基于协同设计的塑料模具设计的探讨

　　摘要全球经济快速发展，国与国之间的联系日益密切，国家间的交往已经不仅仅满足于依靠电话、电视或者多媒体技术来传达各种指令和通知各种事项，更加不能够反映这日益变化的时代。如今，高速处理器件、海量存储设备、宽带通信技术等飞速发展，为人们的交流和交往提供新的研究领域——计算机支持的协同设计，这一理念同样在其他领域也得到广泛的应用，本文我们将重点探讨基于协同设计的塑料模具设计，研究协同理念如何应用到塑料模具的设计中。
　　关键词：协同设计、塑料模具、设计探讨、感知
　　传统的塑料模具的设计十分复杂，人员众多，工序复杂，但是协同设计为其开辟了新的道路，省时省力，促进塑料模具设计之路的发展。实现了协同设计，就可以使项目流程设计管理更具高效、精准、便捷和迅速；而塑料模具设计的管理则要实现快速、方便、共享和安全，只有真正实现上述两方面的管理目的，才可以称得上是实现了协同设计。它在一定程度上实现对项目的核心部分的管理和支持，可以促进各部门之间的交流和合作，项目的领导者和管理者可以有效、便捷的了解每一个设计项目的进度，掌控全局，而设计人员方便管理图档，共享资源，从而全面的实现了整个设计团队的工作效率和工作质量的提高，直接提高企业的核心竞争力。
　　一、协同设计的目的
　　1.专业团队协同设计
　　团队内部是通过不同的设计内容进行分工，不再按照图纸目录进行分工合作。通过电脑服务器的设计文件管理系统，将专业团队每个人的设计内容有机的形成一个完整的专业设计数据。
　　2.科学的管理模式
　　协同设计在一定程度上转变了设计工作中的重心，由指向图纸转向关注内容，由关注图纸转向设计。传统的数据文件和图纸文件可能会经常的改动，相关的数据而使设计建造过程反反复复，停滞不前。现行的协同设计确保设计数据的唯一性，避免了由于设计数据的重复书写和编辑带来的低效的重复劳动。
　　3.建立统一的语言环境
　　设计工作人员之间需要就设计数据的问题进行多次交流，这是实现专业设计团队乃至整个设计项目团队协同合作的基础，而这种基础的前提是要实现统一的语言的环境，才能实现协同工作的顺利进行。
　　4.项目团队协同设计
　　通过服务器的设计文件管理系统，将各种有关设计的数据、资料、文件输入到设备之中，服务器的各种组件之间协同配合，应用现代最新的研究方案结合客户的需求，将专业的设计文件和资料进行自动管理、流转和存档，最终完成让客户满意的设计作品，提高了项目团队之间的合作精神，调动工作的积极性。
　　5.文件资料的统一存档
　　将所有设计人员的设计作品进行存档，传送至顶端服务器之中。工程项目中的所有的图纸、文件资料全部集中的存储在数据库服务器中，并且安全、完善的共享管理和用户权限管理，由服务器实现图纸的版本管理与控制，并且要进行备份，保证有关设计的信息不会丢失。
　　二、协同设计在塑料模具设计的应用
　　与普通的产品设计不同，塑料模具设计具有多人合作、多领域的专业知识和经验、依赖性较强、设计更改频率较快等，另外资金和规模是极其有限的，因而一个企业是很难完成这项硕大的工程的，因而要选择合适的设计方式就必须符合以上各种条件，协同设计满足塑料模具设计中的特点，应大量推广使用，下面具体介绍协同设计在塑料模具设计中的具体应用：
　　1.客户的需求：根据客户给出的模具制品模型，并且参考客户对于模具的寿命、产品的精度等方面的要求，初步给出有关于塑料模具的模型、使用的材料的数量和种类以及初步的工程预算。
　　2.塑料模具的设计：客户的需求确定之后，即可以安排模具的设计工作。首先围绕这一目标，将模具的设计过程划分为多个具有先序、并序的子系统，如：毛坯排样的设计、调料排样的设计、模架的设计、凹凸模件的设计等，由于结构设计要依靠工艺设计的结果，因而要先对模具进行工艺上的修饰，再进行设计稳定而且美观的模具结构。通过多领域专业人员分工合作，对于模具的结构和零件的设计进行确定，对于其中的核心部件进行严格的加工制造，从最重要到最细微之处，要求塑料模具部件的精确和严密，初步的建造出塑料模具的整体形状。在此过程中，完善应用层、通信层和数据层三方面的系统共同构成了塑料模具协同设计系统的结构，各个设计组在协同开发塑料模具的时候，相互之间存在一定的依赖和制约关系，具体包含了与整个个体的需求、资源的限制和涉及对象的规律等方面，对其工程产生3种约束性的行为。并且在操作中遇到可以共同操作的步骤多方面进行设计，对于检测到的工程安排上的冲突可以及时的进行分类和归档，建立冲突消解的模型。这样既节约了财力物力、同时简化了操作中不必要的麻烦。
　　3.模具的制造：有了设计模型，下一步我们则要进行实际的塑料模具的制造操作过程。根据企业的实际情况，先安排公司的采购部去市场合理的采购所需的原材料；其次，合理安排生产进度进行联合生产，各公司之间进行分工，优势互补，自己公司制造不出的产品零件，可以让别的公司进行生产；然后将这些塑料模具零件统一起来，交由专业的技术设计人员进行组装、焊接和打磨，最终完成一个整体的塑料模具并且进行试验测量模具的可用程度，交由客户进行评价和使用。
　　4.协同设计理念
　　不同于其他产品的设计，塑料模具的各部件结构十分细小而且精密，彼此之间联系紧密，例如：有些成型的零部件：由成型腔以及成型芯组成，成型的塑件的型腔，通常设定在固定模的一侧，如果在定模板上直接加工，适用于外形较为简单的塑件上，但是大多数都是在定模芯上用铣或者电脉冲加工出型腔，再将其固定到定模板的孔中。使用零件时要考虑零件的收缩量、制造公差以及它的磨损量的值，而且凹凸模的位置和形状必须依赖条料排样的结果，通过安装孔与模板直接相连。模具的协同设计是在一个动态的统一过程中进行各自的工作的。因而，模具的协同设计要根据设计者的角色实时、动态的搜集并且反馈约束条件的变化，调动人员为整体模具设计工作服务，人员之间要进行信息的交换，例如：文字、图片、语音和视频这些图形信息，而那些非图形信息可以通过互联网上的压缩包、统一的建模格式，在系统间实行一对一的转化过程，确保信息的稳定传递和有效的保存。而且在这一过程中，客户与模具企业的有效的沟通，及时的消除了因彼此之间对于设计需求理解的偏差而造成的决策失误，从而减少设计变更，提高了企业的工作效率，使客户更好的参与到塑料模具的设计工作中来，了解模具设计的进度情况，为此，将模具的几何模型转换成轻量化的适合于网络传输的VRML模型，客户使用浏览器可以对模具模型进行直接观看，方便快捷的了解模具设计的过程。塑料模具设计的动态过程中包含着众多的不确定因素，随着时间、空间的变化而发生相应的变化。例如：客户需求的变化、设计材料的损坏等都会对设计结果产生影响，从而促使企业调整任务配置和分配任务以及合理的安排设计流程，成为协同设计重点关注的问题。在运用协同设计理念设计塑料模具时，掌握它灵活的管理机制，以便确保模具协同设计的总体过程。协同设计让最专业的设计团队通过分工合作，彼此相互帮助，发挥各部门的职责，综合多方面的专业知识，设计出最完善的设计方案，保质保量的完成本次设计工作。
　　三、总结
　　协同设计充分利用多方面的资源，通过彼此之间的分工配合，实现产品的创新，提高了企业市场的响应程度和企业核心竞争力的有效手段。针对塑料模具开发的过程，搭建了面向模具制造的协同工作的平台，充分的集成设计、制造相关的经验知识和合作企业间的共享意识，提高了信息的质量和效率，为塑料模具制造提供给了理论依据，给出了工作的方法，既省时省力，又能够提高企业的优秀形象，有利于企业的整体发展，值得大范围的推广。
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