注塑模具零件CAD／CAPP集成技术研究

维普资讯 http://www.cqvip.com 第１６卷第４期　河南机电高等专科学校学报　Ｖ０１．１６№．４　２００８年０７月　Ｊｏｕｍａｌ　ｏｆ　Ｈｅｎａｎ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　Ｊｕ１．２００８　注塑模具零件ＣＡＤ／ＣＡＰＰ集成技术研究　张琳娜　，张改卿　，赵敬云。　（１．郑州大学机械工程学院，河南郑州４５０００１；２．郑州轻工职业学院，河南郑州４５０００１；　３．河南机电高等专科学校，河南新乡４５３００２）　摘要：基于成组技术对注塑模具零件进行分类编码，并在模具设计与制造过程中采用统一的编码体系，实现真正　意义上的注塑模具零件ＣＡＤ／ＣＡＰＰ集成，并对其应用意义予以阐述。　关键词：注塑模具；ＣＡＤ／ＣＡＰＰ集成；分类；编码；成组技术　中图分类号：ＴＧ７６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—２０９３（２００８　Ｊ０４—０００１—０２　工艺是设计和制造的桥梁，ＣＡＤ作为产品设计信　等）、结构形状、尺寸、公差、表面粗糙度、热处理及其　息的源头，是ＣＡＰＰ进行工艺设计重要的技术依据。　他技术要求等方面的信息。如何从ＣＡＤ图形文件中　在实际生产中，零件的特征信息（设计信息和制造信　提取这些信息，并组织成ＣＡＰＰ所需的数据格式。解　息）通常是字母、数字、各种特殊符号、图形或者各种　决的方法是编码。所谓编码，就是把信息从一种表现　语义，它们都是不便于原样地在计算机系统内部传输　形式变换成另一种表现形式。对于注塑模具ＣＡＤ／　的¨］。同时，由于ＣＡＤ系统和ＣＡＰＰ系统最初都是独　ＣＡＰＰ集成系统而言，就是用特殊的数字组合来代表　立发展起来的，它们各自的信息处理过程都存在着特　零件的基本特征信息及其相互联系的信息，这些特定　殊性。例如，现有的ＣＡＤ系统主要着眼于绘制图形，　的数字组合，就称之为代码。在编码以后，对代码的　绝大多数ＣＡＤ系统采用面向数学和几何学模型的线　处理和传递，就等效于对零件信息的处理和传递。　架造型、面造型及体素造型，对于制造公差及各类技　分析模具零件功能及其结构，我们发现模具的相　术要求信息，ＣＡＤ系统均将它们作为标注信息处理。　异性主要在成型部分，而在模架、导向、脱模等部分具　而ＣＡＰＰ系统则更注重于按制造信息生成工艺过程，　有很大的相似性，很适合采用成组技术　］。因此，第　系统更需要的是零件的特征及其制造要求信息而不　项工作便是制定一个适合本企业使用的零件分类　是点、线、面等几何信息。因此，这些信息不可能原样　编码系统。利用注塑模具编码系统，可以很翁易地实　地被ＣＡＤ系统和ＣＡＰＰ系统所接收、识别和处理。为　现ＣＡＰＰ系统的零件信息的描述与输人。我　对注塑　了实现注塑模具零件ＣＡＤ／ＣＡＰＰ信息集成，采用成组　模具零件分类用图１表示：　技术建立注塑模具零件分类编码系统，并在模具设计　过程中采用同一编码体系。　１模具零件的分类编码　ＣＡＰＰ需要面向制造的特征数据，传统ＣＡＤ系统　采用的是几何模型。基于特征的ＣＡＤ／ＣＡＰＰ的集成　已经进行了多年的研究和探索，但由于ＣＡＤ描述信　息和ＣＡＰＰ所需信息的巨大差别使ＣＡＤ／ＣＡＰＰ的充　分集成十分困难。注塑模具ＣＡＰＰ系统，面对不同的　工艺类型和变化多样的零件类型，采用基于特征的　图１注塑模具零件分类　ＣＡＤ／ＣＡＰＰ的集成方案难于实现软件通用化。因此，　以注塑模具零件分类为基础，建立模具零件分类　要实现ＣＡＤ／ＣＡＰＰ信息集成，首先必须解决的问题是　编码系统。该套编码系统采用８位代码将零件结构　如何实现ＣＡＤ系统与ＣＡＰＰ系统之间的信息传递。　特征、材料特征、零件内外部几何形状特征、加工方　零件信息包括总体信息（如零件名称、图号、材料　法、精度、热处理用特殊的数字来表示。在采用计算　收稿日期：２００８－Ｏ１－０７　作者简介：张琳娜（１９５７．），女，河北仓县人，教授，硕士，主要从事制造业信息化理论及应用技术研究。　维普资讯 http://www.cqvip.com

河南机电高等专科学校学报　２００８年４期　机进行辅助工艺设计时，这些特定的数字组合就是从　在大部分模具生产企业，一套模具的设计由设计　零件图提取出的基本工艺信息。其他的工艺信息如　部门完成，模具零件加工工艺由工艺部门完成。为了　零件图号、零件名称、产品型号等作为文本信息可直　应用和管理方便设计部门和工艺部门对模具零件采　接输入。该编码系统结构如图２所示：　用统一的编码体系。即模具设计人员在总装图上标　示零件件号、编制明细表时，将零件序号与零件ＧＴ码　合为一体，共用十位代码表示，前两位表示零件序号，　后八位为零件ＧＴ码。如下图所示：　图２注塑模具零件分类编码系统结构　第１位为零件名称的类别粗分，即将模具零件分　为成型零件与辅助成型零件。　第２位是进一步细分零件，进而确定一个具体的　模具零件组。　第３位零件材料分类码。如表ｌ所示：　表１注塑模具零件材料分类码　材料　０１２４０１２０２１　『ｌ—　芒覆　Ｉ＝］　Ｌｔ互圃　图４总装图新零件件号示例　Ｃｒｌ２、ＣｒＷＭｎ、Ｃｒ１２ＭｏＶ等　３８ＣｒＭｏＡＩ　４５、５Ｏ、４ＯＣｒ、４０Ｍｎ　Ｐ２０，５ＮｉＳＣａ　２模具零件ＣＡＤ／ＣＡＰＰ集成技术应用及意义　在ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＰＰ技术应用中，必须解决好　Ｑ２３５　６５Ｍｎ，６５　Ｔ８，Ｔ１０Ａ　Ｈ１３　３Ｃｒｌ３　其他２０钢　第４位为零件外部形状要素码。　率也具有决定性的影响。注塑模具零件的分类编码　第５位为零件内部形状要素码。　系统为实现信息的存储、查询提供了有效的解决方　第６位为零件加工工艺信息码。　法。通过零件分类编码，实现合理、有序排放模具数　第７位为零件精度标志码。精度分为低精度、中　据库中的信息，快速、准确检索信息。实现了真正意　等精度、高精度、超高精度。　义上的模具零件ＣＡＤ／ＣＡＰＰ信息集成。利用成组技　第８位为热处理标志码。　术对模具零件进行分类编码，并利用成组技术建立典　对典型模具零件进行编码后，唯一的编码就对应　型工艺库，对模具零件的设计与制造采用统一的编码　了唯一的零件及其工艺文件，ＣＡＰＰ所需的全部信息　体系。解决了ＣＡＤ系统与ＣＡＰＰ系统之间的信息传　都以数据库中的格式化数据进行存取，斜导柱编码示　递难题。　例如图３所示：　基于成组技术对注塑模具零件进行分类编码，并　建立相应的典型工艺库。在以后的设计中可以参照　成组设计资料中的相似零件进行设计，最大限度地利　用已有的设计信息和前人的经验。在减少设计工作　量的同时也实现了模具设计的标准化。同时由于零　部件具有了更高的结构相似性、工艺相似性，有利于　实现模具制造的标准化。　零件信息的描述与输入问题，简明、准确地描述零件　信息是实现ＣＡＰＰ系统的前提条件和ＣＡＰＰ系统进行　工艺决策分析的可靠保证，也是ＣＡＰＰ系统运行的基　础和依据。同时对于ＣＡＰＰ系统的输出质量和运行效　３结束语　ＣＡＰＰ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ）是生产　图３斜导柱编码示例　２　技术准备工作的第一步，（下转第５页）　维普资讯 http://www.cqvip.com

穆慧杰等：超高分子量聚乙烯片材挤出机的开发设计　４．３　其他零部件的设计　地解决了超高分子量聚乙烯不能甩国产挤出机加工　除以上关键零部件的设计研发以外，本挤出机在　生产的问题，完全可以满足超高分子量聚乙烯的加工　换网系统的设计方面也有着特殊的要求。　和其片材挤出对耐磨性要求及挤出稳定性的要求，从　由于超高分子量聚乙烯片材挤出必须连续生产　根本上解决了以往此类挤出机完全依靠进口的问题。　不能间断，而要生产片材又非常薄，物料中未能完全　（责任编辑吕春红）　　分散的ＳｉＯ　颗粒又必然存在，就要求将换网内自由空　参考文献：杨德山，高俊刚，宋欣茹．超高分子量聚乙烯在铅酸蓄电池隔板中　间降到最小，而常规的柱式换网也就无法使用。因　［１］的应用及其生产工艺特点［Ｊ］．蓄电池，２ＯＯ４。（２）．　此，我们对以往的板式换网做了改进，减小了滑板带　出物料的量，使得装好多孔板后滑板的移动不会给板　２００３．　内带来影响生产的自由空间，从而达到了稳定挤出的　［３］朱复华．挤出理论及应用［Ｍ］．北京：中国轻工业出版社，２００１．　目的。　［２］耿孝正．双螺杆挤出机及其应用【Ｍ］．北京：中国轻工业出版社，　［４］贾朝阳．高填充ＥＶＡ“一步法　片材挤出生产线及工艺技术开发　［Ｃ］．天华院二ＯＯ五——＝ＯＯ六年度科技论文报告集。２００７．　５结论　超高分子量聚乙烯片材挤出机的开发成功，彻底　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｕｌｔｒａ　Ｈｉｇｈ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｗｅｉｇｈｔ　Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ　Ｓｈｅｅｔ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｅｘｔｒｕｄｅｒ　ＭＵ　Ｈｕｉ—ｉｉｅ．ｅｔ￡Ｌｌ　（１　Ｘｉｎｘｉａｎｇ　Ｄａｈｅ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｘｉｎｘｉａｎｇ　４５３００２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｃｏｍｐｏｓｅ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｐｏｉｎｔ　ｏｎ　ＵＨＭＷ　ＰＥ（Ｕｌｔｒａ　Ｈｉｈ　Ｍｏｌｇｅｃｕｌａｒ　Ｗｅｉｇｈｔ　Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）ｓｈｅｅｔ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｅｘｔｒｕｄｅｒ　ｏｆ　ｓａｍｅ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｄｏｕｂｌｅ　ｓｃｒｅｗ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｅｓｉｎ　ｏｆ　ｇｋｅｙ　ｐａｒｔ　ｃｒｓｅｗ—ｂａｒｒｅｌ　ｃｏｍｂｕｓｉｔｏｎ，ｖａｃｕｕｍ　ｅｘｈａｕｓｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＵＨＭＷ　ＰＥ　ｓｈｅｅｔ　ｍａｔｅｒｉｌ　ｍａａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｌｏｗ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＵＨＭＷ　ＰＥ（Ｕｌｔｒａ　Ｈｉｈ　Ｍｏｌｇｅｃｕｌｒ　ａＷｅｉｈｔｇ　Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）；ｓｈｅｅｔ　ｍａｔｅｒｉｌ；ｄｏｕｂｌｅ　ｓｃｒａｅｗ；ｅｘｔｒｕｄｅｒ　（上接第２页）　［１］许香穗，蔡建国．成组技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９６．　计算机辅助工艺设计［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９３．　也是连接产品设计与产品制造之间的桥梁。ｃＡＰＰ的　［２］赵良才．［３］宋满仓．注塑模具设计与制造实战［Ｍ］．北京：机械工业出版社。　普及率、实用性远远跟不上ＣＡＤ、ＣＡＭ的发展，ＣＡＰＰ　２００７．　已经成为阻碍企业信息化建设的瓶颈。模具零件　［４］伍晓宇，王志勇．模具网络协同制造［Ｍ］．北京：机械工业出版社。　２００８．　ＣＡＤ／ＣＡＰＰ集成技术研究与应用为模具ＣＡＰＰ的应　王敏杰．基于成组技术的注塑模具标准化体系的研究［Ｊ］．　用提供了前提与保障。　（责任编辑吕春红）　［５］宋满仓，参考文献：　中国机械工程，２００２，１３（２４）：２ｌ１８—２１２０．　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　Ｍｏｕｌｄ　Ｐａｒｔｓ　ＣＡＤ／ＣＡＰＰ　ＺＨＡＮＧ　Ｌｉｎ—ｎａ．ｅｔ　ａｌ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖ．，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５００１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｍｏｕｌｄ　ｐａｒｔｓ　ａｒｅ　ｃｌａｓｓｉｉｆｅｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｇｒｏｕｐ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＧＴ）ｉｄｅａ，ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｃｏｄｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｍｏｕｌｄ　ｐａｒｔｓ　ｉｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｉｎ　ｄｅｓｉｎ　ａｇｎｄ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｍｏｕｌｄ　ｐａｒｔｓ　ＣＡＤ／ＣＡＰＰ　ｉｓ　ｒｅａｌｌｙ　ｒｅａｌｉｚｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｅａｎｉｎｇ　ｏｆ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｍｏｕｌｄ；ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ＣＡＤ／ＣＡＰＰ；ｃａｔｅｇｏｒｙ　ｃｏｄｉｎｇ；ｇｒｏｕｐ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　５