塑件的形状、模具浇口的形式、型腔数、注塑用材料的使用情况等要求,选择合适的模具型式。
注塑机机型的确定和评价根据注塑机占用空间、操作是否方便、注射量、注射压力、模具的锁模力、模具高度等要求,确定合适的注塑机,并评价选择结果的合理性。这一部分由注塑机选择系统来完成。
模具结构方案的评价评价方案设计的合理性,并对再设计提出建议。
由于篇幅所限本文省略了对各选择系统的介绍。
国防科工委95重点预研(45.男,1971年生,博士;研究方向:并行工程。CADAAM.软件工程;联系人。
行注塑成型材料的选择、注塑机的确定和评价、模架型式的选择、浇口的确定和评价,最后进行产品的方案评价,提供总体的设计修改意见。
2.1初始型腔数的确定在结构设计的初期,设计人员所具备的信息是不完备的,通常只有用户对塑件的功能、交货期要求和每副模具的订货量。在这里我们通过交货期和经验值的方法,来确定型腔数的初始值。
根据模具设计的经验值,一般情况下,一副模具的塑件产量和模具的型腔数有着一定的对应关系,由可以得到模具的型腔数ni.通常模具在设计前就已经给出塑件交货的时间,一般可由下式确定模具的型腔数《2.此式基于每年具有6000工作小时3班制。
10―从订货到交货所用的时间,月tM模具制造时间,月初始型腔数确定模型的实现是通过给定区间值的方法来完成的。我们确定的初始型腔数《0,应满足《2<0<1.因为根据交货期计算出来的《2是必须保证的硬指标,它关系到模具设计人员的信2结构设计的实现过程和方案评价誉和经济效益。
2.2结构方案评价的实现腠输入输出型腔数可制造性评价分析,因此作为总体评价阶段的方案评价,就只进行型腔数的判定和修正。我们确定型腔数时,要保证在考虑模具质量的情况下,综合考虑注塑机的参数、塑料的塑化能力、生产量、交货期的影响,以得到一个合理的结果。
(3)产品结构方案的判定和修正由前面得到的《0、《min、《max,我们就可以进行型腔数的判定和修正,其结果或直接输出,或反馈到结构设计过程的注塑成型材料选择或确定浇口形式阶段。其具体实现过程见。
在中首先判断是否《0>,如果不成立=min,并将反馈信息反馈到浇口形式确定阶段。
然后判断是否《0n1腿,则取丨洲。紧接着判断n=6,且rfCn1是否成立,如成立则说明注塑机对该种塑料的塑化能力很差,造成《6过小,满足不了塑件交货期的要求,要重新选择塑化能力强、比重相对小的塑料,因此将反馈信息反馈到注塑材料选择阶段,再次进行注塑材料的选择及其他后续过程。如果n=6,且ni不成立,则将反馈信息反馈到浇口形式确定阶段。
以上两种情况除外,即时,则证明初始方案设计是合理的,不予修改输出型腔数目。
最后需要说明的是型腔数目越多,其制造费用就越大,制造难度也越大,质量很难保证;随着型腔数增多,模具尺寸就越大,所需的大型注塑机的费用也越高;型腔数增多后,很难将各型腔的注射工艺参数同时调整到最佳值,无法保证各型腔塑件的收缩率均匀一致,对精度要求高的塑件,其互换性将受到严重影响。通常,若塑件精度要求很高,每副模具型腔数量不宜超过4腔,且必须采用平衡分布分流道的方式。对一般要求的塑件,不宜超过16腔。
3结束语本文提出的面向制造的注塑模具结构设计,作为面向制造的注塑模具并行设计系统的一部分,已经成功地完成。通过将制造知识引入设计的早期阶段,使得最终设计的产品更加符合工艺性要求,提高了产品质量,降低了产品成本对提高注塑模具的设计、制造水平起到了积极的推动作用,有很好的实际应用价值。
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