模具專業(yè)外文文獻(xiàn)翻譯-外文翻譯---用于塑料注射模具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的自動基準(zhǔn)尺寸 中文

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用于塑料注射模具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的自動基準(zhǔn)尺寸 摘要： 基準(zhǔn)尺寸（或者坐標(biāo)尺寸）技術(shù)在表面有大量必須有規(guī)定的孔特征的注射模具畫圖方面應(yīng)用非常廣泛。盡管商業(yè) 它仍然是個(gè)非常復(fù)雜的過程。作為使用者，不得不進(jìn)行規(guī)定每個(gè)尺寸標(biāo)記的位置。這篇文章講的是一種最優(yōu)的尺寸標(biāo)記的全自動方法。這種方法采用的是動態(tài)工程技術(shù)，在尊重用戶所選擇的標(biāo)準(zhǔn)前提下，使尺寸確定最優(yōu)化。這種方法已經(jīng)作為一種工具插到了商業(yè)且給出了一些實(shí)例來說明這個(gè)技術(shù)的重要特征。 關(guān)鍵字 ： 自動尺寸 基準(zhǔn)尺寸 動態(tài)工程 最優(yōu)尺寸 坐標(biāo)尺寸 1介紹 多公司可用一種實(shí)體模擬系統(tǒng)來設(shè)計(jì)注射模具。他們用 僅僅是核心和孔插入到模具（他們是形成模具最重要部分），同時(shí)也是在模具裝配中其他所有部分。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步和最近 射模具的設(shè)計(jì)信息可以在產(chǎn)品工程師（設(shè)計(jì)塑料部件）和刀具工程師（設(shè)計(jì)注射模具），甚至他們位于世界上不同區(qū)域。在設(shè)計(jì)信息通過電子方式在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和刀具設(shè)計(jì)中可以有效的交流，制造信息 通信在電子和傳統(tǒng)技術(shù)共同作用下在車間完成。數(shù)控機(jī)床刀具軌跡或者檢查指令可以直接從 互聯(lián)網(wǎng)下載給數(shù)控控制器進(jìn)行加工或者進(jìn)行檢查工作。然而，對于一個(gè)專門機(jī)器來說建立一個(gè)說明書或許在工程圖紙中規(guī)定。另外，不是所有的加工任務(wù)都是在數(shù)控機(jī)床上完成。出于成本預(yù)算的考慮，一些傳統(tǒng)機(jī)床，例如鉆床和磨床等，可以方便用傳統(tǒng)刀具完成。通常工程圖紙也在車間里的工程信息通信中扮演重要角色。正交投影工程圖紙可以從 件尺寸自動工具同樣由商業(yè) 而，就像有 些尺寸工具不能夠 根據(jù)圖紙標(biāo)準(zhǔn)和工廠通常采用的工程方法來生成尺寸。 在注射模具的特殊要求中，孔特征的基準(zhǔn)尺寸（或坐標(biāo)尺寸）應(yīng)用得非常廣泛。圖 1展示了一張?jiān)谝粋€(gè)模具制造公司的工廠中可以找到的典型詳細(xì)的圖紙。在圖中表明了孔特征和用來規(guī)定這些孔位置的基準(zhǔn)尺寸?？梢园l(fā)現(xiàn)這些尺寸顯得非常擁擠，并且人工的來確定這些基準(zhǔn)尺寸的位置是非常繁重的工作。最終這張滿帶尺寸的圖紙的質(zhì)量很大程度上依賴于這張圖紙繪圖員的經(jīng)驗(yàn)。這項(xiàng)研究的目的是發(fā)明一種能夠從一個(gè)給定的注射模具的零件上自動的產(chǎn)生基準(zhǔn)尺寸。尺寸結(jié)果必須滿足兩個(gè)要求：第一，任意兩個(gè)尺寸標(biāo)記不能 夠重疊；第二，尺寸標(biāo)記必須盡可能的接近被測特征。這個(gè)問題的關(guān)鍵是研究一種使基準(zhǔn)尺寸位置的最優(yōu)化的方法。 在規(guī)定機(jī)械零件或組裝特征的大小或位置信息中尺寸標(biāo)記和公差分析是兩個(gè)非常接近的工作，并且大多數(shù)的研究工作都集中于公差上。公差的主要研究問題是顯示、分析和合成。公差顯示與把公差信息合并產(chǎn)品模型草圖中相關(guān)。實(shí)例中包括由 明的實(shí)體偏移法、 可行性空間法和 。在 文章中有更加詳細(xì)的觀點(diǎn)。公差分析的目的是確定公差中 決定零件公差的合并效果。它被用來證實(shí)已知或猜想的給定設(shè)計(jì)單個(gè)零件尺寸變化的功能性。公差分析的技術(shù)實(shí)例包括 的主要觀點(diǎn)是綜合合成或公差分配，它是用來確定基于給定裝配的功能性要求的零件公差。最近， 時(shí)發(fā)表了一個(gè)工程方法來解決這個(gè)問題。從工程性考慮，根據(jù)不同用戶需求和技術(shù)需求在系統(tǒng)的分析功能性需求基礎(chǔ)上，提出了一種解決尺寸需求的方法。 件也是用來支持實(shí)現(xiàn)這種方法。 功能需求或尺寸基礎(chǔ)中提供用來代表功能需求、尺寸、公差或過程能力的工具。在這個(gè)基礎(chǔ)上 ，這種獲取的函數(shù)方程被分成若干組，并且每組都用來解決所涉及到的函數(shù)需求和公差問題的專一方法策略。在公差公差分析和合并中更多詳細(xì)的觀點(diǎn)可以在 文章中找到。 從一個(gè) 立體幾何學(xué)實(shí)體模型技術(shù)上的零件自動顯示尺寸上 實(shí)體模型上提取一些來自二維表面和剪切剪切圓柱上的點(diǎn)。這些點(diǎn)的坐標(biāo)被安排在一個(gè)樹型結(jié)構(gòu)上來產(chǎn)生線性尺寸，并刊登了一個(gè)為直徑和半徑尺寸的簡單例子。其他早期的自動尺寸方面的工作由 結(jié)了。最 近， 們的方法是分析多余尺寸，對稱特性的尺寸草圖。，選擇適當(dāng)?shù)囊暯莵硪?guī)定尺寸，并且用一種專業(yè)級系統(tǒng)的方法來確定尺寸定位。這個(gè)專業(yè)級系統(tǒng)分析被測特征的幾何形狀和布局，并且確定一個(gè)合適的位置來放置一個(gè)基于一套規(guī)則的相關(guān)被測特征的尺寸。在一個(gè)尺寸位置完成后，構(gòu)造一個(gè)禁區(qū)使所有隨后的尺寸不會放在此區(qū)域中。這就避免了兩個(gè)尺寸的重疊或交叉。 現(xiàn)存的尺寸放置方法是有限的，取決于這個(gè)方法的自然連續(xù)性。例如，在 征的測量是被優(yōu)先考慮的，但尺寸的位置是隨后考 慮的。這種方法不適合確定坐標(biāo)尺寸的位置，特別是在注射模具表面尺寸非常擁擠的情況下。這是因?yàn)橐粋€(gè)基準(zhǔn)尺寸的位置影響到其他尺寸的位置。這篇文章講述了我們在解決坐標(biāo)尺寸位置方面的工作。使用了動態(tài)程序方法使其最優(yōu)化，這種新的方法克服了在現(xiàn)存方法中連續(xù)方法的限制。 征位置通過特征的參考位置和參考基準(zhǔn)的水平和垂直距離來確定?；鶞?zhǔn)尺寸的缺省形式在圖 2a 中表示。當(dāng)被測兩特征的垂直距離小于尺寸標(biāo)記大?。ǔ叽缥谋靖叨鹊暮秃拖噜弮沙叽缥谋镜淖钚】臻g） ,圖 2b 中的被選形式就需要了。為了防止不重疊，這個(gè)尺寸標(biāo)記則 從缺省位置向上或向下轉(zhuǎn)換。就像圖 2c 中，尺寸標(biāo)記的轉(zhuǎn)換是尺寸的單一延長線打斷成了三個(gè)部分：被一個(gè)傾斜部分相連的兩個(gè)水平部分。通過三個(gè)參數(shù)使尺寸標(biāo)記的范圍能夠變換調(diào)整：（ i）傾斜部分和尺寸線的水平部分的折角 α；（ 寸文本和零件邊緣距離 m；（ 征 ? ? ? ? （ 1） 4． 自動基準(zhǔn)尺寸 自動基準(zhǔn)尺寸的目的是尋找一種使每個(gè)基準(zhǔn)尺寸位置都達(dá)到最優(yōu)的方法。每個(gè)過程包括兩個(gè)階段：準(zhǔn)備階段和最優(yōu)化階段。在準(zhǔn)備階段， 使最優(yōu)化過程得到簡化的主要參數(shù)將被建立。所有特征使用給出的折角、邊緣偏移和尺寸標(biāo)記大小將會進(jìn)行尺寸位置的可行化測試。在最優(yōu)化階段，使用的是動態(tài)程序方法。尺寸標(biāo)記位置 最優(yōu)化是在最重不同的基準(zhǔn)系列，包括從他們的缺省位置中每個(gè)尺寸轉(zhuǎn)移的最小量，或者從缺省形式使用的盡可能多的最大量。 被測特征首先被分成一個(gè)或更多的特征系列。對于一個(gè)特征系列的每一個(gè)特征來說，在此特征系列中至少存在另一個(gè)特征以便使他們之間的垂直距離小于尺寸標(biāo)記的大小。換句話說，在一個(gè)特征系列中的所有特征，沒有重疊的情況下在相鄰兩尺寸標(biāo)記不能用缺省的專用形式測量 。相反，至多一個(gè)特征能用一個(gè)叫做尺寸塊的特征相關(guān)聯(lián)。尺寸快的構(gòu)造涉及到每個(gè)在尺寸塊中的基準(zhǔn)尺寸的形式和位置。對于一個(gè)尺寸塊的每個(gè)位置，它的 構(gòu)造是唯一確定的。圖 3表示在兩個(gè)構(gòu)造中的兩個(gè)特征系列和它們的尺寸塊 定義 1：構(gòu)造的正確性。假如在一個(gè)尺寸塊中任意兩個(gè)尺寸標(biāo)記間沒有重疊，并且每個(gè)尺寸標(biāo)記位于它們的末端位置，則這個(gè)尺寸塊的構(gòu)造就是正確的。 在圖 3 4表示的兩個(gè)尺寸塊是不正確的。因?yàn)樵趫D 4 4尺寸要求的位置標(biāo)記在它之下。 定義 2：構(gòu)造末端。有兩種構(gòu)造末端：最高構(gòu)造和最低構(gòu)造。假如一個(gè)尺寸是正確的，并且任何再高點(diǎn)（或低點(diǎn)）的 位置 都是不正確的構(gòu)造則稱此尺寸塊是最高（或最低）構(gòu)造。尺寸塊 圖 5為 不能再向上移動了。圖 5為 不能向下移動了。 尺寸塊的末端構(gòu)造有兩個(gè)在最優(yōu)化階段所應(yīng)用的重要參數(shù)。在兩個(gè)尺寸標(biāo)記中沒有任何重疊的情況下，看測量所有特征是否可行的過程中，這兩個(gè)參數(shù)是非常 有用的。 在形成一種測量末端構(gòu)造中可以看到這兩個(gè)參數(shù)是非常有用的。 特點(diǎn) 1：在一個(gè)尺寸標(biāo)記處于它的最高（或最低）的位置上，最少有一個(gè)尺寸標(biāo)記處于最高（或最低）的位置。 特點(diǎn) 2：只要尺寸塊有末端構(gòu)造，則它就是不正確的。 特點(diǎn) 1可以由反證法證明。假如一個(gè)尺寸處于它的最高（或最低）構(gòu)造上，并且沒有尺寸標(biāo)記處于最高（或最低）位置。因此所有它的尺寸標(biāo)記都不處于 它們的最高（或最低）位置，它們能夠同時(shí)向上（或向下）移動相同距離直到它們中的任意一個(gè)達(dá)到了最高（或最低）位置上。因?yàn)樗械某叽鐦?biāo)記都是同時(shí)移動了相同的距離，尺寸標(biāo) 記就不會重疊，并且因此構(gòu)造結(jié)果仍然是正確的，并且在一個(gè)比它初始構(gòu)造更高點(diǎn)（或低點(diǎn)）的位置上。這就違反了初始構(gòu)造處于最高或最低的假設(shè)。 特點(diǎn) 2可以直接證明。給定的一個(gè)正確構(gòu)造、尺寸塊移動更高（或低）直到一個(gè)或更高的尺寸標(biāo)記達(dá)到最高（或最低）位置。因此所有尺寸標(biāo)記 都同時(shí)移動相同距離，重疊也不會發(fā)生。另外，因?yàn)橹辽偎囊粋€(gè)尺寸標(biāo)記達(dá)到最高（或最低）位置，尺寸塊在沒有不正確構(gòu)造的情況下，尺寸塊不能被移動更高（或更低）。根據(jù)定義 2，構(gòu)造的結(jié)果也是最高（或最低）位置。另一方面，尺寸塊是否有末端構(gòu)造就很明顯了，因?yàn)槟┒藰?gòu) 造定義是正確的所以該尺寸塊就是正確構(gòu)造。 特點(diǎn) 1表明尺寸塊的末端構(gòu)造可以由通過觀察塊中的尺寸標(biāo)記的末端位置的方法獲得。尺寸塊的構(gòu)造可以通過 {規(guī)定， i=1， 2， 3，……， n，i 個(gè)特征的尺寸標(biāo)記的位置。這說明了 {按照他們的垂直上升順序排布的（假如 i﹥ j，則 。然 而，為了避免尺寸標(biāo)記的重疊，第 1)1( Z ???； n≥ i≥ 2 （ 2） 式中 1y 是該系列中的第一個(gè)特征（ 1f ）尺寸標(biāo)記的位置。 1y 也同樣被用作尺寸塊的參考位置。 如果構(gòu)造是正確的，通過式（ 1）得出所有尺寸標(biāo)記必須位于其自己最高位置的下端，如下： 因此 1m a x )1( Z i ????以上關(guān)系必須通過所有 此，最高允許值通過 1y 給出： })1({ m a x S I Z in ?? （ 3） 1y 的值通過式（ 2）給出，一個(gè)或更多的 等于 所有其他的 小于它的沒有更大的 1y 值因此構(gòu)造滿足 假如 正確，這個(gè)最終構(gòu)造就是它的最高構(gòu)造。然而，在此構(gòu)造中通過式（ 2）給出的此，每個(gè)如所有的 i 的這個(gè)最高構(gòu)造成立。假如一些 i 的 ，則這個(gè) 構(gòu)造成立就是不正確的，并且沒有最高位置成立。通過特性 2 特征系列 {存在任何正確構(gòu)造。 為了尋找最低位置，對于所有 低允許值 })1({ m I Z ax ?? 對于一個(gè)零件來說，它的尺寸塊是多樣化的，假如所有尺寸塊中的兩個(gè)末端構(gòu)造能夠成功建立，則在每個(gè)沒有任何重疊尺寸塊中放置尺寸標(biāo)記就是可行的。然而，一個(gè)尺寸塊中的一個(gè)尺寸標(biāo)記可能與另一個(gè)尺寸塊中的尺寸標(biāo)記重疊。因此下一步就是測試所有沒有任何重疊的尺寸塊的放置是否可行。下面所講的特點(diǎn) 3在解釋這個(gè)測試過程就是十分有用的。 特點(diǎn) 3：在一個(gè)尺寸塊中的兩個(gè)末端構(gòu)造之間通常建立一個(gè)正確的構(gòu)造。 在特點(diǎn) 3中很容易發(fā)現(xiàn)，從最低位置開始，在尺寸塊中的尺寸標(biāo)記能夠同時(shí)移動相同的距離，以使它的尺寸標(biāo) 記能夠達(dá)到它的最高位置。根據(jù)定義 1，此位置的構(gòu)造是正確的，當(dāng)它的一個(gè)尺寸標(biāo)記 達(dá)到了最高位置，就達(dá)到了尺寸塊的最高位置。 為了測試放置沒有重疊的所有尺寸塊的可行性，一個(gè)特征系列的所有特征首先參考 后所有特征系列根據(jù)它們的第一個(gè)特征 一個(gè)尺寸塊 1d 被放置在它們最低構(gòu)造 位置。 對于第二 個(gè)特征系列，假如 1d 的頂端高，尺寸塊 2d 也被放置在它們最低構(gòu)造 位置， 否則 在 范圍內(nèi) 2d 放在 1d 的頂端。根據(jù)特點(diǎn) 3，對于 2d 后者也是正確構(gòu)造。否則， 2d 作為正確的構(gòu)造在沒有與尺寸塊 1d 重疊的情況下也不能夠建立。對于下個(gè)尺寸塊來說是一個(gè)重復(fù)的過程，直到所有正確的尺寸塊都已建立，否則無論對于一個(gè)尺寸塊正確的構(gòu)造不能建立的話都將中止。 在準(zhǔn)備階段之后，每個(gè)尺寸塊的邊緣構(gòu)造已經(jīng)建立，并且使在一個(gè)尺寸塊和兩個(gè)相鄰尺寸塊確定避免。使用一種動態(tài)工程方法來確定每個(gè)尺寸塊最優(yōu)構(gòu)造。像上面假設(shè)一樣，根據(jù)尺寸塊的參考位置用上升順序來挑選尺寸 塊。 確定尺寸塊構(gòu)造的過程被分為i=1， 2，3，……， n，在第 每個(gè)聯(lián)系。換句話說，狀態(tài)第 取第費(fèi)用通過一個(gè)總的費(fèi)用函數(shù)來反映，它是通過下式給出： )}(),({)( ,11,1,, ?? ?? ),( ,1, 是費(fèi)用函數(shù)用來反映：（ i）在獨(dú)立的狀態(tài) 和 1? 的情況在兩尺寸塊 1?相互作用；（ 寸塊 尺寸塊 寸塊區(qū)由用戶規(guī)定，并且禁區(qū)通常為由用戶放置的其他尺寸標(biāo)記的區(qū)域，因此不允許把尺寸標(biāo)記放置在遠(yuǎn)的地方。最優(yōu)的解決方法從 )}({, 個(gè)步驟系列1， 2， 3，……， n 使最優(yōu)化得以提高，同時(shí)這一系列構(gòu)造使尺寸標(biāo)記的放置位置得到最優(yōu)化。 通過特點(diǎn) 3，一個(gè)尺寸塊此每一步都有無數(shù)種選擇。為了使動態(tài)工程方法起作用，必須使用離散化使無數(shù)的狀態(tài)每個(gè)散化最簡單的方法是從 種方法對利用計(jì)算機(jī)資源來說不是一個(gè)有效的方法。這是因?yàn)槌叽鐗K 以很大限度的改變， 從式 1中可以明顯的看出尺寸塊很少值的 有合適數(shù)量的狀態(tài)下，那些有較大范圍的尺寸塊會得到近似的解決方法。另 一方面，對于一個(gè)有很大范圍的尺寸塊來說，就像大多數(shù)在兩邊緣構(gòu)造的正確構(gòu)造將在它們的尺寸塊重疊。通過一個(gè)例子最好的解釋：假如在尺寸塊尺寸塊似的問題在最低構(gòu)造上。因此，對于每個(gè)尺寸塊個(gè)合適的范圍，由 ))(,( m a xm a Z i i n ???? ))(,( m a x Z i i n ????式中用這種可行的范圍定義，那些在兩相鄰尺寸塊之間經(jīng)常導(dǎo)致重疊的構(gòu)造從可行范圍內(nèi)排除。 一個(gè)階段的費(fèi)用和費(fèi)用函數(shù) ),(,1, 都是矢量和矢量值函數(shù)。一個(gè)費(fèi)用矢量包括按重要性由高到低排列的 5個(gè)部分i=1， 2， 3，……， 5。動態(tài)的實(shí)施階段要求最小的費(fèi)用選擇，因此必須在兩矢量間進(jìn)行對比。兩個(gè)費(fèi)用函數(shù)通過比較它們的組成來比較。比較 從認(rèn)為最重要的第一部分開始。假如 兩矢量的第一部分相等，則比較認(rèn)為是次重要的下一部分。當(dāng)相關(guān)聯(lián)的兩部分不相等時(shí)就停止比較。在費(fèi)用矢量尖的比較是建立在不相等的第一對部件上的。 費(fèi)用函數(shù) ),(,1, 的第一組成部分等式 ),(,1, 應(yīng)該減少相鄰兩尺寸塊下式給出： ??? ?? m (),(),( ,,1,,1,1 式中如果在,(,1, =0。如果有重疊，則 ),(,1, 就是一個(gè)很大的值。費(fèi)用函數(shù) )(,關(guān)聯(lián)的尺寸塊)(,)( ,0；如果有重疊，則 )( ,是一個(gè)很大的值。 接下來的四個(gè)等式432 ,, 分配四個(gè)可選 的亞費(fèi)用函數(shù)，這些函數(shù)根據(jù) 四個(gè)不同的基準(zhǔn)通過返回值來反映構(gòu)造的。432 ,, 就給了用戶的可行性來決定準(zhǔn)則的重要聯(lián)系。 要求尺寸塊放置在特征的中間部分能夠被測缺省構(gòu)造測量的位置，這就認(rèn)為是尺寸塊的缺省構(gòu)造。亞費(fèi)用函數(shù) )(, 個(gè)偏移值可以從特征的平均位置上來測量，并且是第 )( , ? ?, 式中在第 j 個(gè)構(gòu)造上尺寸標(biāo)記的位置， 是所有尺寸標(biāo)記和特征的數(shù)量。 在 )(, 能通過費(fèi)用函數(shù) ),(,1, 來確定。因?yàn)樵诿績蓚€(gè)狀態(tài)下偏移的數(shù)是確定的費(fèi)用函數(shù)是僅建立在能夠給出相同費(fèi)用的可選費(fèi)用函數(shù))( ,的，可以忽略這個(gè)問題?？梢苑峙涞搅硪粋€(gè)可以給出一個(gè)較低狀態(tài)費(fèi)用函數(shù)的部件等式。假如尺寸塊不在它的缺省狀態(tài)， )(, ，否則取 0。 可能要求由用戶規(guī)定一個(gè)可行范圍的百分比來限制尺寸塊由缺省位置偏移 的范圍。亞費(fèi)用函數(shù) )(, 如 )(, tD>p×︳ ， 則 )(, ，否則為 0。 當(dāng)兩個(gè)相鄰尺寸塊在它們的缺省位置重疊，某個(gè)值 a，則在此重疊中向上移動且向下移動到1?離為1?中?ia=a 。其中要求?就要求兩尺寸塊移動量相等。亞費(fèi)用函數(shù) )(, 為這僅是測量移動值不是相鄰尺寸塊移動值的分配。 )(, 兩相鄰尺寸塊 移動值的范圍通過下式設(shè)置不同值： )()(),( ,1,,1, ? ?? 這四個(gè)可選的亞費(fèi)用函數(shù)可以由用戶自由的選擇，安排第二到第五部分來達(dá)到目的。在下一部分中，通過例子來說明選擇不同的亞費(fèi)用函數(shù)達(dá)到不同的結(jié)束。 合適的最優(yōu)化方法已經(jīng)被執(zhí)行，并且通過 了說明亞費(fèi)用函數(shù)的作用，思考圖 6中的作用。圖 6中有 5個(gè)尺寸塊，所有尺寸塊都處于它們的缺省構(gòu)造，并且在 1d 和 2d 之間， 4d 和5d