自行車腳蹬內(nèi)板沖壓工藝分析與模具設計、級進模含13張CAD圖,自行車,腳蹬,沖壓,工藝,分析,模具設計,級進模含,13,cad
自動布局設計的塑料注射模冷卻系統(tǒng)
摘要：
本研究調(diào)查擴展了我們先前從冷卻系統(tǒng)的初步設計階段到設計布局階段的自動化功能。冷卻系統(tǒng)是在初步設計階段，布局設計階段兩個階段進行功能設計和制造的。圖表結(jié)構用來捕捉一個給定的初步設計和圖遍歷算法來產(chǎn)生圖形結(jié)構的冷卻回路。采用啟發(fā)式搜索發(fā)展到布局設計的冷卻回路，產(chǎn)生初步的生產(chǎn)計劃。開發(fā)布局設計的模型評價框架，評價產(chǎn)生的各種設計方案，實施一個實驗系統(tǒng)驗證了該方法的可行性，并從系統(tǒng)生成的例子來說明的自動設計過程的主要步驟。
關鍵詞：設計自動化;自動設計合成;注塑模具冷卻系統(tǒng)的設計
1.簡介
注塑模具冷卻系統(tǒng)的功能是提供注塑成型過程中的熱調(diào)節(jié)，當熱塑料熔體進入模具的凹槽，會通過流經(jīng)系統(tǒng)散失的熱量冷卻和凝固。因為冷卻階段一般約占三分之二注塑成型過程的總周期，高效的冷卻過程中的生產(chǎn)力是非常重要的。冷卻系統(tǒng)也發(fā)揮了重要作用，在產(chǎn)品質(zhì)量，提供整個部分均勻冷卻的冷卻系統(tǒng)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量，防止收縮差，內(nèi)應力，和脫模問題。冷卻系統(tǒng)的設計除了在功能方面，也應該考慮控制系統(tǒng)的制造模具制造成本
冷卻系統(tǒng)的設計過程是一個復雜的過程，可分為三個階段：初步設計，布局設計，詳細設計。雖然廣泛注塑模具使用CAD / CAM系統(tǒng)，它們主要限于提供詳細設計階段的幾何建模工具，專門單機或附加軟件包，提供交互式設計的各個組成部分或子系統(tǒng)的幾何建模工具。然而，有限的自動化工具，可以發(fā)揮更積極的角色，在初步布局設計階段的研究工作已有報道。在以前的研究項目，我們開發(fā)了一個基于特征的方法自動創(chuàng)建的初步設計。由于具有復雜形狀的塑料部件，基于特征的方法分解成簡單的形狀特征的一部分，被稱為冷卻功能。即冷卻子電路，然后自動生成，為每一個認可的功能提供所需的冷卻功能。在目前的研究，在設計過程自動化擴展到布局設計階段。考慮冷卻系統(tǒng)的功能和制造方面的初步設計，布局設計自動生成技術的開發(fā)。
2.相關工作
研究注塑模具冷卻系統(tǒng)有四個主要的相關領域，即電腦輔助工程（CAE）的分析，優(yōu)化設計，新的制造技術，早期研究工作的自動設計重點CAE分析。其中，MOLDFLOW和3D模型等商業(yè)CAE技術，經(jīng)過二十多年的拓展的研究，現(xiàn)正廣泛應用在實踐中分析給定的設計。這些CAE方法可預測在冷卻階段中的溫度分布曲線，在實際模具制造前可大致估計效率和質(zhì)量。雖然CAE方法能夠分析一個給定的設計，但他們不顯示檢測分析結(jié)果中的可更改因素。設計中利用CAE分析結(jié)果來優(yōu)化設計。在給定初始的冷卻配置設計中，可制定目標函數(shù)測量溫度均勻性和散熱效率。有關冷卻系統(tǒng)的配置參數(shù)和加工條件用目標函數(shù)表示，通過整合冷卻分析算法和優(yōu)化算法，最初的設計可以微調(diào)，以優(yōu)化冷卻系統(tǒng)設計。
據(jù)報道，最近通過了采用新的制造技術建立更好的冷卻系統(tǒng)的方法，而不是使用傳統(tǒng)的鉆孔的方法來產(chǎn)生直線通道，即需要堅實的自由曲面制造技術優(yōu)勢，生產(chǎn)隨形冷卻通道，這種方法與初始的模具有一定的區(qū)別，因此，可實現(xiàn)精確的溫度控制，即使是一個復雜形狀的零部件。據(jù)報道，越均勻的溫度分布可以實現(xiàn)更好的成型零件的三維控制，如Sun等。 [13]中采用數(shù)控銑床生產(chǎn)U形冷卻通道銑槽，這項技術是類似的隨形冷卻的方法，該方法能夠按照模具型腔的形狀。隨形冷卻法，在溫度控制的改善方面也有報道。
我們的工作重點是自動冷卻系統(tǒng)的設計合成，在以前的工作[1,2]，基于特征的自動初步設計代技術開發(fā)中，這是一個一直沒有得到很好調(diào)查與發(fā)展的領域。本文報道的工作集中在布局設計自動化。自動布局設計過程中，制定一個啟發(fā)式搜索過程，啟發(fā)式搜索設計自動化是一種常用的技術，并已提交調(diào)查設計自動化機械設備[14,15]。啟發(fā)式，引導布局設計過程的基礎上的散熱性能和候選設計制造的模糊評價。自動制造性分析在各種應用領域已有廣泛的研究，在Grupta [16]報道了全面的調(diào)查。本研究開發(fā)的評價方法的靈感來自于[17]報道的方法在加工零件的制造和安裝計劃的評價，模糊邏輯在評估靈感的利用來自于模糊邏輯在注塑模具設計研究的各個方面的成功應用，包括脫模方向確定[18]和成型性分析[19]。
3.方法的概述
在初步設計階段，要解決的主要問題是滿足功能要求，即一個給定的塑料部件的冷卻要求。初步設計指定的類型（如U型電路，平行的渠道，涌泉，冷卻塔等），大?。ㄈ缤ǖ篱L度和直徑），并形成冷卻的子電路的冷卻元件的大致位置。每個子電路提供的冷卻功能，可以從零件的一個部分帶走的熱量。我們以前的研究[1,2]表明，初步設計主要從零件的幾何形狀可以決定，并調(diào)節(jié)自動化設計的特征識別方法。給定初步設計，即可在布局設計階段，通過連接各個子電路和冷卻元件開發(fā)完整的冷卻回路。布局設計過程中要考慮制造和冷卻電路物理實現(xiàn)的可行性。
在目前的研究，調(diào)查集中在不使用并行冷卻及只有一個冷卻回路的冷卻系統(tǒng)。該項目需解決的問題包括：主冷卻元素的位置，通道互連的冷卻元件和子電路，和位置冷卻系統(tǒng)的入口和出口。每個項目的設計是相互關聯(lián)的，布局設計過程分為四個主要階段的操作分為：
1. 圖形結(jié)構表示圖的初步設計和修改，以方便后續(xù)操作的推導。
2. 圖中結(jié)構系統(tǒng)生成候選碼的冷卻回路。
3. 冷卻電路發(fā)展暫定制造計劃系統(tǒng)生成的布局設計。
4. 候選人的布局設計與散熱性能和制造方面的評價。
第一階段的設計過程是一個準備步驟，可以得出一個初步設計中的形式，有利于后續(xù)操作表示。從第二階段開始，控制結(jié)構布局設計過程中采用從一個階段過渡到下一個過程的控制方法，從一個更高階段回溯到前一個階段。設計過程被制定作為一個搜索過程，即在每個階段的候選設計被選擇性處理。搜索樹制定來代表設計的過程，如圖1所示。
搜索樹中的每個節(jié)點代表一個操作，或一個輸出操作。作為一個階段的選擇，最終可能導致后一階段，重要的是，在設計過程中回溯。例如，一個候選冷卻回路，最終可能導致布局設計有一個非常低等級的冷卻性能。為了尋找一種替代解決方案，設計過程中回溯到調(diào)查的第二階段（1）從同一進口替代的冷卻回路;或（2）替代進口，并生成一個新的冷卻回路，然后重復的后續(xù)階段來制定另一種設計。圖2（a）顯示了一個部分冷卻系統(tǒng)的初步設計的例子用于說明目的，只有半模具的核心。圖2（b）顯示了設計過程中產(chǎn)生的最終的布局設計。圖2（c）顯示在第二階段的設計過程中產(chǎn)生的替代方案。
4．圖形表示和操作初步設計
在一組不同類型的冷卻元件組成的子電路的形式給予了初步的冷卻系統(tǒng)設計，在子電路中產(chǎn)生的布局設計的基本問題是適當?shù)倪B接標識（例如，一組之間的互連平行通道）和相鄰的子電路（例如，在兩個相鄰層的兩個U型電路之間的連接），使他們可以連接，形成一個完整的冷卻回路。一個基于圖形的技術是用來解決這個問題，這包括三個主要步驟：
1. 制定一個初步設計的圖形表示。
2. 添加額外的節(jié)點和邊的圖形，以表示子電路之間和內(nèi)部的各種可能的連接。
3. 采用特定的圖表遍歷方法來找到對應的冷卻回路的路徑
在以下小節(jié)中描述步驟1和2，第3步將在下一節(jié)描述。
4.1 圖表法
圖形表示的初步設計，初步構建了一套不連貫子圖，例如，在初步設計中指定的每個子電路是由一個子圖表示。每個子圖的邊代表一個冷卻通道，每個節(jié)點代表一個入口，出口或相鄰信道之間的連接點。圖中的邊緣標記的屬性之一：L型邊緣，C邊緣，或X-邊緣。L型邊用于表示直線冷卻通道（L通道）的邊緣。C - 邊用于表示冷卻通道（C通道）復雜形狀的邊緣。X邊緣為子電路內(nèi)子電路（X通道）或冷卻元件互連的邊緣。其冷卻效果，如果有的話，不考慮，也沒有在初步設計中指定。一個X-邊緣只有在布局設計過程創(chuàng)建。
各子電路的冷卻部件表示如下：為一個單獨的冷卻通道，由L型邊連接的兩個節(jié)點使用一個平面的冷卻元件（如AU電路ORV通道），一個簡單的路徑組成備用節(jié)點和L-邊序列;元素的幾何形狀接近對方（如涌泉和擋板）的入口和出口，或一個復雜的三維冷卻通道（如冷卻元素塔），由C-邊緣連接的兩個節(jié)點。
4.2．圖形修改
一個冷卻系統(tǒng)，不使用并行的冷卻，且在擬議的圖形表示中只有一個冷卻回路對應于一個簡單的路徑，，為在初步設計中指定的冷卻元件中連接全部或大部分的圖尋找一個適當?shù)暮唵温窂剑?圖形應該是一個連通圖。然而，初步構建中，表示的初步設計圖的子圖所對應的各子電路沒有連接，或者一個子電路本身可能無法代表圖中的連接組件。因此，最初的圖有一系列操作被修改，以便成為連接圖。
4.2.1．修改L - 圖
這些子圖只包含L型邊緣，這些在同一平面上的L型邊所代表的通道，被標記為L-圖。L - 圖包含的典型冷卻內(nèi)容有U型電路，V型渠道，設置在同一平面上的平行冷卻通道。每個L- 圖的研究和修改，如有必要，形成一個至少有一個周期的連接子圖。這項修改增加了連接現(xiàn)有渠道的終點的額外通道。圖3（a）以圖形初步設計的簡單的例子，顯示圖形結(jié)構效果。
需要注意的是，圖結(jié)構由兩個連接子圖組成，其中，每個子圖由代表在初步設計中指定的冷卻元件L-邊以及添加在圖修改的X - 邊組成。
4.2.2．合并的子圖
合并子圖的目的是連接各個子圖形成一個連通圖。由于每個子圖代表在初步設計中指定的一個子電路，合并過程中應避免子圖中的任何重大修改;及當一個X-邊緣需要建立一個連接時要使用盡可能短的X邊。這些確保用各個子圖表示時，在初步設計中合并過程不會造成意義上的偏差。合并過程分為兩個階段：
在第一階段，只考慮L圖。假設兩個L-圖LGi和LGj在PLI和PLJ平面上。如果PLI和PLJ如果是平行的，合并后，它們之間的幾何距離小于閾值;或者PLi和PLj在同一平面上的，存在一對并行通道，一個來自LGI,其他來自LGJ以使它們之間的幾何距離小于閾值。在前一種情況下，LGi和LGj是按照下面描述的方法添加節(jié)點和邊來合并成一個單一的子圖。在原來的L型圖所代表的相應通道均遵照平面離LGi和LGj有相等的距離。在后一種情況下，LGI和LGJ合并在于兩個通道中的一個上，（從而對應子圖邊）。
在第二階段，所有子圖都要考慮。任何兩個子圖之間的距離達到最小就要被合并，兩個子圖Gi和Gj之間的距離被定義為Gi和GJ邊緣中的最小距離。Gi和Gj和邊緣之間的距離被定義為Ei和Ej代表的通道之間最短的幾何距離。合并反復執(zhí)行，直到所有的子圖合并成一個單一的圖形。
合并兩個子圖Gi和GJ（不是必要的L型圖），需要增加一個X-邊緣（也可能是一個額外的節(jié)點）;這相當于增加一個通道連接Gi和Gj代表的兩個子電路。由于通道的冷卻效果尚未考慮在初步設計階段，應使用最短的通道以避免系統(tǒng)的冷卻效果發(fā)生任何重大的變化。因此，這個新通道分別在兩個子電路上的兩個端點，應放置在Gi和GJ之間的最小距離的位置。如果兩個平行的渠道出現(xiàn)最小距離， 則應建造兩個新渠道（兩個X - 邊）。
在任一子電路，每個通道的終點，至少有一個是現(xiàn)有的終點。如果相同的最小距離之間發(fā)生多對平行通道，則X邊用同樣的方法添加到每一對通道上。
從合并過程中獲得的連通圖G代表可以連接冷卻元素和子電路的各種方式。連通圖的初步設計圖如圖3（B）。
5.冷卻電路的產(chǎn)生
找到上一步得到的連通圖?的冷卻電路，入口是G啟發(fā)式的節(jié)點之間的首選，可以根據(jù)一個特定的成型條件的具體要求，制定本次評選。一個簡單的啟發(fā)式算法在冷卻系統(tǒng)的設計對應一種常見的做法，其用來選擇離澆口位置最接近的節(jié)點。從選定的入口節(jié)點開始，一組簡單的路徑是通過遍歷的?使用特定的遞歸深度優(yōu)先搜索算法從G獲得。在搜索中，搜索樹捕獲所有的簡單路徑，對應著擁有選定入口的冷卻電路。
布局設計過程的要求是，所產(chǎn)生的冷卻回路應盡可能多的冷卻元件連接。這就需要發(fā)現(xiàn)的簡單路徑應盡可能長。因此引進最大路徑的概念。給定G中的節(jié)點N0，N0開始的路徑是最大的，如果它在一個節(jié)點NN等終止，包含在路徑中的所有節(jié)點相鄰nN。換句話說，不創(chuàng)建一個循環(huán)就不能進一步延長最大路徑。圖4（a）所示的圖表，以及4（b）與（c）給出了兩個從節(jié)點2開始的從圖中提取的最大路徑。深度優(yōu)先搜索算法從一個給定節(jié)點檢索出所有最大路徑。給定一個圖G和一個起始節(jié)點N0，路徑搜索算法即生成一個搜索樹T。
對于G中每個從N0開始最大的路徑，搜索算法在T圖中構造了一個從根到葉節(jié)點對應的路徑。圖4（d）顯示圖4（a）中產(chǎn)生的搜索樹。 圖4（d）顯示的路徑圖對應著圖4（c）的最大路徑圖。 該算法的細節(jié)描述如下：
5.1．路徑搜索算法
開始，搜索樹T的根的構造對應給定的起始節(jié)點N0。然后調(diào)用搜索算法與圖G，并啟動節(jié)點N0。搜索算法檢索到G中所有與N0相鄰的節(jié)點Ni后，搜索算法停止工作。否則，相鄰節(jié)點Ni將作為一個子點存儲的樹T中，然后將圖G復制到一個新的圖形G1中，并將N0~Ni的邊（即n0和其相鄰節(jié)點Ni之間的邊緣）從G1中刪除。然后搜索算法遞歸調(diào)用每個Ni和新的圖形G1。遞歸搜索算法最終與樹T聯(lián)合所有從N0開始的最大路徑，下面的偽代碼，進一步說明了算法。
路徑搜索算法（G，N）
輸入：G - 輸入圖
N0-輸入節(jié)點
全局變量：T搜索樹
開始
檢索節(jié)點妮相鄰的G N0;
如果沒有檢索節(jié)點，轉(zhuǎn)到結(jié)束
否則
{ 每個Ni存儲到T
GI=G;
在G1刪除了所有邊緣N0-Ni;
對于每個Ni
路徑搜尋（G1，Ni）;
}
5.2.算法的證明
重要的是要證明搜索路徑搜索樹T（七，N0）實際上包含了所有由G中一個給定節(jié)點N0可檢索到的最大路徑，可以證明，對于G中N0開始的任何最大的路徑，都有從根到葉節(jié)點相應的路徑，證明如下：
考慮到G中最大路徑P的節(jié)點序列{N0，N1，N2，NK，…..Nn}。很顯然，N0存在于T的任何路徑，因為N0是存儲在初期建設的T的根節(jié)點。 假設有在T路徑有PT段的對應著最大路徑P.{N0，N1，N2…..NK}
假如節(jié)點nk+1，在G中與nk相鄰，節(jié)點nk+1 不等于Ni（i=0…..k），否則，最大的路徑P是不是一個簡單的路徑。這樣，邊緣NK~nk+1是不會從圖G1（G1，Ni）被刪除。因此，當路徑搜索調(diào)用了G1和起始節(jié)點NK，G1必須包含邊緣NK~Nk+1。而后，執(zhí)行搜索路徑（G1，NK）將檢索nk+1和把它儲存在T中作為Nk的子節(jié)點，{N0，N1，N2，NK，nkC1}，從而在T存在使用感應，存在路徑{N0，N1，N2，NK，nkC1。，NN} 。
為了表明，最大的路徑P的最后一個節(jié)點nNs 作為T的葉節(jié)點中存儲的，可以認為G中的所有的節(jié)點Ni毗鄰nN。根據(jù)最大路徑的定義，所有相鄰節(jié)點Ni的最后一個節(jié)點nN在最大路徑。考慮到處理相鄰的的節(jié)點ni的執(zhí)行路徑搜索（G1，Ni）.因為Ni與 NN毗鄰，邊緣Ni~nN都會從G1中刪除。因此，路徑搜索（G1，nN）被調(diào)用時，沒有ni將被檢索，因為所有G中 nN的所有邊緣已經(jīng)被以前的執(zhí)行路徑搜索（G1，Ni）從G1刪除。因此，路徑搜索（G1，nN）終止而無需創(chuàng)建一個NN的子節(jié)點，并離開T的葉節(jié)點nN。
6.布圖設計的產(chǎn)生
給定一個冷卻回路，接下來的任務是：（1）生產(chǎn)的冷卻回路中產(chǎn)生的布局設計，開發(fā)一個初步的生產(chǎn)計劃插入模具；（2）通過模具側(cè)壁連接電路的入口和出口。圖5（a）顯示了簡單的電路和模具插入。圖5（b）所示，實現(xiàn)電路在模具中插入孔鉆。電路中的每個通道是由模具插入的墻上鉆了一個洞，然后插入一個插件，電路的入口/出口通過鉆安裝的模具插入方向連接到模具基地。這將確保密封劑（如O形圈）正確安裝在模仁及模具基地之間的接口。然后與模具基地側(cè)壁垂直的通道，將添加到連接的入口和出口的側(cè)壁。
參與生成的布局設計的兩個主要任務：（一）每個通道的鉆孔方向的選擇;（二）通道及其他模具組件之間產(chǎn)生干擾時該通道位置的調(diào)整。
6.1．鉆孔方向
要確定一個通道的鉆孔方向，目的是將其一端延至擴展部分相交，使得模具插入圍墻通道。在一般情況下，有兩個方向，可從兩端中的一端來延長通道。如果是線性的通道，會有更多的選擇。一個集R的線性合作渠道，通道可以分成??兩組不同的方式以R+1種方式加工。這樣，電路N組線性合作的渠道和m個獨立通道的在鉆孔方向的選擇上有超過2m+n選擇，作為選擇的號碼在渠道的數(shù)量上呈指數(shù)變化，啟發(fā)式搜索是每個通道找到一個合適的延伸方向。圖6顯示了冷卻電路的兩個可能選擇。如圖6（b）需要在三個方向的鉆孔，而圖6（c）需要五個方向。前者是可取的，因為它要求較少的機器設置。啟發(fā)式是用來選擇需要更少的機器設置和加工時間少的替代方案。啟發(fā)式搜索，包括操作的兩個主要階段：
第1階段：從電路的第一個通道檢查，如果只有一個可行的方向擴展反過來檢查。在這種情況下，通道向可行的方向延伸。當A通道只有一個可行的方向延伸，如（1）在其他的方向，路口的路徑不是該通道旁的一個通道（包括擴展部分）或（2）擴展部分終止的印象表面（即成型零件表面）與其他模具零件相交。方向已作為首選方向標用于擴大渠道。在第2階段這些啟發(fā)式，引導方向的選擇等其余的通道將被用作首選方向。
第2階段：尚未在第一階段延長的每個通道，要再次在可行的方向轉(zhuǎn)進行檢查。這是必要的，因為在第一階段的一些渠道已擴大，這可能會影響其他渠道的可行的方向延伸。如果有兩個通道的可行方向，其中一個方向當是基于以下啟發(fā)式選擇的。并且所選擇的方向是唯一的、首選的。如果可行的方向是首選方向，或者沒有一個是首選方向，那么將會導致較短的延伸長度。一旦選擇的方向不是擴展的首選方向，它將標志著首選方向。往往減小鉆孔深度，這樣可以減少在機器的設置上花費的時間，在深孔鉆減少了加工時間，避免了額外的努力。
利用圖7這個簡單的例子說明。圖7（a）及（b）顯示第1階段的操作通道L1和L5只有一個可行的方向延伸。圖7（c-e）代表在第2階段操作的主要步驟。圖7（c）顯示其余渠道沒有被延長的可行方向。圖7（d）顯示L2在一個方向上的擴展導致擴展較短。顯示了L2三個可選擇的擴展首選方向。圖7（e）顯示其他渠道延伸后的首選方向的最終結(jié)果。
在一些冷卻回路可能遇到這種情況，在兩個操作階段中，沒有可行的方向。當這種情況發(fā)生時，
操作終止和設計過程中，回溯到替代冷卻電路。如果從選定的入口節(jié)點所產(chǎn)生的冷卻回路都已經(jīng)用盡，可返回軌道的設計過程中選擇另一種進口，并生成一個新的候選冷卻回路集
6.2．通道位置的調(diào)整
為了保持模具結(jié)構的強度，鉆孔通道不能過于靠近模具組件。因此，當通道的鉆孔與模具任何面間的最小距離小于閾值，就被視為干擾。當發(fā)生干擾，有必要的調(diào)整通道的位置。從第一個通道開始，每個通道都要進行干擾檢查，如果有必要，該通道還有選擇合適的方法進行調(diào)整。如果所有適用的調(diào)整方法未能消除干擾，調(diào)整進程將會終止，設計從頭開始。
為了盡量減少對冷卻回路的整體散熱性能的影響，一個小的通道位置調(diào)整是允許的。假設Tadj代表允許的最大調(diào)整值，x是沿特定方向的通道調(diào)整量，{fi}表示定義模具插入的面，d(x, fi)代表fi與調(diào)整方向x上的通道之間的最小距離。沿某一特定方向的優(yōu)化調(diào)整是最小的x，x≦Tadj and mini{d(x,fi))}≧Tint
一旦冷卻回路形成通道連接序列，一個通道可能需要調(diào)整其相鄰通道，以保持與鄰近通道的連通。因此，根據(jù)相鄰信道之間的幾何關系，選擇的方向調(diào)整和對相鄰的渠道進行必要的調(diào)整不同。它有三大調(diào)整方法，即在面內(nèi)的調(diào)整，面外調(diào)整，混合調(diào)整，如下所述。
使用以下符號的解釋：{Li}, i=1,2,.,n表示n通道的順序，通道Li連接點pi+1和點Pi;
6.2.1．平面內(nèi)調(diào)整
這種方法是適用的，如果Li和其兩個相鄰通道Li-1和Li+1都在同一平面上。這種方法是通過移動Li到同一平面內(nèi)的新位置上，即通過上述方法被移動到確定位移量選定的方向。三個通道Li-1, Li,及 Li+1，為使他們的方向不變，如有必要可進行延長或縮短。Li.有兩種可能的移動位置，如果Li-1 and Li+1方向平行，則Li的位置為無限接近于Li-1 或者是 Li+1，這些都是方向垂直于Li和平行于包含三個通道的平面。根據(jù)與Li相鄰的的渠道Li-1，Li+1的幾何關系，在任何方向的調(diào)整，將增加或減少相鄰通道的長度。為了從兩個可能的方向選擇一個合適的方向，可以根據(jù)兩個方向?qū)ο噜復ǖ赖挠绊懀襟E如下：最初，兩個方向上的分數(shù)都設置為0。如果一個方向延長X通道，那么它的數(shù)量值減少1，因為X通道不適合提供冷卻效果。一個X-通道的延長可能會降低冷卻回路的效率，如果L型通道在一個方向上縮短，那么它的數(shù)值減少2，因為這可能對電路的散熱性能有不利影響。而如果一個方向延長L型通道，或縮短X通道，則數(shù)值沒有改變。圖8顯示了兩個簡單的例子。
6.2.2．平面外的調(diào)整
這種方法適用于Li和其鄰近通道組都在同一平面上的情況。這種方法是沿平面上任一方向移動所有通道到一個新的位置。如圖9（a）所示的例子。這些通道由序列{Lm, Lm+1,.Li-1 Li, Li+1., Ln}表示。
案例1：LM-1是第一個通道中的冷卻回路。也就是說，前面沒有LM-2。令Px為包含LM-1的線和含有{LM，LN}的面之間的交點。如圖9（c）所示，LM-1的長度進行調(diào)整，以便它在Px的終止,同時保持固定Pm+2（即終點的L_（M +1）），LM和Lm+1的長度，使P0m（即的LM起點）成為Px的重合，在圖9（d）所示。
案例2：LM-1和LM-2同時存在：
參照圖10，保持Pm+2固定時調(diào)整LM和LM+1的長度，同時，固定PM-2調(diào)整L-1和LM-2的長度，調(diào)整的目的在于在連接LM-1的終點Pm與Lm的起點P'm，以便在四個通道的長度所產(chǎn)生的調(diào)整對散熱性能的影響很小。
因為：Pm=Pm-2+ Lm-2+ Lm-1，Lm-2 ，Lm-1經(jīng)過調(diào)整之后，Pm的新位置為：
Pm =Pm-2 +αm-2Lm-2 +αm-1LmK1
同樣，P'm=P'm+2 -Lm+1 –Lm，Lm經(jīng)過調(diào)整之后，P'm的新位置為：
P'm=Pm+2 –αm+1 Lm+1 –αmLm
α的調(diào)整因素和限制的范圍從0.5至1.5：Pm=P'm
Pm-2 +αm-2 Lm-2 +αm-1 Lm-1=Pm+2 -αm+1Lm+1 - αm Lm
上述方程有三個組成部分方程，有四個未知因素α’s： α’s可以使用線性規(guī)劃法
[20]最大限度地減少目標函數(shù)Σiwi|αiI，其中Li為L型通道和X-通道wi分別為1和0。這一目標的功能，確保所需的冷卻功能的通道是受影響較小：同樣的方法也適用于在另一端的通道序列，重建LN和LN+1之間的連接。
6.2.3．混合調(diào)整
這種調(diào)整技術涉平面內(nèi)和平面外的其中一種調(diào)整，分兩種不同的情況來考慮：
方案1：如圖11所示的例子，Li在Li-1和Li-1的兩個可能的方向上，其長度進行調(diào)整，使Li在包含Li 和 Li-1的平面與包含Li+1 and Li+2的平面的交線上，用啟發(fā)式?jīng)Q定調(diào)整的首選方向類似于平面調(diào)整：也就是說，采用啟發(fā)式，將選擇一個方向，在減少對電路的冷卻效果變化的結(jié)果。為了保持Li和Li+1之間的連接，調(diào)整Li+1和Li+2d 長度同時固定Pi+3，如果不存在Li+2，Li+1簡單的移動到與Li一起。
方案2：Li是在含有Li和Li+1的平面和含有Li+1，Li+2d 平面之間的交叉線上。
如圖12所示的例子，Li的首選方向是從Li-1和Li-1兩個方向中選擇.如果Li還在于包含Li+1和Li+2的平面上，在這個平面上的所有通道{Li，Li +1，Li+2，LN}均按相同數(shù)值移動，以維持Li和Li+1之間的連接，以及這個平面中的所有通道之間的連接。重新建立Ln 和 Ln+1的連接應用，將會使用到平面外調(diào)整中所使用的技術，也就是說，如果Ln+1 and Ln+2都存在，線性規(guī)劃技術被用來調(diào)整長度Ln-1, Ln, Ln+1, and Ln+2使冷卻效果的變化達到最??；如果不存在LN+2，Ln+1和 Ln之間的新連接點由Ln+1和Ln和Ln-1的調(diào)整長度來決定。
7．布圖設計的模糊評價
從三個主要方面，即冷卻性能，制造，模具插入的結(jié)構強度進行評估候選人的布局設計。布局設計的額定IR由以下公式給出：
IR =（wc⊙Ic⊕（wm⊙Im）⊕T（ws⊙Is）
這是一個模糊的加權平均指數(shù)IC的散熱性能，制造指數(shù)IM，結(jié)構強度指數(shù)??[21,22]。運營商⊕⊙代表模糊擴展的加法和乘法。加權因子w的模糊變量的定義與五個層次的重要性：非常高（VH），高（HI），中期（MI），低（LO），和非常低（VL）。用戶指定的每個權重的重要性水平，使評價結(jié)果可以對特定的設計要求偏頗。例如，用戶可以為WC選擇VH，為VL選擇WM，為MI選擇WS。進行昂貴的精密模具設計時，可能會為WC選擇MI，為WM選擇VH，為WS選擇VH，從而設計了一種低成本高產(chǎn)量的模具。
IC和Im指數(shù)是模糊變量。他們是由多種因素的模糊加權平均，得到如下所述。
7.1．冷卻性能指標I
決定冷卻性能的一個主要因素是電路中每個冷卻通道的效率。效率因素Feff是冷卻電路從模具帶走的的熱量的有效性估計。它是由：
Feff = LeffLspc
其中Lspc是指定在初步設計中冷卻通道的總長度，Leff是提供有效的冷卻的冷卻通道的總長度。如果從段上的任何點測量零件表面上的最近點距離小于一個閾值，冷卻通道的一個部分被認為是有效的。通過總結(jié)提供有效冷卻的所有的L-通道和C-通道段的長度來估計leff。
影響冷卻性能的另一個因素是在布局設計過程中添加的X通道。雖然，這些通道都沒有在初步設計中指定，他們?nèi)匀辉谀＞咴诔尚瓦^程中帶走熱量。X通道原本被設計在初步設計階段，它的存在將改變熱流模式，因此可能對一個成型零件表面的溫度分布的均勻性產(chǎn)生不利影響。為了估計潛在的不利影響的X通道，的因素Fxcl是定義如下：
Fxcl=Ltot-LxclLtot
其中LXCL的X通道總長度，Ltot是所有模具插入鉆孔總長度
比較常見的做法是，冷卻回路入口在靠近門的位置，塑料熔體進入模具的澆口，以確保有效的冷卻和成型零件上溫度分布更均勻。估計的入口位置影響因素是Finl。這被定義為所有可能的入口位置距離（即圖中的所有節(jié)點）和澆口位置之間最小距離比例，DI選擇入口位置和澆口位置距離。有：
Finl=mini{di}di
由上述公式確定每個因素從0到1范圍內(nèi)變化。冷卻性能指標IC定義為模糊加權平均的三個因素：
Ic =(weff⊙Feff ) ⊕(wxel⊙Fxel)⊕(winl⊙Finl)
其中，W為加權因素。
7.2．制造指數(shù)IM
制造指數(shù)由四個因素決定。鉆探長度因子Fdll制定估計鉆孔所需的時間。據(jù)估計，從鉆孔總長度如下：
Fdll=LspcLtot
Lspc是指定在初步設計中冷卻通道的總長度，Ltot是在模具中插入所有鉆孔總長度。
因素Fopr是制定評估工具的辦法，回縮，和定位上花費的時間。據(jù)估計，從鉆孔作業(yè)總數(shù)如下：
Fopr =nspcntot
nspc指定初步設計通道數(shù)，ntot是在模具中插入鉆孔總數(shù)。
深孔鉆所需的額外的工作由考慮因素FDEP制定。假設深孔鉆所需的時間是常規(guī)孔鉆的TD倍（tdO1），則Fdep被定義為
Fdep =ntotntot+(td -1)ndep
系數(shù)Fset用來制定機器的設置上花費的時間，估計鉆孔方向所需的數(shù)量。如果Fset鉆孔方向ndll大于6來自三個值（壞（BD），中等（MI），良好（GD））中的一個被分配到Fset 。
Fset=MI （ 4
收藏