计算机化的模具制造 注射报价系统外文翻译资料

 2022-03-26 07:03

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Journal of Materials Processing Technology 139 (2003) 212–218

计算机化的模具制造

注射报价系统

S.F. Chan a, C.K. Law b, K.K. Chan c,

  1. School of Science and Technology, The Open University of Hong Kong, Hong Kong, PR China b Hasbro Far East Ltd., Hong Kong, PR China
  2. Department of Manufacturing Engineering, Hong Kong Institute of Vocational Education, Chai Wan, Hong Kong, PR China

摘要

制造注塑模具的预算不可避免地是玩具行业需要准备和控制的主要开发费用。 这对于制造硬玩具尤其重要，如玩具行业玩具行业在1999年9月份的增长率为27.7％。 目前玩具行业主要为制造注塑模具报价的做法是通过经验或与类似产品进行比较。 由于模具制造的复杂性和玩具种类的增加，用于估计制造注塑模具成本的一些商用计算机封装的应用不准确，不切实际或缓慢。 因此导致报价低估，这也将成为模具制造商在人力规划，交货时间表和利润方面的灾难。

为了克服这些实际情况并应对激烈的市场竞争，应引入用户友好，更准确的模具成本计算和报价系统。 本文着重介绍在Visual Basic中编写的注塑模具制造计算机报价系统（CQSIM）。 这可以在个人计算机（PC）上执行。 该系统通常用于玩具行业，但也可用于塑料相关行业。 基于成本要素数据库，建立了一个综合系统，以简化模具成本报价流程。 除了提高模具报价的准确性和效率之外，该系统着重于鲁棒性，如易于学习，使用和更新。 系统设计为可扩展并与其他材料计划系统（例如工程资源计划（ERP）或系统，应用程序和数据处理（SAP）中的产品）集成。

关键词：模具制造工艺; 注塑模具成本; 加工时间;ERP; 树液

1. 引言

玩具设计和开发通常涉及开发成本和模具成本的开支。 工业中的模具成本与特定生产工艺中的模具成本有关，例如注塑，滚塑，吹塑和其他玩具生产工艺。 玩具业广泛认识到，制造注塑模具的预算是需要准备和控制的最大费用。

硬玩具通常以工程塑料（如ABS，HIPS，PVC或PP）为主要部件。 在注塑模具中投资对于经常使用的硬玩具猫类来说很重要。 硬玩具在整个玩具市场中扮演着重要的角色。 市场上有很多知名的硬玩具，比如Action

Corresponding author.

E-mail address: mfgkkc@vtc.edu.hk (K.K. Chan).

0924-0136/03/$ – see front matter copy; 2003 Published by Elsevier Science B.V. doi:10.1016/S0924-0136(03)00222-X

图玩具在玩具行业总数中占到了1999年9月的年增长率的27.7％[1]。

香港的模具制造商和玩具专业人士对市场上先进的模具制造技术（如计算机辅助设计和计算机辅助制造（CAD和CAM）软件开发）表现出更多的兴趣。制造商在寻找真正适合其即时使用的注塑模具成本估算的商业软件时可能会遇到一些困难。市场上的一些现有软件在数据输入方面有许多限制。对于这种软件，加工工艺选择和模具结构选择非常有限，对于成本估算人员来说，对注塑模具结构和制造工艺有很好的了解。即使易于使用，用户也需要很长时间才能掌握和修改加工方法难度级别的值，以便进行精确的成本估算。他们花费时间进行学习，而不是用户友好，如果用户不能很好地理解个人输入的含义，模具成本估算是不准确的。由于这些因素

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目前业内主要用于报价注塑模具价格的做法仍然是通过经验或与同类玩具产品进行比较来制定。

通常使用经验性成本估计方法，这被认为是更快和更用户友好的方法。 这种成本估算方法与Menges和Mohren [2]非常一致地认为，相应的模具成本“通常根本不计算”，而是“根据经验或与过去的模具相比估算”。 此外，订单数量仅为报价数量的5％这一事实也影响了适当报价所允许的时间。

然而，实证成本估算方法要求模具制造商记住详细的模具制造步骤和模具材料。 有时候，当他们忘记了一些模具制造的细节时，低估可能会导致模具成本显着下降。 另一个问题是对材料成本的不准确估计，这可能是中国大陆模具制造的主要成本因素，因为劳动力成本相对较低。 没有参考手册，很难记住标准组件的所有价格。 不计算组分的体积和密度，就很难知道原料的重量。 最后，很难估计某个模具制造过程的成本。 因此，用经验方法估计的成本是非常不一致的。

从理论上讲，成本估算人员手动计算模具成本的细节非常微妙，可能能够获得预先确定的一致结果。 但是，这将非常耗时且不切实际。 软件包可以利用产品的已知数据，从数据库中直接快速计算材料成本和加工时间。

一个好的软件包也可以改善制造商的管理。 通过提供加工数据，时间框架和实际制造数据供参考，可以改进两件事情。 首先，车间或设计部门的效率是可以知道的，因此可以改进。 其次，当报价与实际生产模型不匹配时，报价的准确性可以提高。 本文将讨论一个原型系统，该系统的开发旨在提供更加可靠和一致的报价方式和更好的文档，并将讨论原型系统的性能。

2.注塑模具制造计算机报价系统（CQSIM）的设计考虑

用户友好，低成本和准确性是优质CQSIM的基本要求。 还应考虑对基本成本要素进行更新，如人工成本，材料成本和裁减数据。 这对于保持计算结果的准确性非常重要。 此外，对于复杂的模具，需要输入许多数据进行成本估算。 由于时间消耗和复杂的程序，输入的太多数据将成为用户的障碍。

最好的数据输入可以限制为模具的实际插入尺寸，所需的加工方法，工作尺寸，数量，特殊要求（例如分包）和其他必要信息（例如客户名称）。

也应考虑适用于各种给定插入尺寸的标准原材料的合适尺寸。 最终的尺寸应该足够大，以便进行粗加工等准备工作。 从零件的体积和密度以及预定义数据库中的单价可以计算出其成本。

加工方法的选择应尽可能自由。 这是因为不同的模具制造工艺可以实现相同的产品形状和表面处理。 方法和切割工具的选择可能受到制造商的设施以及模具制造商的技能的限制。 必须为用户提供所有常见的加工方法，例如铣削和数控铣削。

为所选工艺设置的加工细节应尽可能与实际加工条件相匹配。 基本活动可以被看作是“基元”，用于计算这种复杂条件下组件的前置时间。 可以归类为“基元”的活动包括：设置和分离时间，在加工前绘制研究时间，粗加工时间，半精加工时间，精加工时间，机器清理时间（减少误差），测量时间，去毛刺 时间。 一旦定义了这些单个机器原语的时间，它们就可以组合起来形成一个合成数据表[3]。

特别是，切割工具的能力会因不同类型的切割和材料而有所不同。 例如，粗切削或硬质材料的切削深度比精加工切削或软质材料的切削深度要短。 此外，刀片的切削深度可能与刀具的最大切削深度不同。 也就是说，所需的切割深度可能短于切割器的最大容量或比切割器的最大容量更深。 对于相同类型的机器，通过将这些设置时间与加工时间相加来完成任务，可以找到完成组件的时间。

在模具制造中加工工艺需要一些加工工具。 例如，用于电子放电加工（EDM）的电极，以及用于铍铜（BeCu）模具的压制工具和/或铸造模型。 应自动计算每个电极或模型的原材料尺寸和成本。 当然，最好自动决定加工方法和数量，以减少数据输入量。

关于模具结构，应该考虑和预定义一些结构。 例如，可以将具有合适尺寸螺钉的合适数量分配给特定尺寸的刀片。 另一个例子，楔块及其固定螺钉，角度销，止动机构和弹簧应分配给滑块。 通过这种方式可以计算出这些假设部件的添加材料成本和加工时间。

一般来说，可以通过图1所示的程序粗略地制造模具。

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图1.一般模具制造程序的流程。

结合这些模具制造程序，选定的加工方法和上述的加工细节，可以计算加工时间以及刀具和相关部件的刀片材料。

3. 原型CQSIM模型

CQSIM的开发是为了将第2节中认为重要的特征加入其中。

3.1. CQSIM的数据管理

该系统使用Microsoft Access建立，其编程语言为Visual Basic for Applications（VBA）。 CQSIM组件的功能关系如图2所示.CQSIM的数据表包含价格，材料去除率（MRR）[4,5]，输入数据和个人计算结果数据。 VBA程序使用预定义的数据计算输入数据。

从数据库中提取数据并将计算的数据保存到相应的结果数据表中。 在需要时，用户可以保存或检索成本估算文件并将数据输入到数据文件#39;product files.mdb#39;或导入模板表格中以进行新的模具成本估算

3.2. 用户界面

CQSIM软件包不需要任何模具制造专家进行数据输入。 而且，用户无需拥有模具制造经验。 相反，建议用户具备塑料注塑模具的基本知识。 他们应该知道给定产品或图纸的模具制造过程。 这是因为用户必须能够为模具选择合适的工艺和材料。 没有正确的输入，无法获得准确的结果。

数据输入表格中使用的术语，如模具底座，顶针，冷却线，口袋和加工方法，对于模具制造商甚至是新的学习者来说都是熟悉的。 因此，他们很容易被具有注塑模具基本概念的成本估算人员填写。.

当从Microsoft Access环境中选择程序时，CQSIM的主菜单（图3）将自动显示给用户。 用户可以通过按下其上的按钮，从菜单中选择适合所需任务的操作。 对于成本估算，用户只需要大约10-30分钟（非常复杂的产品需要更长的时间）才能根据程序指导填写表格的空白处。 结果可以在一分钟内计算。 因此用户交互非常友好。

3.3. 用户输入

有六种数据输入形式用于模具的输入数据。 应该输入到系统中的主要数据是：

  1. （a）模具中产品的含量，例如 客户名称，零件号，零件名称，所需的塑料材料以及尺寸。

图2. CQSIM操作图。 图3. CQSIM的用户界面。

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图4.加工细节的空白数据输入表格。

  1. 模具底座细节，例如 单个板的宽度，长度和高度。
  2. 模具的一般结构，例如 弹射器尺寸和数量，凸台和套筒弹射器（如果有）以及肋和扁平弹射器（如果有的话。
  3. 插件的部件号（可选）和名称。
  4. 上述插入物的加工细节，例如 尺寸，材料，冷却线，转包，其口袋的位置（容纳插入物的孔），实现产品形状的加工方法。

图4显示了六种数据输入格式之一。 用户可以通过按“上一页”或“下一页”按钮在这些表格之间进行切换。 要开始计算，请按“完成”按钮。 用户还可以通过导航按钮浏览表单中的不同记录。

3.4. 数据表

四种类型的数据表用于存储不同类型的数据：

  1. 输入数据:
    1. 产品细节，例如客户名称，产品尺寸和所需聚合物。
    2. 插入名称，插入尺寸和加工标准。

一般信息，例如模架尺寸，闸门类型和简单结构（例如喷射器，肋骨和凸台）。成本根据这些数据连同下面所述的价格和技术数据计算得出。

  1. 结果数据：
    1. 材料成本，人工成本和加工成本。
    2. 单个部件和刀片的总加工时间。
  2. 标准组件的价格：[（ii）]
    1. 标准组件的价格，例如不同类型的模具基座和喷射器。
  3. 不同类型的材料如钢和铜的价格。

这些数据表中的价格应在用户更改价格时更新。

  1. 技术数据:
    1. 加工数据，如MRR和加工顺序。
    2. 专门活动的标准时间，例如编制CAM程序的时间.

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