外文翻譯--注塑模的一種智能化型腔布局設(shè)計(jì)系統(tǒng)(已修改)
2025-06-01 06:28 本頁面
【正文】 1 注塑模的一種智能化型腔布局設(shè)計(jì)系統(tǒng) Weigang Hu and Syed Masood* Industrial Research Institute Swinburne (IRIS), Swinburne University of Technology, Hawthorn, Melbourne, Australia 3122 摘 要： 這篇文章介紹的是多型腔注塑模具的一種智能化型腔布局設(shè)計(jì)系統(tǒng)（簡稱： ICLDS）。這套 ICLDS 系統(tǒng)對(duì)模具設(shè)計(jì)人員在概念設(shè)計(jì)階段做型腔布局設(shè)計(jì)是非常有用的。這篇文章將介紹有 關(guān)型腔布局設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和相關(guān)原理以及一些別的問題，概述和分類型腔布局設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)， ICLDS 的功能 、 總體結(jié)構(gòu)和常規(guī)的工藝知識(shí)也將被介紹，同時(shí)這篇文章也將討論在本系統(tǒng)不斷完善的使用過程中的一些焦點(diǎn)問題，如知識(shí)的表現(xiàn)形式和基于案例的推理等。這套系統(tǒng)的功能將用一個(gè)型腔布局設(shè)計(jì)問題的案例來說明。 關(guān)鍵字 ： 智能 化 設(shè)計(jì) ； 型腔布局設(shè)計(jì) ； 注塑模 具 設(shè)計(jì) ； 基于案例推理 ； 設(shè)計(jì)支持系統(tǒng) 1 緒 論 在塑料產(chǎn)品生產(chǎn)制造領(lǐng)域，注塑模是一種應(yīng)用最為非常廣泛的生產(chǎn)工藝，它以生產(chǎn)效率高，幾乎無廢料著稱。該工藝是由通過噴嘴注射熔融塑料材料到密 閉 的模具型腔、 塑料的冷卻和固化 、 從模具型腔取出最終產(chǎn)品 等 幾部分組成。對(duì)于每個(gè)新的塑料產(chǎn)品，注塑機(jī)都需要一副新的注塑模具。注塑模具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)是一個(gè)花費(fèi)大量時(shí)間且成本昂貴的過程，通常需要高技術(shù)含量的生產(chǎn)工具以及專業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造人員。一副注塑模具主要有模座，型腔，定位銷，澆口，流道，澆口，冷卻水通道，支架，滑軌，注塑裝置 [1]等組成部分。模具的設(shè)計(jì)受到其他的一些因素如零件的幾何結(jié)構(gòu)，模具的材料種類，分型線和每副模具中型腔的個(gè)數(shù)的影響。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和人工智能的發(fā)展，注塑模具的設(shè)計(jì)和制造成本明顯下降以及交 貨的時(shí)間大幅減少的效果開始顯現(xiàn)。注塑模具的設(shè)計(jì)領(lǐng)域成為相關(guān)研究的主要方向是因?yàn)樗且粋€(gè)復(fù)雜的工藝過程，涉及到許多與模具部件有關(guān)的子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而每個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都需要專業(yè)的熟練的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，并且模具的設(shè)計(jì)方案還 2 影響到其生產(chǎn)率，后續(xù)的維修費(fèi)用，機(jī)械加工的難易程度，以及模具部件的質(zhì)量。因此，模具設(shè)計(jì)的許多工作成為了專家系統(tǒng) 、 知識(shí)庫和人工智能應(yīng)用，通過它們來彌補(bǔ)人們?cè)趥鹘y(tǒng)模具設(shè)計(jì)過程中存在的大量的專業(yè)知識(shí)技能經(jīng)驗(yàn)等的不足。 Kruth and Willems [2]開發(fā)了一個(gè)用于注塑模具設(shè)計(jì)的智能支持系統(tǒng)，該系統(tǒng)整合 了一個(gè)商業(yè)化的 CAD/CAM 系統(tǒng)（由一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫和一個(gè)專家系統(tǒng)組成）。 Lee et. al. [3]設(shè)想的有關(guān)注塑模設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的方法論和知識(shí)庫在一個(gè)同時(shí)完成的工程環(huán)境里面。Raviwongse and Allada [4]開發(fā)了一個(gè)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)庫設(shè)計(jì)支持工具， 用來完成有關(guān)模具 設(shè)計(jì) 的復(fù)雜 運(yùn)算，從而幫助模具設(shè)計(jì)人員 評(píng)估 分析他們所設(shè)計(jì) 的模具結(jié)構(gòu)的工藝性和 可制造性 。 Kwong and Smith [5] ，他們根據(jù)以 黑板的協(xié)作模型 為基礎(chǔ)的專家系統(tǒng)和基于范例 推理 的方法，開發(fā)了一個(gè)用于注塑模具 工藝設(shè)計(jì)的計(jì)算系統(tǒng)，該系統(tǒng) 包括模具設(shè)計(jì) 、 生產(chǎn)調(diào)度 、 估價(jià)和注塑模參數(shù)的確定。 Britton et. al. [6] 從功能角度 分析討論了注塑模具設(shè)計(jì)使用功能設(shè)計(jì)的知識(shí)和一些知識(shí) 庫 。 Mok et. al. [7]為注塑模 具 設(shè)計(jì)開發(fā)了一個(gè)以知識(shí) 庫 為基礎(chǔ)的交互式的 CAD 系統(tǒng)，該系統(tǒng) 嵌入計(jì)算 、 知識(shí)和圖形模塊。 同時(shí)，有關(guān) 改善注塑模具的某些特殊部件的設(shè)計(jì)的部分研究 工作 也 已經(jīng)進(jìn)行 。Ong et. al. [8]設(shè)計(jì)了一種以知識(shí)為基礎(chǔ)和面向?qū)ο蟮姆椒?，用于注塑模具進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其可以 有效的 應(yīng) 用于注塑模具澆注系統(tǒng)的類型 、 位置和大小 的設(shè)計(jì) 。 Iraniet. al. [9]也開發(fā)了一個(gè)軟件系統(tǒng)，用于注塑模具的澆口和流道系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，同時(shí) 可以通過特定的性能參數(shù) 提供澆口設(shè)計(jì) 效果 的評(píng)估。 Nee et. al. [10]提供了一種用于 確定 注塑模具設(shè)計(jì)中最佳分型方向的方法， 該方法以 自動(dòng)識(shí)別和提取消弱功能為基礎(chǔ) 。 Chen and Chou [11]開發(fā)了一種 在 模具設(shè)計(jì) 過程中 通過計(jì)算消弱量和減少消弱來選擇分型線的算法。 Park and Kwon [12]從事 于注塑模具 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 開發(fā) 工作，建議根據(jù)注塑工藝過程中不同冷卻階段的熱分析和設(shè)計(jì)靈敏度分析 從而 作出最優(yōu)化的 選擇。 Lin [13]從事利用澆口位置和澆口尺寸作為重要參數(shù) 模擬注塑模具性能的預(yù)測分析工作。 然而 ， 在 注塑模具設(shè)計(jì) 的領(lǐng)域中，有 一個(gè)領(lǐng)域卻很少 能 引起人們的注意，這就是多型腔注塑模具中的型腔布局設(shè)計(jì)。型腔布局設(shè)計(jì) 效果的好壞 直接影響到注塑成型的整個(gè)工藝過程，因?yàn)樗钦麄€(gè)模具設(shè)計(jì)過程中最重要的階段之一。在概念設(shè)計(jì)階段審議注塑模具的型腔布局 設(shè)計(jì) 將會(huì) 顯著 提高改善注塑成型產(chǎn)品的 質(zhì)量 ，因?yàn)樗c許多影響模具 的設(shè)計(jì)和質(zhì)量的關(guān)鍵因素的決定因素有關(guān)。這 些因素包括型腔的數(shù) 3 量 、 分型線 、 模具的類 型 、 澆口的類型和位置 、 澆道系統(tǒng) 、 冷卻系統(tǒng)和 脫模系統(tǒng)。這其中
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