模具设计论文（多篇）

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模具毕业论文

本文的主要围绕两方面内容：

提出一个基于模板的统计翻译模型以及相应的训练和翻译算法；

根据这种算法模型实现一个汉英机器翻译系统。

首先，我们将提出一个基于模板的统计机器翻译算法。这种算法是传统的基于转换的方法和统计机器翻译方法的有效结合。克服了现有的统计机器翻译方法忽视语言结构的缺点，同时又继承了其数学推导严密，模型一致性好的优点。

然后，在我们已有工作的基础上，我们将根据以上算法，提出一个完整汉英机器翻译系统及其测试系统的实现方案。

本文第一章是对已有的各种基于语料库的机器翻译方法以及机器翻译评测方法的一个综述，第二章结合我们已有的工作，提出我们自己的研究思路——基于深层结构的统计机器翻译方法，第三章给出一个具体的汉英机器翻译系统的实现方案，第四章是总结。

综述

机器翻译方法概述

和自然语言处理的其他技术一样，机器翻译方法也主要分为两类：人工编写规则的方法和从语料库中学习知识(规则或参数)的方法。从目前的趋势看，从语料库中学习知识的方法已经占到了主流。当然从语料库中学习知识并不排斥人类语言学知识的应用，不过这种语言学知识的应用一般不再表现为直接为某个系统手工编写规则，而更多的是通过语料库标注，词典建设等大规模语言工程的方式体现出来，应该说，这是一种计算机研究者和语言学研究者互相合作的一种更为有效的方式。

基于语料库的机器翻译方法主要有：基于实例的机器翻译方法，基于统计的机器翻译方法，混合(Hybrid)的方法。这几种方法各有特点。其中，统计机器翻译方法由于其数学推导严密，模型一致性好，可以自动学习，鲁棒性强等优点，越来越受到人们的重视。本文中提出的机器翻译方法就是统计机器翻译方法中的一种。

根据我所查阅的文献，我把基于统计的机器翻译方法大体上分为以下三类：第一类是基于平行概率语法的统计机器翻译方法，其基本思想是，用一个双语平行的概率语法模型，同时生成两种语言的句子，在对源语言句子进行理解的同时，就可以得到对应的目标语言句子。这种方法的主要代表有Alshawi的HeadTransducer模型和吴德恺的ITG(InversionTransductionGrammars)模型以及Takeda的Pattern-basedCFGforMT.第二类是基于信源信道模型的统计机器翻译方法，这种方法是由IBM公司的PeterBrown等人在1990年代初提出的，后来很多人都在这种方法的基础上做了很多改进工作，这也是目前最有影响的统计机器翻译方法，一般说的统计机器翻译方法都是指的这一类方法。第三类是德国Och等人最近提出基于最大熵的统计机器翻译方法，这种方法是比信源信道模型更一般化的一种模型。

机器翻译的范式

机器翻译经过50多年的发展，产生了很多种不同的范式(Paradigm),大致归纳起来，可以分为以下几类，如下图所示：

直接翻译方法：早期的不经过句法分析直接进行词语翻译和词序调整的方法；

基于转换的方法：基于某种深层表示形式进行转换的方法，典型的转换方法要求独立分析，独立生成；注意，这里的深层表示既可以是句法表示，也可以是语义表示；

基于中间语言的方法：利用某种独立于语言的中间表示形式(称为中间语言)实现两种语言之间的翻译。

基于平行概率语法的统计机器翻译方法

这一类方法的基本思想是，用一个双语平行的概率语法模型，即两套相互对应的带概率的规则体系，同时生成两种语言的句子，在对源语言句子进行理解的同时，就可以得到对应的目标语言句子的生成过程。

这一类方法有几个共同的特点：有明确的规则形式；源语言规则和目标语言规则一一对应；源语言与目标语言共享一套概率语法模型，对于两种语言的转换过程不使用概率模型进行描述。

以下我们分别介绍这一类方法的有代表性的几种形式。

Alshawi的基于加权中心词转录机的统计机器翻译方法

有限状态转录机(Finite-StateTransducer)和有限状态识别器(Finite-StateRecognizer)是有限状态自动机(Finite-StateAutomata)的两种基本形式。其主要区别在于有限状态转录机在识别的过程中同时可以产生一个输出，其每一条边上面同时有输入符号和输出符号两个标记，而有限状态识别器只能识别，不能输出，其每一条边上只有一个输入符号标记。

中心词转录机(HeadTransducer)是对有限状态转录机的一种改进。对于中心词转录机，识别的过程不是自左向右进行，而是从中心词开始向两边执行。所以在每条边上，除了输入输出信息外，还有语序调整的信息，用两个整数表示。下图是一个能够将任意a,b组成的串逆向输出的一个HT的示意图：

基于加权中心词转录机(WeightedHeadTransducer)的统计机器翻译方法是由AT&T实验室的Alshawi等人提出的，用于AT&T的语音机器翻译系统。该系统由语音识别，机器翻译，语音合成三部分组成。其中机器翻译系统的总体工作流程如下图所示：

在加权中心词转录机模型中，中心词转录机是唯一的知识表示方法，所有的机器翻译知识，包括词典，都表示为一个带概率的HeadTransducer的集合。知识获取的过程是全自动的，从语料库中训练得到，但获取的结果(就是中心词转录机)很直观，可以由人进行调整。中心词转录机的表示是完全基于词的，不采用任何词法，句法或语义标记。

整个知识获取的过程实际上就是一个双语语料库结构对齐的过程。句子的结构用依存树表示(但依存关系不作任何标记).他们经过一番公式推导，把一个完整的双语语料库的分析树构造并对齐的过程转化成了一个数学问题的求解过程。这个过程可用一个算法高效实现。得到对齐的依存树后，很容易就训练出一组带概率的中心词转录机，也就得到了一个机器翻译系统。不过要说明的是，通过这种纯统计方法得到的依存树，与语言学意义上的依存树并不符合，而且相差甚远。

这种方法的主要特点是：1.训练可以全自动进行，效率很高，由一个双语句子对齐的语料库可以很快训练出一个机器翻译系统；2.不使用任何人为定义的语言学标记(如词性，短语类，语义类等等),无需任何语言学知识；3.训练得到的参数包含了句子的深层结构信息，这一点比IBM的统计语言模型更好。

这种方法比较适合于语音翻译这种领域比较受限，词汇集较小的场合。

吴德恺的ITG模型

InversionTransductionGrammar(ITG)是香港科技大学吴德恺(Deka ……此处隐藏15343个字……定位模具能够在允许范围内正常滑行，那么一定不能存在形变，所以也需要选择特殊材料，并进行热处理。

4结语

该塑件为半透明的壳体状，总体尺寸为Φ60mm×40mm，壁厚2~3mm。其材料为PP，成型性能良好，收缩率较小，流动性能中等。塑件尺寸精度要求一般，表观质量要求较高。水杯盖外表面有两个凸台结构A和B，且B上有一个侧通孔。根据上述综合分析，选择模具的整体结构为一模四腔、点浇口三板模，位于定模一侧的斜导柱抽芯机构成型侧孔，液压驱动的齿轮传动装置实现螺纹型芯旋脱杯盖以及推件板将塑件脱模。

2模具结构设计

2.1浇注系统

浇注系统的设计重点是浇口类型及其尺寸。为了保证较高的表观质量，通常选用点浇口或潜伏式浇口。考虑到水杯盖内部有旋转的螺纹型芯，所以只能选择点浇口。它既实现了浇注系统凝料的自动脱落，还具有易排气和消除熔接痕的优点。将点浇口设置在塑件几何对称平面、且位于A和B凸台中间的位置。浇口尺寸及第一级、第二级分流道尺寸均按经验数据选取，并留有一定的修模余量。

2.2成型零件

综合分析水杯盖的结构，并兼顾模具零件的加工和装配，设计时采用4个独立的整体嵌入式凹模，将其嵌入到定模板中。这样既降低了凹模的材料和加工成本，又保证了一定的强度和刚度，同时也确保塑件表面不会出现拼接缝或夹线痕迹。因为水杯盖有内螺纹，外表面非完全对称，因此模具型芯采用组合式结构，由外螺纹型芯包裹固定型芯组合而成。螺纹型芯进行旋转运动，确保其能够从杯盖上旋出；固定型芯在模具中固定不动，使水杯盖在未被推出前保持静止状态。

2.3侧抽芯机构

针对水杯盖上凸台B处直径4mm、深度12mm的侧孔成型，设计选用常见的斜导柱滑块抽芯机构。为了保证凸台表面光滑且无夹线，侧型芯采用隧道式抽芯结构。细长的侧型芯以独立的镶件与滑块连接，其最前端圆柱部分成型侧孔，而其他部位对塑件表面无任何封胶影响。非成型部分有一段锥面，是为了降低抽芯阻力，防止模仁被拖伤。在模具中，整个侧抽芯机构都在定模一侧。此时模具工作过程相对复杂，在定模和动模分开前，需要在定模一侧先进行一次分型从而完成侧抽芯过程。由于模具采用了点浇口、三板模，侧抽芯过程恰好与点浇口被拉断的过程在第一次分型时一并完成，并没有额外增加开模动作和时间。根据侧孔的深度，在抽芯距确定为15mm后，通过经验和计算确定了斜导柱倾斜角为15°、直径20mm、总长度95mm，以及完成侧抽芯所需第一次分型距离应大于56mm。

2.4自动脱螺纹机构

由于水杯盖螺纹深度较深，强度和精度较高，所以设计采用了自动化的旋转脱模法。其中，设计的细节包括传动装置、螺纹型芯的运动及旋转方向和塑件的止转。为了使螺纹型芯能平缓地旋转，防止水杯盖中的螺纹在旋脱时被拉坏，设计中选用可控的液压力而非快速的开模力来驱动齿条4，将运动传递给同一轴上的小齿轮5和大齿轮3，并由齿轮3与螺纹型芯1的轮齿啮合，带动螺纹型芯后退，最终旋出塑件。为了保证运动平稳，设计了与螺纹型芯1相配的导向元件2，其螺距和旋向应与水杯盖内螺纹相同。由于水杯盖螺纹是右旋，所以螺纹型芯1应顺时针旋转才能旋出水杯盖，而小齿轮5则逆时针旋转，齿条在液压活塞杆的牵引下应向右上角运动。

2.5推出机构

水杯盖表面质量要求较高，所以采用无推出痕迹的推件板进行脱模。为了防止磨损及节省材料，设计了单独的推件镶块，将其嵌入到推件板中用于推出塑件。为了防止推件镶块与螺纹型芯摩擦而磨损，将两者以锥面配合。模具中推件板与复位杆用螺钉连接，确保推件板推出完成后不会滑落，同时也有利于推出机构的平稳复位。

3模具工作原理

注射保压冷却后，在弹簧弹力和开闭器阻力共同作用下，模具先从分型面Ⅰ打开，点浇口被拉断与塑件分离；同时，开模力由斜导柱传至滑块和侧型芯，完成侧孔的抽芯分型运动。模具分开至定距拉杆时，分型面Ⅰ停止移动，但触动了脱凝料板，分型面Ⅱ被打开，促使浇注系统凝料自动从模具上脱落。限位套的位置限定了分型面Ⅱ的分开距离，使其无法继续分开。此时，注射机的开模力迫使开闭器分开，主分型面Ⅲ被分开，从而使包在型芯上的塑件与定模脱离。模具结束所有开模行程后，油缸通过液压力驱动齿条，并由齿轮传动使螺纹型芯旋转后退，与水杯盖中的成型螺纹脱离。接着，注射机顶杆将推出力传至复位杆，带动推件板将塑件从模具中推出。随后，油缸活塞杆回程，驱动齿条和齿轮反向运动，将螺纹型芯旋转复位。此后，模具将进行3个分型面的闭模过程，并先后完成推出机构和抽芯机构的复位。

4结语

首先根据经验，在砂芯上布好射嘴及排气塞，然后进行射砂及固化的模拟，图1是首次射砂模拟的结果，从结果可见，部分位置存在紊流，中间隔板位置，砂流明显分开，砂芯射不满。由于模拟结果不理想，于是对射砂嘴和排气塞进行优化，增加部分排气塞，射砂嘴的直径调整，经过多次调整及模拟后得到了合格的结果，优化后的模拟结果如图2所示，图中长圆柱为射砂嘴位置，短圆柱为排气塞位置，模拟结果显示，中间隔板位置砂流交叉融合，填充完整，其它位置砂芯完整。

2芯盒模具设计及制造

芯盒模具的结构与射芯机有关[4]，不同的企业都会根据其不同的射芯机建立相应的标准虚拟三维模架。本设计首先根据射砂模拟结果，布好射砂嘴、排气塞及顶芯杆等；然后设计分形面；最后调出标准三维模架[4]，将砂芯根据要求装配入模架中，通过布尔运算得出三维的模具型腔，并详细设计出定位销、导向销、导向套、压板、回位导杆等各种零件。设计好的模具如图3所示。模具设计好后，根据图纸制订加工工艺，根据三维模型编NC程序，然后开始模具制造，制造完成的模具如图4所示。

3制芯效果

模具设计前没有经过MAGMA软件的射砂模拟，所试制出的砂芯经常出现不饱满，砂芯断裂等缺陷（图5所示）。通过MAGMA软件的射砂模拟，根据射砂模拟结果，布置好射砂嘴、排气塞及顶芯杆等。然后制造模具，开始制芯，把芯盒模具装到相应的射芯机上，调试好模具，开始射砂，第一轮试制就能射出合格的砂芯，图6是首轮试制出的砂芯，砂芯饱满紧实，质量很好，符合要求。

4结论

MAGMA软件射砂模块的模拟结果与实际相符，利用MAGMA软件射砂模块的模拟结果来辅助模具设计，可以明显提高模具设计的效率，且设计的模具结构更合理，减少模具调试时间，避免因为设计不合理而造成模具的多次整改，降低成本的同时也缩短了模具开发周期。

作者：谢武斌 罗超庆 黄耀光 汤宏群 单位：1.广西玉柴机器股份有限公司 2.广西大学材料学院 3.百色学院 4.广西生态型铝产业协同创新中心

参考文献：

[1]崔怡，吴浚郊，李文珍。芯盒结构对射砂过程的影响[J].特种铸造及有色合金，2000（3）：4-6.

[2]迈格码（苏州）软件科技有限公司。2012年度用户大会光盘[EB/OL]，2012.

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