CN1672112A - 设计模具和模子的过程和方法 - Google Patents

Abstract

一种设计工具组件的系统和方法，根据预先定义的要求、偏好和最佳设计实现自动地确认和保持构件间的关系。该过程是作为由计算机系统进行的程序的一部分完成的。含有和设计工具组件有关的信息，例如设计标准、客户要求以及完成的工具组件的其它期望特征的数据库用来定义用于每个构件的一组要求。接着在主控制文件中存储用于每个构件的专用零件配置，以相对于该工具组件中的其它构件进行确，认从而保持工具组件内的各个构件间的相互关系。

Description

设计模具和模子的过程和方法

技术领域

本发明涉及用来设计工具组件例如模具或模子的过程和方法，并且尤其涉及调节并确认构件间的相互关系的工具组件设计过程和系统。

背景技术

模具和模子是用于在塑性铸造，模铸或金属冲压处理中形成形状独特的零件的复杂机构。每个模具或模子专用于要制造的特定零件并且从而需要专门设计。常规设计从最终零件的期望形状开始并且着手设计正确地形成零件的空腔。该设计除了进行支持机构、开孔机构和零件排出机构(包括特殊零件所需的任何插件或可收缩型芯)的设计外，还设计把材料传送到模具空腔内的流道系统以及注入熔化材料后控制零件冷却的冷却系统。

典型地，整个过程是由设计者利用计算机辅助设计和制造软件完成的。常规模具设计软件和方法包括利用预先定义的构件和/或数据库以建立构件并且提供用来制造这些构件的工具。通过在计算机工作站上工作的设计者把这些预先定义的零件组合起来，这种软件形成工具组件设计。采用预先定义的零件不考虑模具的各零件间的相互关系。如所理解那样，模具中的每个零件和模具中的每个其它零件是有关的，从而必须认识和调节这些相互关系。模具是复杂的机构，从而零件间的比较关系和管理关系增加了设计时间、费用和出错风险。

因此，希望开发一种设计工具组件的过程，其确认模具中每个零件间的相互关系并且考虑到这些相互关系而提供完整和准确的设计。

发明内容

本发明是一种设计工具组件的系统和方法，其考虑到预先规定的要求、优选和最佳实现来自动地确认并且保持构件之间的关系。

该过程是由包括驻留在存储部件内的、含有和工具组件设计相关的信息的数据库的计算机系统完成的。该数据库含有设计标准、客户要求和完整工具组件的其它期望属性。主控制文件存储特定工具组件设计的初始要求。通过首先根据各个数据库内含有的信息确定每个构件的要求，并且接着为每个构件相对于这些要求确定特殊配置从而执行该过程。然后在该主控制文件中存储用于每个构件的特殊零件配置。确认每个构件配置以便在工具组件内保持每个构件间的正确相互关系。

从而，本发明的系统和过程设计工具组件并且确认该工具组件的每个零件间的相互关系，以便提供完整的切实可行的设计。

附图说明

从下面的对当前优选实施例的说明，本发明的各种特征和优点会对本领域技术人员变得清楚。可按如下简单说明该详细说明附带的图：

图1是设计工具组件所涉及的步骤的框图；

图2的框图示出该用于设计工具组件的系统的数据和过程要素之间的相互关系；

图3是示出本发明的某些组件设计过程的步骤的框图；以及

图4是用来设计工具组件的计算机系统的示意图。

具体实施方式

本发明的一实施例是设计诸如塑料注射模具或模子的工具组件的过程和系统，其中根据预定准则并考虑到与该工具组件内的其它构件的相互关系来设计每个零件。

本发明详细说明作为一个例子的用于设计塑料注射模具的过程的步骤。应理解，尽管讨论的是该设计塑料注射模具的特殊例子，但本发明的意图是把该过程应用到模具、模子和其它复杂工具组件的设计上。

在图1中示意地在10处示出根据模具的所有零件的相互关系、利用数据文件的零件几何结构数据设计模具的过程。其包括把模具技术要求数据输入到模具数据文件12中的用13表示的初始步骤。模具技术要求数据变换成模具数据文件12。模具数据文件12包括该模具的特殊应用要求。这些特殊应用要求包括模具技术要求，例如材料，模具机器技术要求和限制。模具机器技术要求和限制包括诸如最大和最小压力的限制以及总尺寸和总重量的限制。专用于当前正在设计的工具组件的其它技术要求可直接输入到模具数据文件12，以对设计提供一组附加要求。

此外，模具数据文件12还包括任何客户对每个模具要求的技术要求。模具数据单以及相应的模具数据文件12的内容包括任何可用于该特定模具的数据以及为具体客户设计的每个模具所需的总的标准特性。这些信息具体地可以和模具参数以及其它因素，例如提升部件能力或者其它物理限制有关。

按有助于零件本身设计的形式接收零件几何结构，并且不必是有利于模具设计的。如在11处指示那样，把原始零件几何结构信息引入到该系统中。接着把零件几何结构输入到包含作为该模具设计系统的一部分的计算机辅助设计(CAD)系统中。在图1中用14表示该步骤。另外，该步骤包括变换零件几何结构以为模具设计做准备的处理。变换零件几何结构包括重新定向以及标定零件的步骤，以便配合基本单位标准和模具的刻度，以及添加收缩因子。收缩因子是通过材料特性确定的，并且是模具数据文件12内含有的信息的一部分。

记录并且存储对零件进行的重新定向的步骤，以供以后在改变零件的外形的情况下使用。在需要对零件改变尺寸的情况下，设计者不必重做在模具的较早版本中完成的重新定向工作。替代也，重放已记录的重新定向步骤以便重新创造模具。此外，模具数据文件12可包括能使变换处理14自动化的变换数据，从而每一次设计迭代不需要零件几何结构的更新变换。

通过把零件几何结构分成芯部分和腔部分继续该设计过程(用16表示)。在该步骤期间，从芯和腔确定和分出零件中的凹陷。设计者完成该过程中的步骤是乏味的，但是可以利用表面分析自动进行该过程，以便确定零件表面的每个区段属于模具的哪个部分。零件的各个表面是由模具的芯部或腔部形成的。许多零件的特殊考虑确定给定表面应为模具的芯部还是腔部。

把零件几何结构分到芯和腔中之后设计模具锁定、分型线和切断，如在18处所示。模具分型线切断模具内的密封塑料，同时模具分型线锁定抵抗向量机械力、内部模制压力和外部机器力，从而在加工期间的任何点，特定的零件几何结构不会变形。如用18表示的分型线设计是一项复杂的任务，其需要先进的表面创造技术并且其帮助保持零件的特殊尺寸容限。设计分型线以便消除模制过程期间的塑料泄漏。分型线的设计要考虑模制压力、材料类型、机器能力以及沿分型线自身的总长度上的限制。模具分型线的设计对模具内的许多互相有关的零件具有直接影响，本发明的这项处理考虑设计模具的每个特殊特征中的这些相互关系。

一旦完成分型线的设计，如用20指示，确定该模具内各个浇口(gate)的位置。模具上浇口的位置是根据零件几何结构、材料技术要求以及模制机技术要求确定的。除了浇口的布置和定尺寸之外，在空腔内形成通气孔，以便当塑料进入模具腔中时从模具腔释放空气。浇口和通气孔的具体设计包含许多不同的可能方案，每种方案具有特定的优点和缺点。

根据包括总尺寸、材料类型和总表面面积的特定零件要求确定浇口的特定尺寸。此外，浇口的特殊设计还取决于机器特殊限制。机器技术要求会包括最大注入速度以及对浇口配置影响很大的最大和最小材料注入率。模具或模子内的通气孔的尺寸和位置也受模制机和特殊零件配置之间相互关系的影响。

一旦对模具确定了浇口位置，如在22处示出那样，确定插件或块的设计和布局。块是模具的形成腔壁或芯壁的并且根据特定零件几何结构成形的零件。插件是模具的一起形成整个零件几何结构的各腔零件或芯零件的可移动部分。零件的特定形状是通过由模具各部分的主块内的形状形成的几何结构或者通过插到块内部的插件形成的。用于较小零件的模具通常设计成可以在插件内形成这些零件以便简化加工和制造。通常通过混合利用插件以及模具块内形成的形状在同一个模具中制造许多零件。有利地，使用插件可在单个模具中制造多个较小的零件。当使用这些插件时，相对这些插件形成分型线并且需要在模具内排列零件以支持这些插件。接着围绕这些插件完成特殊模制各块以及模具内的任何支承机构。

通过直接切割到主块中而不使用插件来形成一些零件特征是更有利的。切割到这些主块中由于加工要求会是更昂贵的，但是，一些零件特征适于直接加工到主块中。通常客户在放到模具数据文件12中的技术要求中做出采用腔、芯或其它插件形成特定零件的决策。

任何插件的尺寸取决于来自模具总配置的其它因素。除了利用块或插件形成腔外，块的总尺寸受几个因素的限制，这些因素不必全都具体地从模具数据文件12中取出。这些因素包括模制机能力、包含使模具完整的机构和构件(例如注入机构和芯子机构)以及希望使总重量为最小化而得出的成本。

和所确定的模具块尺寸和插件数量一起，为每个模具块设计各条流道以把熔化的材料从浇道传送到每个腔的浇口。流道设计成在模制加工期间把熔化材料均匀地分布到腔中。因此，希望流道是均衡的以对所有零件或对它们的所有部分提供均匀的流动。希望流道尽可能有效，因为流道内的塑料或熔化材料变硬并且一旦从模具取出该零件变成废品。影响流道设计的其它因素是流道布局和尺寸以及根据模具内的零件布局路由的流道数量。此外，模制机能力以及制造零件使用的材料是流道系统设计期间要考虑的因素。

利用24处示出的为模具设计的流道，接着设计芯杆和套筒。芯杆和套筒的设计(如在26处指示)实现许多专用于每个零件的不同要求。通过各种机构例如芯杆、插件、推顶套筒和实心块来形成零件中的孔。推敲零件的特殊几何结构以确保孔具有足够的拔模斜度(draft)，以便当进行注射时零件可从模具滑出和滑脱。零件可能不是总能用心中可想到的可模制特征来设计。如果此种情况发生，设计模具，以提供用于带有特定要求和配置的可模制零件的解决办法并且仍提供最佳实现。当考虑每种形成零件内的孔的方法时，它们各具有不同的优点和缺点。根据模具的相互关联的各个零件，考虑每个优点和缺点，以提供最佳设计配置。

例如，推顶套筒经常是处理垂直孔的优选方法。因为套筒是把零件推离芯杆的最有效和空间最节约的装置。但是，芯杆的位置常常和模具机构的其它零件例如按压顶出器冲突，或者形成垂直孔所需的芯杆的长度会和模具内的其它机构干扰。在这种情况下，考虑优缺点以及特殊模具配置(在过程10内计算)以对形成零件内的孔或开口的机构的布局和选择提供优化方案。

许多零件构形成在完成的零件中需要凹陷。完成零件中的凹陷需要当形成零件的熔化材料固化后从完成的塑料零件上去掉的挡板和提升机构。不从零件去掉这些机构可能不能从模具中取出完成的零件。形成凹陷的挡板和提升机构是复杂的机械组件，必须根据零件特定配置把它们混合到模具表面数据中。许多档板和提升机构是按标准配置设计的。但是，常常修改标准配置以和独特的分型线配置以及零件几何结构相配合。为了设计这些机构，系统必须把它的机构设计知识与标准、模具数据文件12以及用户本身的输入组合起来。在计及这些各种技术要求和推荐的情况下产生调节模具内的其它机构和特征的功能设计。

挡板和提升机构的设计影响模具的每一个其它零件，包括块尺寸、插件配置、冷却回路设计和注入方法。本发明的过程和系统考虑模具中每个零件和每一个其它零件的相互关系，并且根据特殊应用做出一些特殊修改，以便根据特定模具的限制达到最优模具设计方案。尽管该最优方案可能超出某个特定设计准则，但模具的该配置最好地调节所有在模具数据文件12和具体零件几何结构中通信的设计要求和希望。

通常通过一组推顶杆从模具推出零件，这些推顶杆从腔中延伸以便从模具推出模制零件。在模制期间，每个推顶杆的面和芯的表面齐平并且形成芯的一部分。一旦打开模具，推顶杆伸长从而把完成的和固化的零件从模具中推出。零件推出机构的设计(在30处表示)均衡模具配置内需要零件推出以及需要也在模具内的其它组件，例如提升机构和挡板组件。推顶杆必须不和打开的模具芯或者设计为冷却模具的冷却回路冲突。因此，根据每个推顶杆和模具内的其它机构的相互关系确定并设计每个推顶杆的特定位置和配置。

除了推出系统，还必须在模具中设计冷却回路，如在32处所示，以便能均匀和快速地冷却熔化的塑料或材料。对于零件的正确制造模具内的冷却系统是关键性的。在冷却回路的设计中要考虑许多因素，包括特定区域中的零件厚度、浇注和流道系统的距离、以及特定冷却回路位于其中的区域内的熔化材料的温度。

此外，通常在模具内的冷却回路的配置和结构中考虑零件制造所需的总周期时间。存在数种设计冷却回路的方法。设计冷却回路的特定方法基于零件形状。离零件表面的冷却距离要求、冷却管路的直径以及计算机化的冷却分析决定冷却零件内的固化时间和温度。

一旦设计好冷却，设计模具的其余部分，如34处所示。模具的其余部分包括模具块外面的、用来在打开和关上位置之间支持和移动模具的支持结构。此外，模具上的其它机构可包括温度和压力感测部件，它们向控制器提供多个有关模制条件例如压力和温度的信息。各种导销包含在模具中以便在零件的模制期间把模具的二个半部分引导在一起。模件配置的其余部分包括所有用于模具的支持结构，如目前本领域技术人员周知那样。

另外，应理解，这里以及上面讨论的每个设计模具的步骤不是对于模具都是必不可少的。对每个零件配置提出的特殊要求决定完成整个模具设计所需的步骤的数量。在一些情况中，可以修改设计的具体顺序，以便更有效地和更优地设计模具并且反映由模具数据文件12通知的重要程度。例如，对于特殊应用，芯杆可能相当重要从而应优先于流道的设计，由此会修改流道的设计以便调节特殊芯杆配置。此外，一些零件可能需要特殊的表面抛光，以便推顶杆的特殊位置造成很小的或者不造成表面划痕。从而在特定模具中推顶杆的设计优先于其它特征。

除了这些设计步骤，该设计过程可涉及附加步骤或动作项目。附加项目可包括处理对零件的工程改变。常常在完成模具设计之前客户会改变零件的形状。当此情况发生时，会对模具设计者产生一系列后果。首先，需要把该新零件输入到该系统中。以零件的新设计对该设计者不繁重的方式保留用于该特殊零件的变换步骤。该保留的变换步骤仅仅重新施加到该零件的新版本上，以便为模具设计过程准备该零件的几何结构。一旦变换好该新的或改变的零件，重新开始设计过程，并且按新设计的需要完成对模具设计的改变。

和现有技术的模具设计过程相比，无需CAD接口而修改模块设计的这种应对修改的能力是本发明的一个优点。一旦保留，这些零件变换可以立即应用(在用户选择下)到模具几何结构以造成重新调整和重新配置所有构件，由此，另一方面，减少设计时间并且改进模具的总设计。

模具设计的另一个常常需要的步骤是设计检验。设计的每个部分需要由监督人或者由客户检查和批准。本系统通过在按每个步骤设计模具时进行分析以保证满足所有要求并且所有这些要求是设置为包含在模具数据文件12中，从而辅助这项处理。此外，本发明的过程进行检查以保证模具的机构或配置彼此都不干扰并且保证每个凹陷和挡板机构正确工作。

参照图2，该过程由在40处示意示出的系统实现，该系统包括和专家系统推理机构44通信的设计管理器46、模具设计文件定义工具42以及用户接口。该设计系统40包括许多概括地在51处表示的模块。推理机构44设计成回答来自设计管理器46的查询。推理机构44收集各个模块51中含有的信息。

模具数据文件12包含所有按特定模具的要求提供的信息。这些要求可以包括从机器限制到提升吊车能力以及插件技术要求的任何内容。模具数据文件12还可以包括用于每个模具的客户设计要求。

灵活(smart)零件模块52包括关于要在该模具的腔内模制的零件的特定特征的信息。该信息是根据特殊功能提供的。这些技术要求可包括材料要求、容限要求、以及对该模制零件的特定部分的功能专用的强度、重量、尺寸等等限制。

用54表示的另一个模块包含关于公司专用标准的信息。公司专用标准包括这样的条目，例如模具的总高度和重量以及公司希望和要求的特定特征，诸如浇口布局、推顶杆尺寸、后板厚度和构建模具使用的材料。此外，公司标准还可以包括用于推顶杆设计、流道设计、提升机构设计以及如何处置零件内的开口的模制的指南和特定默认机构。包含在公司标准模块54中的专用数据和要求不限于为模具专用参数。公司标准还可以包括诸如和公司的作业设施内的吊车提升能力有关的模具的总重量的限制。

还可以在公司标准中包括其它实用限制，例如，模具的总高和总宽，每个模具所需的、按照特定公司的命名方式用于识别目的的数字标识标记的设置。如所理解那样，任何限制、容限和推荐可包含在公司标准模块54内并且只受公司、客户或模具最终用户所交流的期望和要求的限制。

另外，该系统可包括几个和特定指示相关的不同公司标准模块54，它们可用于不同的客户偏好和要求，以对具体客户或最终用户完全定制最终模具设计。

模块56包含内部知识库。内部知识库是一系列的从经验和学习中积累的约束、限制、容限和指南。有经验设计者的积累知识包括模具设计的各个方面，从和零件尺寸相关的推顶杆的直径到准杆的特殊布置。这些最佳实践在内部知识库56中被分类和列表并在模具设计期间取出。模具中包括的每个物件和构件也可以包括在内部数据库56中包含的限制或推荐实施。如可理解那样，还可以存储和利用与任何复杂工具组件相关的最佳实现，以把本方法应用到其它工具组件上。

利用来自目前或者以前建立的模具的模具数据以及从设计模具的经验收集的数来开发内部知识库56。可以不断更新内部知识库56以便吸收与设计过程期间遇到的最佳实现有关的信息。为了把新信息应用到以后设计的模具上，不断扩充和改变内部知识库56。改进被编档并可包括关于需要偏离已知的最佳实现的伴随环境的详细说明，包含这些改进以用于应用到以后要设计的模具。模具设计最佳实现的积累和不断吸收帮助以后被设计模块的设计，从而改进和优化以后的模块设计。

58处代表的构件目录模块包括模具结构中普遍采用的众多按特定标准定尺寸的构件。这样的目录对于业内工作人员是周知的并且可以包括许多目前可买到的模具设计中的常见构件。在设计模具内的每个构件时使用与每个零件的采用、尺寸和要求相关的信息。如在57处指示那样，内部知识库56参照构件目录模块58中含有的信息。在这二个模块间共享信息以便便利模具内每个构件的设计。

主控制文件60包含目前正被设计模具的应用专用配置信息。涉及特定模具的设计和应用的信息从模具数据文件12传送到主控制文件60。主控制文件60在为每个模具定义技术要求和配置时包含有关模具设计的所有构件的信息。在主控制文件60中含有和每个构件零件、应用专用参数相关的信息，以及任何其它和专用模具设计相关的信息。随着对模具设计增添构件，不断更新主控制文件60内含有的信息。利用主控制文件60中的配置信息确定模具中所有零件间的所有相互关系。

解释主控制文件60中的信息并且将其转换成图形输出62。图形输出62的特定类型可以按已知CAD文件格式编程，或者可以按用于整个模具组件和/或每个构件的一组详图直接输出。如可理解那样，可以根据具体应用改变图形输出62的类型。主控制文件60保持用于完成的模具设计中的每个构件的信息。接着把这些信息解释并且转换成用来提供期望的输出，例如工程图或模具设计模型，的信息。

这些模块的每一个和设计管理器46以及专家系统44连接。专家系统44从每一个模块51中提取信息以便定义有关模具的每个构成零件的规则。术语“规则”和限制、容限、技术要求、公式以及推荐实现是同义的。在找出和特定构件有关的具体规则后，专家系统44检查这些规则的前提并且确定为了评估这些具体规则需要何种信息。检索并使用该信息以定义用于每个构成零件的规则，然后根据这些定义的规则来规定构成零件的特定配置。专家系统44评估每条规则的条件以便了解可以相容地应用哪些规则。接着，评估这些规则的结果以便确定要对设计做出那些改变。若需要设计改变，设计管理器46协调主控制文件60中的每个改变。本系统的特别配置包括该和专家系统44、构件目录58以及主控制文件60通信的设计管理器46。

参照图3，该过程示意地用70表示，并且从请求一个动作的起始步骤72开始。起始步骤72包括开始新设计的请求或者修改已存储在主控制文件60内的已有设计的请求。每次完整工具设计过程迭代的结果是一组存储在主控制文件60中的用于该模具内的各个构件的构件配置或参数。一旦启动新模具设计，该过程着手设计该模具或工具组件的子系统，如74处所示。工具组件的设计是一个迭代过程，其开始于第一子系统，例如芯部和腔部、分型线、芯杆、推顶杆和套筒。子系统构件设计的具体次序是根据具体应用进行的。

利用来自知识库分类目标模型82的输入定义子系统类模型76。类模型82和知识库构成内部知识库模块54(图2)。知识库分类目标模型82定义所需要的内容以便提供一个功能子系统。例如，冷却系统需要特定尺寸的冷却通道、对模具腔的适当布局以及控制冷却剂流动的阀门组。知识库分类目标模型82定义所需的零件并以及用于每个构件的总体操作功能和要求。从各个数据库和模块例如标准数据库80和知识数据库84、82收集有关所需要零件的信息，如在78所示。标准数据库80包括来自图2中示出的公司标准模块54、灵活零件模块52和构件目录模块58的信息。

于78处收集的要求产生限制集合86。限制集合86针对要求、最佳实现、构件类别和应用专用要求为每个构成零件定义要求。该限制集合是每个构成零件配置必须遵从和满足的一组规则。限制集合86是用于“解决问题”的处理单元90的输入。换言之，处理单元90应用限制集合86中定义的规则和限制以便对每个构成零件提供特殊零件配置。汇集88是从处理单元90输出的数据单元，其包含满足限制集合86中形成的限制的每个构件的配置信息。构建逻辑设计处理单元92相对于知识数据库84和主控制文件60检查设计。来自逻辑设计单元92的信息在主控制文件60中存储信息。

来自逻辑设计单元92的信息作为逻辑设计数据100被存储。逻辑设计数据单元100内存储的数据更新主控制文件60。随着定义构件技术要求和配置而不断地更新主控制文件60，从而可以提供用于一个构件的构件配置信息以建立另一个构件的限制集合。换言之，由于相对于主控制文件60含有的数据配置每个构件，所以相对于并且根据工具组件的所有其它构件来设计每个构件。

和设计以及对工具组件或模具内的每个构件的选择一起使用主控制文件60内含有的有关每个构件配置的数据以及应用专用数据。从而，相对于工具组件中的每个其它构件，不断地确认和保持每个构件间的相互关系，以便在结束该设计过程时提供工具组件。

此外，不仅在限制集合的初始建立中而且在建立逻辑设计92期间来使用知识数据库82，从而，如果需要可以检查与限制集合的偏差。在每个工具组件中，可能需要对特殊要求或偏好作出妥协。为了提供正确工作的工具组件可能需要偏离输入的要求。本发明的过程调节这样的修改并对设计者告警该偏差以用于认可或者重新评估。当按字面理解初始技术要求不能在考虑到功能关系和空间关系或者最佳已知实现的情况下提供可用的或满意的设计时，本发明在提出对初始技术要求的偏离的能力上是独具一格的。从而，本发明不仅通过连续更新和与主控制文件60中含有的信息进行比较来相对于和其它零件的相互关系确认每个构件零件配置，而且相对于知识数据库84中定义且含有的最佳实现来确认每个构成零件配置。

存储在主控制文件60内的工具组件或模具设计的设计输出可以格式化成任何规定的标准格式，或者替代地用于任何标准CAD系统。如94处指示那样，解释主控制文件60中含有的信息以提供图形输出62。可以把图形输出62格式化成与各种已知的计算机设计和图形程序一起使用，以产生绘制的工程图、三维图和专用构件加工指示。本发明的系统和过程在主控制文件60中编辑有关每个构成零件的信息。该存储在主控制文件60中的信息可通过构建设计解释器或接口94变换和重新格式化，以便按任何期望的格式提供指示和信息从而便利工具组件或模具的建立。

参照图4，本发明的工具组件设计过程编码成是在计算机系统102(示意示出)上运行的计算机程序。该计算机程序存储在计算机可读媒体104，例如磁存储部件、光盘上，或者是从远程位置下载的程序。该编码过程操作系统102以根据限制集合86定义的规则来设计每个构件。计算机系统102执行该计算机可读媒体上存储的指令以提供期望的设计输出106。这些定义的规则和限制按规定的层次区分优先次序。

规则层次的一个例子可以是客户的模具总重量要求。该过程和系统计算模具总重量并且设计过程中对模具添加任何构件会添加到模具总重量上。该系统计算各个液压缸、外板或对准杆的重量并且确定模具总重量。该系统还将估计板的尺寸，以及计算制成模具中的最终模具重量并且选择构件材料和尺寸以满足重量限制。立即完成模具重量的计算以包括客户特别要求以及其它操作完工的模具所需的要求。

当确定板、杆以及模具内的其它机构的尺寸时许多其它规则开始起作用。存在建议使用一定量的钢以提供结构稳定性以及散热的规则，以及建议为安装在模具内的各个构件提供足够空间的规则。此外，模具的芯和腔必须是足够的，以便应对模制压力和夹紧力。确定具体尺寸的规则通常基于工程师开发的带有通用安全裕量的表。在许多情况中对照这些规则以产生好的值是相当适用的。但是，如果这些规则的结果违反模具最大重量，该系统会重新评估模具设计方案。设计者可以提供新的输入以偏离通用规则。在某些情况中，可在现有最佳实现配置之外满意地操作模具组件。

对某限制的任何偏离的程度将决定修改模具设计所需的程度。例如，如果模具只是超过重量限制，可在钢板中做出修改以包括特定重量减少特征例如形成角状角隅。但是，如果模具大大超出该限制，则修改模具的其它构件例如块或板的尺寸直至模具满足规定的限制。这样的改变要求改变许多不同的安装在模具中的机构。本发明的过程和系统提供一种手段，其通过偏离一些特定参数并且计算对模具内含有的其它机构和构件的影响从而满足这些规则。

本发明的过程和系统列出用于评估的规则并且考虑这些规则如何和其它规则交作用。本发明的该过程和系统考虑容限、技术要求和最佳实现之间的相互作用，从而提供调节每个特殊要求的完整解答和模具设计。

对于这些根据系统形成的或者按照客户要求特别确定的特定层次的规则，该系统形成有益的折衷。该层次可适用于顾客的要求或用于构件配置的要求。一种层次可对模具重量限制分配主要重要性，而辅助规则涉及分型线形状。该过程和系统在不修改或不偏离对模具重量以及模具分型线形状的限制或要求的情况下根据限制层次来优化设计，对模具内的其它构件做出适应改变。

上面的说明是示例性的而不是实质性要求。以示意方式描述了本发明，并且应理解所使用的术语本质上只是描述性的词语而不是一种限制。根据上面的讲授本发明的许多修改和变型是可能的。本说明书公开了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员会理解某些修改是在本发明的范围之内的。应理解，在附后权利要求书的范围内，可以和具体说明不同地实现本发明。为此应研究下面的权利要求书从而确定本发明的真正范围和内容。

Claims (30)

1.一种用于设计工具组件的方法，包括步骤：

a)确定一组工具组件要求；

b)确定希望的零件几何结构；

c)相对于这些工具组件要求以及希望的零件几何结构，自动地确定该工具组件的各工具组件构件的配置；以及

d)自动地检验构成该工具组件的工具组件构件之间的关系。

2.如权利要求1的方法，其中，通过计算机自动进行步骤c)和d)。

3.如权利要求1的方法，其中步骤d)包括自动确认该工具组件内的每个构件相对于该工具组件内的每个其它构件的空间关系。

4.如权利要求1的方法，其中步骤d)包括自动确认该工具组件内的每个构件相对于该工具组件内的每个其它构件的功能关系。

5.如权利要求1的方法，其中步骤d)包括根据工具组件要求来保持每个构件间的关系。

6.如权利要求1的方法，包括根据其它工具构件间的关系自动修改工具构件配置，以使得该工具组件构件不符合工具组件要求。

7.如权利要求6的方法，包括自动编辑具有不符合配置的工具构件的列表。

8.如权利要求1的方法，其中，所述工具组件要求包括应用专用信息。

9.如权利要求1的方法，包括建立一组工具组件标准并且所述步骤c)包括根据这些工具组件标准规定每个工具构件的配置。

10.如权利要求1的方法，包括建立一个含有用于完整工具组件的工具构件配置信息的主控制文件。

11.如权利要求10的方法，包括修改该主控制文件从而改变工具组件配置。

12.如权利要求10的方法，包括转换该主控制文件中含有的信息以产生图形输出。

13.如权利要求1的方法，其中所述工具组件包括模具。

14.如权利要求1的方法，其中，所述工具组件包括冲压模子。

15.一种包含多条用于自动设计工具组件的计算机可执行指令的计算机可读存储媒体，包括：

引导计算机确定一组工具组件要求的第一指令集；

引导计算机访问希望的零件几何结构的第二指令集；

引导计算机相对于这些工具组件要求以及希望的零件几何结构来规定用于该工具组件的构件配置的第三指令集；以及

引导计算机自动地检验构成该工具组件的工具组件构件之间的关系的第四指令集。

16.如权利要求15的存储媒体，其中，所述第四指令集包括引导计算机确认该工具组件内的每个构件相对于该工具组件内的每个其它构件的空间关系的指令。

17.如权利要求15的存储媒体，其中，所述第四指令集包括引导计算机确认该工具组件内的每个构件相对于该工具组件内的每个其它构件的功能关系的指令。

18.如权利要求15的存储媒体，其中，所述第四指令集包括引导计算机根据工具组件要求保持每个构件间的关系的指令。

19.如权利要求15的存储媒体，包括引导计算机根据其它工具构件之间的关系来修改工具构件配置，以使得该工具组件构件不符合工具组件要求的指令。

20.如权利要求19的存储媒体，包括引导计算机编辑具有不符合配置的工具构件列表的指令。

21.如权利要求19的存储媒体，包括引导计算机从一组工具组件标准收集信息并且相对于该组工具组件标准确定每个工具构件的配置的指令。

22.如权利要求19的存储媒体，包括引导计算机建立一个主控制文件并且在该主控制文件内存储用于该工具组件的工具构件配置信息的指令。

23.如权利要求22的存储媒体，包括引导计算机修改该主控制文件内的信息从而改变工具组件配置的指令。

24.如权利要求19的存储媒体，包括引导计算机把主控制文件中存储的信息转换成用来产生图形输出的信息的指令。

25.一种用于自动设计工具组件的计算机系统，包括：

驻留在该计算机系统的存储部件内的、含有和工具组件的设计相关的信息的数据库；

驻留在该计算机系统的存储部件内的、含有用于特定工具组件设计的要求的主控制文件；

引导计算机根据所述数据库中包含的信息确定用于每个构件的要求的第一指令集，

引导计算机根据所述要求确定所述构件的配置并且把所述构件配置存储在该主控制文件中的第二指令集。

引导计算机根据构成该工具组件的每个其它构件确认每个构件配置的第三指令集。

26.如权利要求25的系统，其中，所述数据库包括含有工具组件应用专用信息的零件数据库。

27.如权利要求25的系统，其中，所述数据库包括标准数据库，该标准数据库包括含有用户特定偏好的信息。

28.如权利要求25的系统，其中，所述数据库包括含有工具组件设计参数的知识数据库。

29.如权利要求25的系统，其中，所述数据库包括含有在设计工具组件中所使用的构件的配置信息的构件数据库。

30.如权利要求25的系统，包括用于把所述主控制文件中存储的信息转换成由图形输出部件执行的指令的接口。

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