【正文】 雜牢固的結(jié)構(gòu)形式。該模具采用導(dǎo)正銷來定位(圖中未畫出)，此定位機(jī)構(gòu)通常被稱為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。下文將詳述幾套采用間接式擠壓鑄造方式的典型模具結(jié)構(gòu)。對(duì)于一個(gè)制件來說，一旦擠壓鑄造方式確定，則對(duì)應(yīng)模具的結(jié)構(gòu)大致上就確定了，這一點(diǎn)將在軟件編程中得到很好的運(yùn)用。顯然它采用了特征碼位法和碼域法的揉合，選擇了它倆的優(yōu)點(diǎn)，制件組也有一定程度的合理組合。 圖417特征位法示意圖 在圖417中，橫向一到四碼位是確定的，五、六碼位則是具有各自的碼域，至于八、九碼位任意。其實(shí)這種方法是最為廣泛運(yùn)用。 圖416碼域法示意圖根據(jù)圖416，我們可以計(jì)算得出該情況下可能的最大制件編碼數(shù)目為 顯然，該方法大大減少了制件組數(shù)，擴(kuò)大了組內(nèi)制件數(shù)，一定程度上能達(dá)到某些目的。為此，采用相似性特征矩陣，在矩陣內(nèi)規(guī)定了每一碼位的碼域，當(dāng)制件編碼的每一碼位代碼都包括在相應(yīng)的碼域內(nèi)，則稱該制件與此特征矩陣相匹配，符合相似性標(biāo)準(zhǔn)，歸屬于一個(gè)制件族。如圖415中規(guī)定前5個(gè)碼位為特征碼位，則相似組數(shù)由原來的10，變?yōu)楝F(xiàn)在的104，顯然可以使每組的制件數(shù)不在于太少而失去分組的意義。實(shí)際上，根據(jù)分類的目的，往往只需若干特征屬性相似即可，這樣只需在編碼中選用若干特征碼位來制定分類的相似性標(biāo)準(zhǔn)，只要特征碼位的代碼相同的制件皆可歸屬于同一制件組，此時(shí)可能出現(xiàn)的制件組數(shù)可以大大減少，而使制件組內(nèi)有較多的制件種數(shù)。按編碼分類，有以下三種通用的方法:特征碼位法、碼域法、特征位碼域法。在極端情況下，會(huì)把對(duì)制件的分類轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)制件的識(shí)別。 制件分類的困難在于制定適宜的相似性標(biāo)準(zhǔn)。第四、五位主要是反映制件的制件特征。第二位表示制件是采用的對(duì)向式一模一件的間接式壓鑄方式。輔助碼分別反映制件的尺寸、材料等信息，詳見圖413所示。第三位是表明其開模方式為水平開模。由于成組技術(shù)的應(yīng)用，生產(chǎn)批量的大小己成為企業(yè)在考慮利潤時(shí)權(quán)衡的一個(gè)重要因素。將不考慮它。當(dāng)然材料的使用還決定著設(shè)計(jì)模具時(shí)是否考慮冷卻系統(tǒng)，故在決定采用何種材料時(shí)務(wù)必考慮這個(gè)問題。 據(jù)資料顯示，現(xiàn)在用于間接式擠壓鑄造的金屬多半是有色金屬，絕大部分的制件都是采用鋁合金，只有少數(shù)對(duì)材料有特殊要求的制件才采用鋅合金、鎂合金或銅合金，至于其它有色金屬用得比較少。對(duì)于其它的制件，一般用最大尺寸D表示長度，用中等尺寸表示寬度L。 圖412箱體狀與板狀的區(qū)別 六、七碼位表示擠壓鑄造制件的尺寸大小。那么到底什么樣的形狀叫角筒狀呢，這里給出了判斷準(zhǔn)則，如圖411所示。圖上的每一個(gè)部分表示什么形狀，圖中已經(jīng)標(biāo)示出來了，區(qū)別的標(biāo)準(zhǔn)在說明中己經(jīng)給得十分詳細(xì)了。標(biāo)準(zhǔn)用圖像表示出，如圖49所示，其中LBH。(1)板、塊、棒的區(qū)分 通常板、塊、棒的區(qū)分是很明顯的，但是如果尺寸上相差很小，有時(shí)候就很難說該屬于哪種了，因此為了明確它們的差別，這里給出區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)。如果用關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)則兩個(gè)橫向環(huán)節(jié)就能表示110個(gè)特征，而只用獨(dú)立環(huán)節(jié)只能表示20個(gè)特征。 圖47汽車鋁輪毅 圖48汽車鋁輪毅模具圖 系統(tǒng)的四、五碼位是描述擠壓鑄造制件形狀特征的。 圖46倉儲(chǔ)車鋁輪毅及鋁輪毅擠壓鑄造模具結(jié)構(gòu)圖 四開模的實(shí)例是汽車鋁輪毅。這里需要說明的是比較通俗易懂，這里給出水平開模和四向垂直開模的實(shí)例。如果是直則被稱為垂直開模。在這里是從型芯的抽出方向和開模方向的關(guān)系以及幾開模角度考的。 圖44同向式間接式擠壓鑄造 圖45對(duì)向式間接式擠壓鑄造 三碼位是用來描述擠壓鑄造制件的工藝結(jié)構(gòu)。圖45所示的是對(duì)向式間接式擠壓鑄造的原理圖。由于合模力Pea和擠壓力P0作用的方向相同，故稱為同向式間接式擠壓鑄造。擠壓鑄造件的型腔由上、下模塊合模后構(gòu)成。根據(jù)合模力和擠壓力作用的方向同異可以分為同向式和對(duì)向式。由于目前應(yīng)用最為廣泛的是間接式擠壓鑄造這種方式，所以本編碼系統(tǒng)的研究對(duì)象主要考慮的是間接式擠壓鑄造。如果客戶對(duì)產(chǎn)品的需求比較大的情況下，廠家生產(chǎn)效率的高低就表現(xiàn)十分明顯了，生產(chǎn)效率的高低直接影響著企業(yè)的生存，所以如果批量很大就一定要考慮生產(chǎn)線的流程合理管理、制件材料的合理利用等問題。如果生產(chǎn)批量很大，則必須考慮設(shè)計(jì)的模具的壽命必須很長，這就要求設(shè)計(jì)者認(rèn)真考慮模具結(jié)構(gòu)，同時(shí)要盡可能的做到模具選材合理，材料性價(jià)比盡量高。下文將具體闡述各碼位的含義。由于系統(tǒng)的M值為9}N值為10} L值為2，所以由混合結(jié)構(gòu)的計(jì)算公式可以知道系統(tǒng)的縱向分類環(huán)節(jié)總數(shù) 任何編碼都存在自己的編碼思路，本系統(tǒng)的編碼也一樣，其具體的編碼思路如圖42所示。該結(jié)構(gòu)中橫向分類環(huán)節(jié)總數(shù)為9，系統(tǒng)每一橫向分類環(huán)節(jié)所轄縱向分類環(huán)節(jié)樹為10，系統(tǒng)中擁有關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)數(shù)為2，采用十進(jìn)制，結(jié)構(gòu)如圖41所示，其中4, 5碼位是關(guān)聯(lián)的。本章以下內(nèi)容將重點(diǎn)介紹制件分類編碼系統(tǒng)。 筆者在查閱、參考了國內(nèi)外制件分類編碼系統(tǒng)和分類規(guī)則后，根據(jù)自己收集國內(nèi)擠壓鑄造研究、生產(chǎn)資料，嘗試提出了一套擠壓鑄造模具編碼系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括兩個(gè)部分，其一是制件分類編碼系統(tǒng)。 (3)其推廣有利于各企業(yè)的專業(yè)化生產(chǎn)和管理 以前各企業(yè)根據(jù)自身需要往往也形成了具有自己特色的、原則上可以稱為分類編碼系統(tǒng)，它在一定程度上也的確會(huì)給該企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益，但是顯然不具備通用性，不適應(yīng)目前國際交流日益廣泛的形式。它的主要作用有如下幾點(diǎn): (1)其結(jié)果有利于模具行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化 根據(jù)分類編碼系統(tǒng)可以匯集出相似件結(jié)構(gòu)一工藝的制件組，從而提高企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝準(zhǔn)備方面的標(biāo)準(zhǔn)化。而且應(yīng)該體現(xiàn)企業(yè)制件特征，對(duì)其的信息容量概率不低于90%. (5)盡量簡單，有規(guī)律性，便于理解記憶，使用方便，既可計(jì)算機(jī)處理，也可不用計(jì)算機(jī)由人工處理 (6)分類編碼系統(tǒng)應(yīng)該便于專業(yè)技術(shù)人員、企業(yè)管理人員和具有一定技術(shù)水平的操作工人迅速掌握。 (3)描述特征應(yīng)具有永久性，不因生產(chǎn)條件改變使分類系統(tǒng)不適用。 (1)由于擠壓鑄造制件編碼既應(yīng)與國內(nèi)頒發(fā)的制件分類編碼系統(tǒng)相呼應(yīng)，又應(yīng)反映擠壓鑄造制件本身的生產(chǎn)特點(diǎn)，還應(yīng)該滿足擠壓鑄造發(fā)展(新制件的出現(xiàn))的需要。分類碼及其碼位可以為多種不同的制件所共有。制件識(shí)別碼即制件的代號(hào)或圖號(hào)，具有唯一性。擠壓鑄造制件分類編碼系統(tǒng)要求將擠壓鑄造制件的特征、屬性字符化、代碼化，達(dá)到以數(shù)代形，以便于共用數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理、統(tǒng)計(jì)分析、劃分制件組、儲(chǔ)存與檢索信息。由此看來，如果我們要系統(tǒng)化這些制件和部件，就必須給它們編寫代碼，利用代碼可以將它們按其形狀、尺寸、制造工藝的相似性分類歸并成組，以便采用通用性的模具、高效率的加工手段、先進(jìn)的工藝方法和設(shè)備，使中小批量生產(chǎn)也能獲得類似大批量流水生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。第4章擠壓鑄造制件編碼 在擠壓鑄造業(yè)每年生產(chǎn)的產(chǎn)品的品種很多，相應(yīng)的每套模具的結(jié)構(gòu)各不相同，每套模具部件的形狀、尺寸和功能也不同，但是，當(dāng)我們仔細(xì)觀察時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)相當(dāng)多制件之間有相似性。只有這樣才容易記憶和區(qū)分，有利于分類編碼系統(tǒng)的推廣。 (2)緊湊性代碼本身就包含著要“以簡代繁”，如果不緊湊就失去意義。 (3)數(shù)字一字母混合作為代碼數(shù)字、字母兩者結(jié)合、10X10表示符合人們習(xí)慣，這種代碼形式比較適用于復(fù)雜編碼，碼位比較長的分類編碼方法。一般事物被分類所用的代碼可以歸納為以下三種類型: (1)阿拉伯?dāng)?shù)字作為代碼這種代碼通用性強(qiáng)，便于國際性的推廣交流，有利于模具標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施，通常采用的數(shù)字?jǐn)?shù)制是人們習(xí)慣的十進(jìn)制。本文在詳細(xì)調(diào)研我國目前實(shí)際情況的前提下，結(jié)合擠壓鑄造特點(diǎn)，提出采用混合結(jié)構(gòu)的、易于在企業(yè)推廣的擠壓鑄造模具分類編碼系統(tǒng)(簡稱SCMC分類編碼系統(tǒng))。經(jīng)過節(jié)點(diǎn)，被分事物只有“是”或“否”兩條分枝可走:非此即彼。所謂分類標(biāo)志的二義性，是指分類標(biāo)志本身的含義不確切，以至于無法判斷被分事物是否能為該分類標(biāo)志所代表的分類環(huán)節(jié)接受。 這是一種新的、很有前途的表達(dá)形式，示意圖如圖35所示。而日本的KK3系統(tǒng)是個(gè)供大型企業(yè)用的十進(jìn)制廿一位碼位的混合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，采用了制件的功能和名稱作標(biāo)志，便于設(shè)計(jì)部門檢索，并大量采用了“三要素完全組合”排列原則使制件分類更加明確，但有些碼位及特征項(xiàng)出現(xiàn)率較低，會(huì)出現(xiàn)不少“房間”沒制件特點(diǎn)，“住”的現(xiàn)象事實(shí)上，考慮到我國目前的實(shí)際情況，本文結(jié)合擠壓鑄造提出易于在企業(yè)推廣的模具分類編碼系統(tǒng)就是采用該結(jié)構(gòu)形式的。但是由于樹式結(jié)構(gòu)各碼位的代碼所包含的信息不是固定的、唯一的，而要受前一位的管轄，因此不便記憶和使用，而鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)正好與其相反，便于記憶但信息容量少，所以實(shí)際上多采用兩者兼有的混合式結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)舉一例說明，若N=10, L=2, Z=10。不少實(shí)際的制件分類編碼系統(tǒng)都是采用這種混合環(huán)節(jié)的，具體結(jié)構(gòu)見圖34中混合結(jié)構(gòu)。僅由關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)組成的分類系統(tǒng)一般稱為樹式結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)見圖34中樹式結(jié)構(gòu)。圖34制件分類編碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖 一般來說，若系統(tǒng)中相鄰橫向分類環(huán)節(jié)之間有從屬關(guān)系而互相關(guān)聯(lián)，則這樣的橫向分類環(huán)節(jié)便稱為關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)。 系統(tǒng)內(nèi)各橫向分類環(huán)節(jié)之間彼此完全獨(dú)立而互不關(guān)聯(lián)，則這樣的橫向分類環(huán)節(jié)便是獨(dú)立環(huán)節(jié)。 以9個(gè)橫向分類環(huán)節(jié)作為劃分多環(huán)節(jié)與少環(huán)節(jié)的界限，是經(jīng)過心理學(xué)家大量試驗(yàn)后測(cè)定的人類記憶分類字符發(fā)錯(cuò)率最小的字符數(shù)量限度。主要適用于計(jì)算機(jī)輔助分類。 這類分類系統(tǒng)的橫向分類環(huán)節(jié)數(shù)量一般不超過9位，主要是用于手工分類場(chǎng)合，便于記憶和實(shí)際使用。 編碼系統(tǒng)的編碼設(shè)計(jì)(包括軟件設(shè)計(jì))的思路盡管各有不同，但是大致可以歸納為圖33所示的流程。一般較常用的分類系統(tǒng)有德國的OPITZ系統(tǒng)、前蘇聯(lián)的BIITN系統(tǒng)、日本的KK3系統(tǒng)及我國的JLBM1系統(tǒng)等。目前，據(jù)統(tǒng)計(jì)制件的分類法則在世界上己經(jīng)有70多種，其中有的描述制件的結(jié)構(gòu)、形狀特征，主要用于制件設(shè)計(jì)，以促進(jìn)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化。將制件施行分類編碼后可以大大地壓縮同類制件重復(fù)信息的儲(chǔ)存容量，并將制件復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀轉(zhuǎn)化成數(shù)碼，也即實(shí)現(xiàn)“以數(shù)代形”的目的，這樣便能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)善于處理數(shù)字信息的能力，對(duì)制件信息進(jìn)行檢索和存取，有利于信息的管理和使用。不過，對(duì)于成組技術(shù)的運(yùn)用，特別是對(duì)計(jì)算機(jī)集成制造(CIM)，該系統(tǒng)乃是主要而又有效的手段。具體地說，成組技術(shù)就是要對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)中的數(shù)量信息和語義信息進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、傳遞和處理。生產(chǎn)系統(tǒng)中的信息有一些是具有數(shù)量形式的，例如制件的年產(chǎn)量、直徑、表面粗糙度等。從這種意義上講，信息處理是成組技術(shù)的核心。圖32生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖從控制論和信息論的角度來看，成組技術(shù)就是通過對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)中輸入中小批量制件組的信息加以有目的的組織處理，形成新的批量較大的制件組信息集合。然而怎么樣進(jìn)行分類編碼，其實(shí)分類編碼就是在成組技術(shù)思想的指導(dǎo)按照制件的相似性規(guī)則進(jìn)行的。所謂編碼，就是按照一定的規(guī)則選用一定數(shù)列的字碼來表示所要描述的特征，這種編碼規(guī)則和方法稱為制件編碼規(guī)則。若描述憑直觀經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，其結(jié)果將會(huì)因人而異。同時(shí)也為“成組技術(shù)”的推廣奠定了客觀的物質(zhì)基礎(chǔ)。它既能適合GT，又能使GT思想得到充分的體現(xiàn)。生產(chǎn)這類制件的模具結(jié)構(gòu)目前已經(jīng)非常合理，并已組織大批量的生產(chǎn)制件。這類之間占總數(shù)的70%左右。這類制件在設(shè)計(jì)中只要稍加注意便能達(dá)到分組歸組的要求。它們所占比例相對(duì)來說比較少，僅占總數(shù)的5%～10%。這三大類制件數(shù)量分布曲線如圖所示。德國阿亨工業(yè)大學(xué)在26個(gè)不同企業(yè)中選取了4500種制件進(jìn)行分析研究。1995年美國公布的第3個(gè)雙年度國家關(guān)鍵技術(shù)報(bào)告，仍把成組技術(shù)作為200個(gè)專項(xiàng)技術(shù)之一。美國“鼓勵(lì)工業(yè)現(xiàn)代化((IMIP)”中提出“基于成組技術(shù)原理的生產(chǎn)”。英、美、印度等國均建立“成組技術(shù)中心”，開發(fā)成組技術(shù)軟件，出版成組技術(shù)新著。并迅速、廣泛傳播，且被日、美等國引用歐洲成組技術(shù)熱后，各國成組技術(shù)在拓寬概念、擴(kuò)展領(lǐng)域、更新手段方面均有創(chuàng)新、發(fā)展。 科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，社會(huì)需求的多樣化和頻繁變化，以及市場(chǎng)競(jìng)爭的日益激烈，對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械制造工業(yè)提出尖銳的挑戰(zhàn)，迫使現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)必須不斷地加快產(chǎn)品的更新和開發(fā)，并把他們迅速地投入市場(chǎng)，這不但使絕大多數(shù)企業(yè)都朝著多品種、小批量生產(chǎn)的方向發(fā)展，而且要力圖避免重復(fù)勞動(dòng)，科學(xué)合理地利用原有企業(yè)資源。國外用布勒公司壓鑄機(jī)設(shè)備開發(fā)出的擠壓鑄造產(chǎn)品有滑輪、皮帶輪、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、托架、連桿、雪車離合器等。汽車公司和馬自達(dá)汽車公司生產(chǎn)了A356合金的重要受力件—汽車轉(zhuǎn)向節(jié)，以及要求精確成形并要求耐磨、耐壓的汽車空調(diào)壓縮機(jī)鋁渦旋盤，用VSC1800擠壓鑄造機(jī)生產(chǎn)了特大型件—汽車橫梁(十字梁)等。例如，在日本大多數(shù)壓鑄廠都配有一定數(shù)量的擠壓鑄造機(jī)，1998年對(duì)日本114家壓鑄公司的統(tǒng)計(jì)表明，擠壓鑄造己占14%。 表2一1日本宇部公司生產(chǎn)的擠壓鑄造在世界各地分布情況 各國擠壓鑄造機(jī)總數(shù)與壓鑄機(jī)相比還是很少的，而且分布也不均勻，其中主要是日本?？茖W(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，社會(huì)需求的多樣化和頻繁變化，以及市場(chǎng)競(jìng)爭的日益激烈，對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械制造工業(yè)提出尖銳的挑戰(zhàn)，迫使現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)必須不斷地加快產(chǎn)品的更新和開發(fā)，并把他們迅速地投入市場(chǎng)，這不但使絕大多數(shù)企業(yè)都朝著多品種、小批量生產(chǎn)的方向發(fā)展，而且要力圖避免重復(fù)勞動(dòng)，科學(xué)合理地利用原有企業(yè)資源。模具的加工費(fèi)低于壓鑄模，使用壽命也較長。由于澆注速度低及沒有澆注系統(tǒng)，當(dāng)上下模閉合后，金屬在充分的壓力下結(jié)晶成形，不會(huì)在工件內(nèi)形成氣孔、縮孔及渦流等缺陷，因而組織致密均一、晶粒較細(xì)，對(duì)于厚壁件的制造更顯其優(yōu)越性。(4)某些擠壓鑄造件的密度、力學(xué)性能可與鍛件相比。 (2)擠壓鑄造件組織致密，無成分