译 名
加甘纳斯·亚玛 达，特伦斯 L 钱 伯斯和苏个生产热塑性塑料制品最流行的制造工艺，而模具设计是这个过程的 一个重要方面。模具设计需要专业的知识、技能，最重要的是拥有该领域的经验。三者 缺一不可。生产塑料组件需要选择恰当的模具，如果缺乏其中之一，这种选择就得在反 复试验的基础上进行。这会增加生产成本，并造成设计上的不一致。 本文介绍了智能模具设计工具的发展。该工具捕获模具设计过程的知识，并且以符 合逻辑的方式将这些知识反映出来。所获得的知识将是确定性的，但模具设计过程中的 信息是非确定的。一旦开发了模具设计工具，它将指导使用者根据不同客户的要求，为 其塑料零件选择合适的模具。
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输出 模腔数 模具尺寸 浇道尺寸 浇口尺寸 冷水道定位
图 2-1 模具设计模块的组织
如果材料=“缩醛”和分流道长度“<= 3， 分流道长度“>0，那么分流道直径 = 0.062 结束 当制定了规则，重要的是我们用一种严谨的方式的来表现这些信息，同时要避免重 复、不完整和不一致的现象。决策表可以帮助处理上述问题，它是通过对过于冗余和广泛 的问题陈述的检查实现的。比如说，在选择适当的模架的过程中，模架尺寸取决于型腔和 镶件的数目。为确保所有型腔和镶件都被考虑到，我们使用了决策表，并随后用决策表来 制定规则。
2.4 问题的提出
建立问题，需要人的知识和经验，模具设计方面消耗的时间涉及到图表，数据表等， 为开发应用程序的问题解释如图 2-1 所示。虽然大部分的输入如模腔数、腔的图像尺寸、 周期时间，都是根据客户要求，其他输入如塑化能力、每分钟注射量等，可从机器的说 明书中获得。应用程序的输出包含模具尺寸和其他资料，这显然有助于在目录中选择标 准模架。除了输入和输出，图 2 也显示了产生的最终输出的各种模块。
表22典型的测试案例显示程序的输入和输出输入镶块数量0镶块长度0镶块宽度0镶块厚度0模腔模样长度202模腔模样宽度328模腔深度模样05冷水道直径025零部件生产数量1000时间6循环时间26废品率01每分钟注射量23材料abs输出程序输出模腔数2模具长度1006模具的宽度402模具厚度1125浇道直径0109浇道长度15最大浇口套直径0218通过使用各种测试案例对智能模具设计中的应用程序进行了验证
2.3 选择合适的模架
通常情况下，为制造塑料零件选择适当的模架所涉及的有： （1）估计模腔数 模腔数量的决定取决于在一定时间内所需部件的数量，像机器的 塑化能力，废品率等问题也会影响到模架的模腔数量。
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（2）确定镶块及其尺寸 镶块有助于模架重用，因此有助于降低生产成本。当涉及 到尺寸和数量的选择，作出决定取决于现有的镶块的重用性和新的镶块的成本。 （3）确定浇道的尺寸和定位 浇道的尺寸取决于所成型的材料。尽管还有其它要考 虑材料特性来决定它的浇道的尺寸供符合它的流量要求。转轮的定位，取决于所用流道 的拓扑布局。虽然循环的浇道系统始终是最好的，支道系统的平衡，避免流道均衡补偿 的树枝状浇道系统是一个最被广泛应用的系统。 （4）确定浇道直径 浇道直径决定于模具的尺寸，模腔的数量或在一定的时间内用 来填补的塑料的总数。 （5）浇口的定位 塑料在某一点进入模腔，在这点可以均匀填充满模腔。浇口可以 设在循环模腔的任何周围点，但当填补矩形腔时，必须从中部流进。 （6）确定供水道的的尺寸和定位 供水道之间和从模具中的任何壁上以标准的距离 定位。该公约不是用一个直径范围定位水道在模具壁上。 （7）根据以上结论确定模具的尺寸 根据以上的所有结论，模具的大概尺寸可以被 估计，并四舍五入至最接近的产品目录号。在模架以前，如果重新设计，考虑到以上所 有方面会降低成本和减少设计时间，进入重新设计。
表 2-2 典型的测试案例显示程序的输入和输出
输入 镶块数量 镶块长度 镶块宽度 镶块厚度 模腔模样长度 模腔模样宽度 模腔深度模样 冷水道直径 零部件生产数量 时间 循环时间 废品率 每分钟注射量 材料 输出 模腔数 模具长度 模具的宽度 模具厚度 浇道直径 浇道长度 最大浇口套直径 0 0 0 0 2.02 3.28 0.5 0.25 1000 6 26 0.1 2.3 ABS 程序输出 2 10.06 4.02 1.125 0.109 1.5 0.218
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从以前项目取得的经验三部分组成。一旦工程师完成设计，这将是性能评估。 该 IKEM 项目已分为三大模块。 (1) 费用估算模块 (2) 模具设计模块 (3) 生产模块 IKEM 系统有两种形式输入。在一个 CAD 模型的形式（Pro/E 文件）下输入，和在 给出的用户界面形式下输入。图 1-1 说明了那种进入每个模块的输入形式和用户输出形 式。 制造商的经验水平将决定如何有效地控制工艺参数。有时这就导致人为错误引起的 不一致性。还有经验不足，时间、资源短缺和创新的空间不大的情况。通过创造所谓的 “智能模型”的问题，工程学知识提供了一个可行的方案去解决所有这样
3 总结
本文介绍了在发展智能模具设计应用中所采用的方法， 这种应用是根据用户输入进行 模架选择的。 获取知识的过程首先是通过与业内专家密切协商设计一种模架， 也通过从旧 书和数据表中收集确定性信息。收集到的资料，表示了在不同的模块中规则的排列形式。 这些资料可定性和定量地对模具进行选择。 决策表是用来减少规则库的规模， 使规则库中 的问题域全面。 在不同的模块中使用这些规则来开发应用程序， 当谈到在给业内生产的塑 件选择适当的模架时就为应用程序的有效性作测试。
导言
注塑成型工艺过程需要专业的知识、技能，最重要的是需要它成功的实践经验。通 常是工艺参数控制过程的效率。在制造过程中，有效地控制和优化这些参数能实现一致 性，这种一致性会在零件质量和零件成本上表现出来的问题。
1 智能化工程模块注塑成型工艺（IKEM）
基于知识的智能化工程模块的注塑成型工艺（IKEM）是一种软件技术，它领先于并 行工程和 CAD / CAM 系统。 它集成工程的设计和制造工艺的最新知识， 给用户各种设计 方面的指示，通过减少在产品开发设计阶段的工程变更，有助于减少一些工时。该系统 将用于注塑设计，设计迭代和流程整合。目前的过程由许多手工计算、CAD 图形结构和
表 2-1 决策表样本
模腔数目（1，2，4） 1 1 1 2 2 2 4 4 4
模块数目（1，2，4）
1
2
4
1
2
4
1
2
4
模具尺寸
A
*
*
A
B
*
A
B
C
表 2-1 显示了在一个以上的情况下，模具的尺寸是相同的 情况 A: 模具宽度 =(镶块长度 + 2)；模具长度=(镶块长度 + 2)；模具厚度=镶块厚度。 情况 B: 模具宽度=(2*镶块宽度 + 3.5)；模具长度=(镶块长度+ 2)；模具厚度=镶块厚度。 情况 C: 模具宽度=(2*镶块宽度 + 3.5)；模具长度=(镶块长度+ 3)；模具厚度=镶块厚度。 型腔的数目是一个， 镶件的数目也是一个的情况和型腔数目是两个和四个的情况具有 相同的模具尺寸，这三种情况可以归结为一个单一的规则： 如果 镶块的数目= 1，则模具宽度 =（镶块宽度 + 2）模具长度 =（镶块长度+ 2） 模具厚度 = 镶块厚度 结束
参考文献
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通过使用各种测试案例对智能模具设计中的应用程序进行了验证。 对于每一个案件的 零件信息， 模具和机器的信息资料种类繁多， 人类专家证实了把这些信息输入到应用程序 的结果。表 2 显示了一个这样的试验，需要两个模腔，也没有镶件的存在。应用程序提供 近似的模具尺寸，执行尺寸，浇口尺寸和亚军的模腔长度基于模腔图尺寸和其他信息。 获得的模具尺寸非常接近人类专家的一个典型设计， 但并没有明确地说明了一个模具 标准件的用途，就像 D-M-E 模具目录中的一种特定的模具。模具尺寸是基于所用材料而 定的，因此它被限制在一定的范围。
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2.1 文献回顾
模具设计的是另一种注塑成型过程的阶段，有经验的工程师在很大程度上有助于自 动化进程，提高其效率。这个问题需要注意的是深入研究设计模具的时间。通常情况下， 当设计工程师设计模具时，他们会参阅表格和标准手册，这会消耗大量的时间。另外， 在标准的 CAD 软件中需要大量的时间去考虑模具的建模组件。不同的研究人员已经解决 了缩短用不同的方式来设计模具所花费的时间的问题。凯尔奇和詹姆斯采用成组技术来 减少模具设计时间。聚合一类注塑成型件的独特的编码系统和在注射模具中所需的工具 已开发，它可以适用于其它产品生产线。实施编码系统的软件系统也已经被开发。通过 获取在这方面领域的工程师的经验和知识，尝试直接使模具设计过程的自动化。并行模 具设计系统的研究开发就是这样的一个过程，在并行工程环境中试图制定一个系统的注 塑模具设计流程。他们的研究目标是研制一个有利于并行工程实践的模具开发的进程， 和研制开发一个以知识为基础的为注塑模具设计提供工艺问题和产品要求的辅助设计。 通过各种方式获取关于模具设计过程的确定信息和不确定信息，研究人员一直试图 使模具设计流程自动化。这个研究试图研制开发一个独特的模具设计应用程序，它一确 定性和不确定性两种形式获取信息。