基于協同設計的塑料模具設計的探討

柯志洪

摘要全球經濟快速發展，國與國之間的聯系日益密切，國家間的交往已經不僅僅滿足于依靠電話、電視或者多媒體技術來傳達各種指令和通知各種事項，更加不能夠反映這日益變化的時代。如今，高速處理器件、海量存儲設備、寬帶通信技術等飛速發展，為人們的交流和交往提供新的研究領域——計算機支持的協同設計，這一理念同樣在其他領域也得到廣泛的應用，本文我們將重點探討基于協同設計的塑料模具設計，研究協同理念如何應用到塑料模具的設計中。

關鍵詞：協同設計、塑料模具、設計探討、感知

傳統的塑料模具的設計十分復雜，人員眾多，工序復雜，但是協同設計為其開辟了新的道路，省時省力，促進塑料模具設計之路的發展。實現了協同設計，就可以使項目流程設計管理更具高效、精準、便捷和迅速；而塑料模具設計的管理則要實現快速、方便、共享和安全，只有真正實現上述兩方面的管理目的，才可以稱得上是實現了協同設計。它在一定程度上實現對項目的核心部分的管理和支持，可以促進各部門之間的交流和合作，項目的領導者和管理者可以有效、便捷的了解每一個設計項目的進度，掌控全局，而設計人員方便管理圖檔，共享資源，從而全面的實現了整個設計團隊的工作效率和工作質量的提高，直接提高企業的核心競爭力。

一、協同設計的目的

1.專業團隊協同設計

團隊內部是通過不同的設計內容進行分工，不再按照圖紙目錄進行分工合作。通過電腦服務器的設計文件管理系統，將專業團隊每個人的設計內容有機的形成一個完整的專業設計數據。

2.科學的管理模式

協同設計在一定程度上轉變了設計工作中的重心，由指向圖紙轉向關注內容，由關注圖紙轉向設計。傳統的數據文件和圖紙文件可能會經常的改動，相關的數據而使設計建造過程反反復復，停滯不前。現行的協同設計確保設計數據的唯一性，避免了由于設計數據的重復書寫和編輯帶來的低效的重復勞動。

3.建立統一的語言環境

設計工作人員之間需要就設計數據的問題進行多次交流，這是實現專業設計團隊乃至整個設計項目團隊協同合作的基礎，而這種基礎的前提是要實現統一的語言的環境，才能實現協同工作的順利進行。

4.項目團隊協同設計

通過服務器的設計文件管理系統，將各種有關設計的數據、資料、文件輸入到設備之中，服務器的各種組件之間協同配合，應用現代最新的研究方案結合客戶的需求，將專業的設計文件和資料進行自動管理、流轉和存檔，最終完成讓客戶滿意的設計作品，提高了項目團隊之間的合作精神，調動工作的積極性。

5.文件資料的統一存檔

將所有設計人員的設計作品進行存檔，傳送至頂端服務器之中。工程項目中的所有的圖紙、文件資料全部集中的存儲在數據庫服務器中，并且安全、完善的共享管理和用戶權限管理，由服務器實現圖紙的版本管理與控制，并且要進行備份，保證有關設計的信息不會丟失。

二、協同設計在塑料模具設計的應用

與普通的產品設計不同，塑料模具設計具有多人合作、多領域的專業知識和經驗、依賴性較強、設計更改頻率較快等，另外資金和規模是極其有限的，因而一個企業是很難完成這項碩大的工程的，因而要選擇合適的設計方式就必須符合以上各種條件，協同設計滿足塑料模具設計中的特點，應大量推廣使用，下面具體介紹協同設計在塑料模具設計中的具體應用：

1.客戶的需求：根據客戶給出的模具制品模型，并且參考客戶對于模具的壽命、產品的精度等方面的要求，初步給出有關于塑料模具的模型、使用的材料的數量和種類以及初步的工程預算。

2.塑料模具的設計：客戶的需求確定之后，即可以安排模具的設計工作。首先圍繞這一目標，將模具的設計過程劃分為多個具有先序、并序的子系統，如：毛坯排樣的設計、調料排樣的設計、模架的設計、凹凸模件的設計等，由于結構設計要依靠工藝設計的結果，因而要先對模具進行工藝上的修飾，再進行設計穩定而且美觀的模具結構。通過多領域專業人員分工合作，對于模具的結構和零件的設計進行確定，對于其中的核心部件進行嚴格的加工制造，從最重要到最細微之處，要求塑料模具部件的精確和嚴密，初步的建造出塑料模具的整體形狀。在此過程中，完善應用層、通信層和數據層三方面的系統共同構成了塑料模具協同設計系統的結構，各個設計組在協同開發塑料模具的時候，相互之間存在一定的依賴和制約關系，具體包含了與整個個體的需求、資源的限制和涉及對象的規律等方面，對其工程產生3種約束性的行為。并且在操作中遇到可以共同操作的步驟多方面進行設計，對于檢測到的工程安排上的沖突可以及時的進行分類和歸檔，建立沖突消解的模型。這樣既節約了財力物力、同時簡化了操作中不必要的麻煩。

3.模具的制造：有了設計模型，下一步我們則要進行實際的塑料模具的制造操作過程。根據企業的實際情況，先安排公司的采購部去市場合理的采購所需的原材料；其次，合理安排生產進度進行聯合生產，各公司之間進行分工，優勢互補，自己公司制造不出的產品零件，可以讓別的公司進行生產；然后將這些塑料模具零件統一起來，交由專業的技術設計人員進行組裝、焊接和打磨，最終完成一個整體的塑料模具并且進行試驗測量模具的可用程度，交由客戶進行評價和使用。

4.協同設計理念

不同于其他產品的設計，塑料模具的各部件結構十分細小而且精密，彼此之間聯系緊密，例如：有些成型的零部件：由成型腔以及成型芯組成，成型的塑件的型腔，通常設定在固定模的一側，如果在定模板上直接加工，適用于外形較為簡單的塑件上，但是大多數都是在定模芯上用銑或者電脈沖加工出型腔，再將其固定到定模板的孔中。使用零件時要考慮零件的收縮量、制造公差以及它的磨損量的值，而且凹凸模的位置和形狀必須依賴條料排樣的結果，通過安裝孔與模板直接相連。模具的協同設計是在一個動態的統一過程中進行各自的工作的。因而，模具的協同設計要根據設計者的角色實時、動態的搜集并且反饋約束條件的變化，調動人員為整體模具設計工作服務，人員之間要進行信息的交換，例如：文字、圖片、語音和視頻這些圖形信息，而那些非圖形信息可以通過互聯網上的壓縮包、統一的建模格式，在系統間實行一對一的轉化過程，確保信息的穩定傳遞和有效的保存。而且在這一過程中，客戶與模具企業的有效的溝通，及時的消除了因彼此之間對于設計需求理解的偏差而造成的決策失誤，從而減少設計變更，提高了企業的工作效率，使客戶更好的參與到塑料模具的設計工作中來，了解模具設計的進度情況，為此，將模具的幾何模型轉換成輕量化的適合于網絡傳輸的VRML模型，客戶使用瀏覽器可以對模具模型進行直接觀看，方便快捷的了解模具設計的過程。塑料模具設計的動態過程中包含著眾多的不確定因素，隨著時間、空間的變化而發生相應的變化。例如：客戶需求的變化、設計材料的損壞等都會對設計結果產生影響，從而促使企業調整任務配置和分配任務以及合理的安排設計流程，成為協同設計重點關注的問題。在運用協同設計理念設計塑料模具時，掌握它靈活的管理機制，以便確保模具協同設計的總體過程。協同設計讓最專業的設計團隊通過分工合作，彼此相互幫助，發揮各部門的職責，綜合多方面的專業知識，設計出最完善的設計方案，保質保量的完成本次設計工作。

三、總結

協同設計充分利用多方面的資源，通過彼此之間的分工配合，實現產品的創新，提高了企業市場的響應程度和企業核心競爭力的有效手段。針對塑料模具開發的過程，搭建了面向模具制造的協同工作的平臺，充分的集成設計、制造相關的經驗知識和合作企業間的共享意識，提高了信息的質量和效率，為塑料模具制造提供給了理論依據，給出了工作的方法，既省時省力，又能夠提高企業的優秀形象，有利于企業的整體發展，值得大范圍的推廣。

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