基于知識(shí)的注塑模具設(shè)計(jì)若干技術(shù)研究

黃雁彬

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的模具行業(yè)發(fā)展越來(lái)越迅速，因此對(duì)模具的設(shè)計(jì)要求也隨之變得越來(lái)越高。在模具的制造過(guò)程中，不僅加工設(shè)備和工人專(zhuān)業(yè)素質(zhì)會(huì)影響注塑模具的質(zhì)量，而且模具設(shè)計(jì)對(duì)注塑模具的質(zhì)量有著重要的影響，因此快速、精密、高效、高質(zhì)的模具設(shè)計(jì)要求漸漸成為主要的發(fā)展方向。文章概述了基于知識(shí)的注塑模具設(shè)計(jì)的重要意義和注塑模具的一般設(shè)計(jì)內(nèi)容，分析了注塑模具的設(shè)計(jì)因素，而且還介紹了幾種應(yīng)用了知識(shí)工程的注塑模具設(shè)計(jì)技術(shù)，以望為模具設(shè)計(jì)企業(yè)提供參考。

關(guān)鍵詞：知識(shí)工程；注塑模具；模具設(shè)計(jì)技術(shù)

隨著世界經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展趨勢(shì)愈演愈烈，我國(guó)的模具行業(yè)發(fā)展也變得越來(lái)越迅速，模具的設(shè)計(jì)要求也隨之變得越來(lái)越高，變得越來(lái)越快速、精密、高效、高質(zhì)，因此在模具制造過(guò)程中，不但要注意加工設(shè)備和工人專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，還要格外注意模具設(shè)計(jì)，尤其是要學(xué)會(huì)科學(xué)地將知識(shí)工程應(yīng)用到注塑模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中?；谥R(shí)的注塑模具設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)知識(shí)的重用和模具的快速概念設(shè)計(jì)，這樣可以優(yōu)化注塑模具的設(shè)計(jì)方案，快速提高注塑模具的設(shè)計(jì)效率，節(jié)約注塑模具的設(shè)計(jì)時(shí)間，保證注塑模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量，滿足模具市場(chǎng)對(duì)注塑模具的需求，進(jìn)而提升模具企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)和核心競(jìng)爭(zhēng)力，因此注塑模具設(shè)計(jì)人員要了解注塑模具的一般設(shè)計(jì)內(nèi)容和考慮的因素，掌握幾種常用的應(yīng)用了知識(shí)工程的注塑模具設(shè)計(jì)技術(shù)，以提高自身的設(shè)計(jì)水平。

1 基于知識(shí)的注塑模具設(shè)計(jì)的重要意義

科學(xué)地將知識(shí)工程應(yīng)用到注塑模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中具有傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式不可比擬的優(yōu)勢(shì)，這也是基于知識(shí)的注塑模具設(shè)計(jì)的意義之所在。基于知識(shí)工程的注塑模具設(shè)計(jì)可以一種綜合考慮選材、模具的結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)等，設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)管理一體化的一種設(shè)計(jì)方式；基于知識(shí)工程的注塑模具設(shè)計(jì)可以利用知識(shí)工程這種先進(jìn)的平臺(tái)，有利于模具企業(yè)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的重用，具有重要的實(shí)踐意義；而目前模具行業(yè)尚未形成系統(tǒng)的、完整的標(biāo)準(zhǔn)零件體系，應(yīng)用知識(shí)工程到注塑模具設(shè)計(jì)中有利于模具行業(yè)提高零件的系列化水平和標(biāo)準(zhǔn)化水平，規(guī)范模具行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作；此外，科學(xué)地將知識(shí)工程應(yīng)用到注塑模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以快速提高注塑模具的設(shè)計(jì)效率，節(jié)約注塑模具的設(shè)計(jì)時(shí)間，而且電子化、技術(shù)化的模具設(shè)計(jì)可以保證注塑模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量，滿足模具市場(chǎng)對(duì)注塑模具的需求，進(jìn)而提升模具企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)和核心競(jìng)爭(zhēng)力，有利于模具企業(yè)的生存和發(fā)展[1]。

2 注塑模具設(shè)計(jì)的一般設(shè)計(jì)內(nèi)容

注塑模具的設(shè)計(jì)內(nèi)容一般包括注塑模具的概念設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)這兩個(gè)基本設(shè)計(jì)。其中注塑模具的概念設(shè)計(jì)的一般設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：首先了解塑件要求和相關(guān)的模具制造條件，然后據(jù)此設(shè)計(jì)出合理的模具方案，最后結(jié)合客戶要求、成本因素等選擇最佳模具方案。注塑模具的詳細(xì)設(shè)計(jì)的一般設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：首先根據(jù)概念設(shè)計(jì)的結(jié)果確定所制造的注塑模具的零部件尺寸和注塑模具的細(xì)化結(jié)構(gòu)，然后校核成型的零件和受力零件的強(qiáng)度、剛度等指標(biāo)。

3 注塑模具設(shè)計(jì)時(shí)的考慮因素

注塑模具在設(shè)計(jì)過(guò)程中的考慮因素有很多，這些因素都直接或者間接地影響著注塑模具的質(zhì)量，因此注塑模具設(shè)計(jì)時(shí)一定要全面考慮，不可顧此失彼，這些因素大致可以分為以下四個(gè)方面，即注塑模具的材料、制品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)以及注塑模具的成型工藝。其中注塑模具的材料選擇是確保注塑模具質(zhì)量的前提條件，因此選擇時(shí)要格外注意材料的物理、化學(xué)和加工性能，這樣才能設(shè)計(jì)出合理的模具；制品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)是注塑模具制造成功的關(guān)鍵，制品設(shè)計(jì)包括對(duì)制品的形狀、尺寸、支撐面、拔模強(qiáng)度、加強(qiáng)筋以及一些結(jié)構(gòu)（孔、螺紋、圓角等）的設(shè)計(jì)，要保證制品壁厚的均勻，而模具設(shè)計(jì)時(shí)考慮的因素最多，包括材料性能、結(jié)構(gòu)、用途、注塑機(jī)型號(hào)及其工作能力等，這都是注塑模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)；注塑模具的成型工藝是是注塑模具制造成功的最終保障，需予以高度重視，需要考慮到料筒、噴嘴和模具的承受溫度、注塑的壓力、注塑過(guò)程中的保壓壓力大小和時(shí)間、冷卻的時(shí)間等因素。

4 幾種常用的應(yīng)用了知識(shí)工程的注塑模具設(shè)計(jì)技術(shù)

4.1 基于KBE的注塑模具設(shè)計(jì)技術(shù)

KBE技術(shù)是一種新興的、開(kāi)放性的智能研究技術(shù)[2]，是注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)智能化的重要手段?；贙BE的注塑模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)時(shí)以知識(shí)模型為設(shè)計(jì)中心，因此構(gòu)建模具的幾何模型并轉(zhuǎn)化為特征模型顯得尤為重要，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中要善于利用特征技術(shù)，如設(shè)計(jì)、特征識(shí)別等，然后設(shè)計(jì)系統(tǒng)要綜合考慮用戶需求，進(jìn)行設(shè)計(jì)交互，以確定模具的設(shè)計(jì)參數(shù)等，最后將這些確定的、合理的設(shè)計(jì)參數(shù)糅合到特征模型中，進(jìn)而構(gòu)建出知識(shí)模型。該技術(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等均利用集成工具集成到設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)一體化，設(shè)計(jì)過(guò)程便捷，不存在設(shè)計(jì)瓶頸，提高了注塑模具的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。

4.2 基于CAD/CAE/CAM技術(shù)的注塑模具設(shè)計(jì)

CAD/CAE/CAM技術(shù)的注塑模具設(shè)計(jì)是基于模具幾何特征和非幾何特征的、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輔助作用下進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)的一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)[3]，在設(shè)計(jì)過(guò)程中模具設(shè)計(jì)人員要以注塑模具的綜合特性和技術(shù)條件為基礎(chǔ)進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)、優(yōu)化和確定，同時(shí)還需要分析工藝和力學(xué)性能，轉(zhuǎn)化為相關(guān)的技術(shù)文檔，進(jìn)而利用信息進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和NC編程，并轉(zhuǎn)化為需要的控制信息。該技術(shù)的CAD部分主要設(shè)計(jì)注塑模具的建模、方案設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、零件裝配以及模具結(jié)構(gòu)校核等；CAE部分涉及注塑模具的力學(xué)分析、流動(dòng)分析、冷卻分析等；CAM部分涉及到數(shù)控仿真技術(shù)以及數(shù)控程序生成等。利用CAD/CAE/CAM技術(shù)進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)可以提高模具設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度和設(shè)計(jì)效率，保障模具的質(zhì)量，減少注塑模具的制作時(shí)間和周期，降低注塑模具的制造成本，提高注塑模具設(shè)計(jì)人員的興趣和主觀能動(dòng)性，此外，這也有利于模具企業(yè)的管理。

5 結(jié)束語(yǔ)

伴隨著世界經(jīng)濟(jì)全球化，我國(guó)的模具行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈，模具的設(shè)計(jì)要求也隨之變得越來(lái)越高，變得越來(lái)越快速、精密、高效、高質(zhì)。科學(xué)地將知識(shí)工程應(yīng)用到注塑模具的設(shè)計(jì)過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)管理一體化，有利于模具企業(yè)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的重用，有利于模具行業(yè)提高零件的系列化水平和標(biāo)準(zhǔn)化水平，優(yōu)化注塑模具的設(shè)計(jì)方案，快速提高注塑模具的設(shè)計(jì)效率，保證注塑模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量，滿足模具市場(chǎng)對(duì)注塑模具的需求，提升模具企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)和核心競(jìng)爭(zhēng)力。因此模具設(shè)計(jì)人員要掌握注塑模具的一般設(shè)計(jì)內(nèi)容和考慮的因素，掌握幾種常用的應(yīng)用了知識(shí)工程的注塑模具設(shè)計(jì)技術(shù)，如KBE技術(shù)和CAD/CAE/CAM技術(shù)，以提高自身的設(shè)計(jì)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]林曉林.基于多智能體的注塑模具方案智能化設(shè)計(jì)研究[D].大連理工大學(xué)，2013.

[2]董坤.基于KBE的塑料模具快速設(shè)計(jì)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)[J].裝備制造技術(shù)，2010（05）：54-55.

[3]高茂濤.基于實(shí)例的注塑模具CAD/CAE的應(yīng)用研究[D].湖南大學(xué)，2012.endprint