工作学习中一定要善始善终,只有总结才标志工作阶段性完成或者彻底的终止。通过总结对工作学习进行回顾和分析,从中找出经验和教训,引出规律性认识,以指导今后工作和实践活动。什么样的总结才是有效的呢?书痴者文必工,艺痴者技必良,下面是敬业的小编sky为大伙儿整编的模具设计论文【优秀7篇】,仅供借鉴,希望对大家有所帮助。
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
系统构架采用CATIA平台的CAA技术开发的系统,包括4个功能模块,为了保证系统的功能明确、可扩展性强,采用3层系统结构,如图2所示,依次为物理层、数据层和技术层。物理层:应用CAA提供的各种API接口程序,实现在CAITA平台上系统的开发。数据层:用户提供包括新产品工艺数模、模具模板,模板匹配参数文件以及模具结构设计检查表在内的必需数据,为新产品模具的快速设计做好数据准备。技术层:系统以参数化模板为核心,采用向导式模具自动化设计工具,提供了以模具参数自动更新为核心的包括新产品数模导入、模具参数化设计、标准件定位和模具检查在内的4个功能模块,完整地实现了在已有模板基础上快速进行模具“再设计”的流程。其中,在新产品数模导入模块,应用数模自动替换技术完成工艺数模的替换更新工作,为后续的参数化设计打好基础;参数化设计模块通过参数自动更新技术,利用用户提供的参数文件和交互界面,对各类参数进行快速批量更新;在标准件定位模块,应用动态测量技术,实现标准件的快速定位;在模具检查模块,根据用户提供的模具检查表,在CATIA环境中对模具逐项进行检查,并自动输出审核结果。
2关键技术
2.1新产品数模自动替换
数模自动替换功能基于CATIA的“”(Pub-lication)命令,此命令主要用于参数化装配建模(ParametricAssemblyModeling)[5],使用命令可以智能地实现组件之间的替换。元素的几何特征可以根据用户需求进行修改变化,但只要名称不改变,其外部引用就会根据元素的变化而重新构建“”与“外部参考”之间的关联关系。命令实现几何元素之间的关联,由的名称和原几何元素所在零件在装配环境下的实例名称共同决定。因此即使将整个Part文档替换,只要保持新Part在装配环境下的实例名称和元素的名称均与原Part一致,那么几何元素之间依然有效关联,并会根据当前几何特征的变化智能地构建出全新的几何特征。基于命令的关联原理,程序实现数模自动替换的过程如图3所示。用户将提供的新产品数模的模具设计必需元素(如板料轮廓线、分模线、曲面等),按照已导入模板的要求进行,保证元素名称的一致。程序自动获取数模在装配体中的实例名称,赋给替换后的新产品零件。各个外部参考节点根据新的元素几何特征进行相关特征的关联重构,完成模具产品型面的自动替换。对于已更新的型面模型,可以实现各个子节点的重复替换。
2.2参数快速批量更新
2.2.1构建动态交互界面交互界面的动态构建基于用户提供的与模板相匹配的参数文件。参数文件的格式如表1所示,依次为参数所属类别、参数类别表示图片、参数名称及参数所在部件。参数类型和每一类型包含参数的个数由用户自己确定,这种方法不受模具类型的限制,也为初级设计人员提供良好的引导。一套完整的参数化模板拥有庞大的参数信息,用户将模板中的参数进行分类整理,写成与模板匹配的参数文件,程序根据文件驱动生成动态交互界面。即当用户选择不同特征类别时,程序自动在交互界面中显示表示该类别的图片和所包含的所有参数,并根据参数所在部件获取其在特征树上的数值,达到根据类别的不同,智能地动态构造交互界面的目的,方便用户一次性修改某类别的所有参数。例如,用户提供如表1的参数文件,在构建的交互界面中分别选择“特征类别一”和“特征类别二”时,动态参数区分别如图4a和4b。以拉延模为例,可以模具主控参数作为特征类别一,所属2个参数为模具总体高度、总体长度;以导板参数作为特征类别二,所属3个参数为导板长度、宽度、厚度。修改时
2.2.2参数批量修改CATIA中参数化过程的实现基于知识工程顾问模块提供的公式(Formulas)、规则(Rules)等方法,即用一组参数约束该几何图形的结构尺寸和零部件的特征。参数与设计对象的尺寸和特征有对应关系,当赋予不同的参数值时,可通过函数关系公式和尺寸驱动达到新的目标几何形状和特征[6]。具体设计时,用户根据新产品的数模型面特点,通过交互界面,对参数值按类别进行一次性批量修改,利用参数驱动重构原理实现模板相关几何特征的更新。借助CAA中CATIProduct,CATIParmPub-lisher,CATICkeParm等几个主要接口提供的函数,程序将用户在对话框中输入的目标参数值自动更新到模板特征树上相应的参数节点下,参数值及引用到该参数值的外部参数值同步更新,通过相应的函数关系公式完成几何特征重构(见图5)。用户根据需要,完成参数文件中所列出参数的更新,最终完成新产品模具的设计。
2.3动态测量
测量距离时,用户通过交互界面选择几组目标测量面,程序自动获取这几组面所在零件的位置矩阵。一般平面上的标准件,其局部坐标系与全局坐标系一致。对于斜面上的标准件,为了使移动功能更符合实际需要,使其可以沿斜面方向移动,程序将其局部坐标系从位置矩阵给出的坐标系原点O1,平移至标准件表面点W处(用户选择W),移动时的方向以该局部坐� 移动时,程序根据用户选择的移动方向和设定的移动距离构造移动矩阵,与标准件当前的位置矩阵作CATMathTransformation函数的乘积运算,并以运算结果定位标准件的新位置。例如,将某标准件从其当前位置沿向量(a,b,c)移动iDis个单位,则:移动后位置矩阵=当前位置矩阵×移动矩阵,如式(1):移动过程中,程序时时获取标准件当前位置矩阵,并分别测量几组面当前最小距离显示在屏幕上,以便用户参考。在用户选择测量面之前,可根据经验在交互界面设定每组面之间的最小距离值。移动过程中,程序动态测量几组面的最小距离,如果测量的最小距离小于用户设定的最小距离,则程序自动判断后,以红色显示该距离以示提醒,方便用户对标准件的位置及时做出调整。图7为某型号平衡垫块在移动时的距离显示和相应的部分对话框界面。
3应用实例
利用本系统对某汽车的某覆盖件零件数模(图8a)进行模具设计。首先在新产品数模导入模块,选择合适的模具模板(图8b),保证该产品与模板中型面零件的元素名称保持一致的前提下,导入该产品数模零件,完成新产品型面替换工作。在参数化设计模块,导入用户提供的与模板参数相匹配的参数文件(如图9a),用户根据新产品面的特点,在交互界面中选择类别列表中不同的类别,按类别合理修改界面下方参数区动态显示出的参数值,完成模具参数化设计工作。如图9b和9c分别是修改模耳吊座和导板参数时动态显示的交互界面。在调整好的模具主体上对标准件进行重新定位,注意屏幕上红色显示的距离数值(如图7),移动过程中避免与其他零件的干涉。最后在模具结构设计检查模块,导入用户提供的模具结构设计检查表,在CATIA环境中对模具进行逐项审查,并保存审查记录,程序自动输出审核结果。经过以上4个模块流程,在模具模板上快速完成相似结构数模的模具设计,有效减少设计人员的工作量和设计时间。
4结语
为确保模具设计与制造专业人才培养模式具有科学性和实用性,首先组织专业教师对相关模具企业的人才需求情况开展深入调研。通过现场走访、问卷调查,了解企业对模具设计与制造专业岗位能力的要求和对岗位职业技能的要求。在对调研信息进行合理梳理的基础上,形成企业调研报告,制作出模具设计与制造专业职业岗位能力调查分析表,进而制订出模具设计和制造专业人才培养方案。结合企业专家意见和建议,制定出“以学校� 其中n是指学生根据学习层次不同在校通过2~3年时间完成职业核心能力课程、专业基本技能课程和专业核心技能课程的学习;第一个0.5是指第4或5学期,安排学生进行工学交替,在企业中提升专业知识和技能;第二个0.5是指最后一个学期在校外实习基地进行顶岗实习,强化职业技能训练,培养综合职业素质。
二、构建基于典型工作任务的一体化课程体系
通过多层次、多渠道的校企间交流研讨和调研,对模具行业的人才结构现状、行业发展趋势、人才需求状况、职业人才标准、职业能力要求等方面获得充分的认知。聘请企业技术专家参与课程建设,充分利用合作企业工程技术人员的技术优势,参与模具专业课程体系的开发,设置与企业实践相衔接的实训教学模块,构建基于典型工作任务的一体化课程体系,同企业共同制订完成模具设计与制造专业教学模块、教学计划和授课计划。通过清晰的理论教学和实践教学(职业技能训练)两个平行并列体系,我们制定了模具设计与制造专业教学标准,整个教学内容和教学环节的设置充分体现学生综合职业能力的培养。
三、完善一体化教室建设,实现场景教学和岗位教学
根据模具设计与制造专业一体化课程体系的教学要求,进行一体化实训教室的建设,实现各模块教学任务的一体化教学。一体化实训教室建设主要包括:一是建设模具设计及三维造型技术实训教室,保证了Mastercam课程教学、模具设计与制造、数控仿真加工等课程的教学。二是建设精密检测技术实训教室,实现精密测量技术的场景教学。三是建设电加工实训教室,保证电加工教学模块的顺利开展。四是建设金工实训教室,满足铣床加工、磨床加工实训的岗位教学要求。五是建设模具钳工综合技能实训教室,突出学生模具制造能力方面的综合训练能力的培养。
四、外引内培,优化教师队伍结构
对内有计划地安排专业教师参加专业进修和企业实践锻炼,开展与专业教学相关的实训技能专项培训和讲座,组织开展三维设计软件使用与开发、精密检测与逆向工程、电切削加工、模具零件表面抛研加工、激光焊接技术等专项技术培训。对外从企业引进具有专业实践经验的企业工程技术人员、行业专家,从高校引进青年教师,充实教师队伍,优化教师队伍结构。
五、建立形式多样的校企合作模式
按照校企共建、互利互惠、双向互动的原则,对合作企业加以遴选,同优秀企业建立深层次的校企合作关系。成立校企合作委员会,定期召开模具设计与制造专业校企合作年会,通过工学交替、顶岗实习、订单培养、企业冠名班等模式,推动模具设计与制造专业教、学、做的统一。加强对校企合作运行情况的督导与管理,根据学校教学进度与企业用工的要求,制订校企合作管理办法与质量评估方案、校企合作委员会章程、学生下厂顶岗实习管理制度等指导校企合作健康开展。
六、结语
该合页片属铰链式弯曲件,经分析:L/d=90/2.2=40.9>30,属细长制件,由于制件细长、材料薄、刚度差,如果采用传统的铰链加工方法分预弯和卷圆两道工序弯曲,则在卷圆弯曲过程中当板料受到挤压和弯曲作用时,极易因弯曲和振动而失稳,致使制件不易达到理想的形状精度和表面质量;还会因弯曲、圆度和直线度误差,以及表面划伤等瑕疵而报废;或者由于失稳,致成形失败。其次铰链卷圆件的回跳在所难免,要满足卷圆内径公差要求较为困难。所以,该制件的工艺性不好,加工难度大,在成形方法和工装设计中必须着重考虑。
2传统的铰链加工方法存在的问题
资料介绍,对于r=(0.6~3.5)t的铰链件,常用推卷的方法弯曲成形。弯曲成形一般分为两道工序,首先将毛坯头部预压弯,然后再卷圆。立式结构较简单,便于制模和弯曲成形,但此工艺方法和模具只适用于材料较厚且长度较短的铰链件。对本合页片由于材料较薄,长径比大于30,显然不适合。卧式模具结构是利用斜楔对凹模作用,使其产生水平运动而完成卷圆过程,有压料装置,弯曲件质量较好。但由于卷圆内径有公差要求,弯曲件的质量还是不够理想,还需增加一副整形模才能达到要求。而且图2c模具结构较复杂,模具制造成本高,周期长,对于小批量的合页片生产,经济性不好。从上述模具结构可以看出,该类模具比较适合加工小型铰链件。制件则相当困难,甚至不可能进行。因此,必须考虑其他工艺方法,设计新结构的模具来解决这些问题。经过多次摸索,终于找到了解决问题的方法:即在预弯成形后,卷圆弯曲之前增加一道U形弯曲工序,从而使推卷成形变得容易,同时也使模具的结构设计得到简化。优化后的冲压工艺流程为:下料→落料→去毛刺→制标→头部预弯→头部U形弯曲→卷圆成形。
3模具结构及工作过程
模具工作过程:卷圆模置于液压机(Y41-10T)工作台上,将模柄4固定在液压机上滑块上。工作时,液压机上滑块上升,模具开启,压块3与上模6脱离接触,将经U形弯曲后的坯件由端面从上模与下模右侧面的缝隙中插入下模7的型槽内,放入芯棒1,开动液压机上滑块下行,使轴向压块3向下传力给上模6,从而使坯件受限并卷圆弯曲成形。成形后,液压机上滑块回升,弹簧2将上模6顶起,用手将制件从芯棒1上取出,完成一个冲压过程。一个批次加工完后,将芯棒1插入下模7存放芯棒的孔内,以备下次使用。
4结束语
随着科学技术的快速进步,在生产模具的过程中广泛应用CAD/CAM技术,通常情况下在以市场调查的基础上进行周密研究,然后进行生产决策,之后生产计划下达开始操作手段,紧接着开发设计模具的工作人员使用模CAD工作站,对模具设计中的分析、造型、计算以及绘制工程图等工作进行完成,而且评价产品性能在设计阶段就可以进行,设计者从繁重的绘图中可以得到解脱,可以在创造性的工作上应用更多的时间。
2CAM过程
2.1集成制造CAD/CAM技术
建立单一的图形数据库是模具CAD/CAM系统的集成重点,在CAD、CAM各单元间获得自动转换与传递数据,使CAM阶段能对CAD阶段的三维图形完全吸收,降低了中间建模的误差和时间;利用计算机反复优化和修改温度在模具工作中的分布情况,以及在模具中的模具结构、性能以及塑料液体流动、加工精度情况等,在正式生产前查找问题、发现问题,使制模时间大大减少,模具加工精度大大提高。模具集成制造运行图见图1,采用CAD/CAM软件具备详细设计、基础设计、概念设计等功能,面向的对象是参数化造型和统一数据库,它提供了一个良好的平台发展模具的集成制造技术。
2.2模具高速加工应用CAD/CAM
Salomon于60多年前提出高速加工的概念,并进一步研究了高速加工技术。刀具直径与主轴速度对高速加工产生很大作用,刀具寿命、所切削的材料及加工工艺等对还高速加工也会产生一定的影响。通常来讲,达40000r/min以上主轴速度可加工小型模具细节结构,而称12000r/min以上的主轴加工速度为高速加工,通常可加工大型汽车覆盖件模具。高速加工相比于传统模具的加工方式,其优点为:模具加工工序简化;模具表面的质量加强;模具加工的速度提高;利于模具修复。因高速加工与传统加工存在区别,高速加工的加工工艺要求比较特殊,所有的工艺过程都包含于数控加工的数控指令,所以,应用CAM系统在高速加工的系统中对其相应的特殊要求必须满足:具有全程自动刀柄干涉检查和自动防过切处理能力;CAM系统的计算编程速度必须很快;优化处理进给率功能;模具高速加工改变编程方式与要求编程人员;具有丰富的、与高速加工要求符合的加工策略。
2.3生产过程管理应用CAD/CAM
基本由个人计算机和小型计算机终端组成CAD/CAM系统的应用网络,在整个生产过程中FMS管理系统软件可实施跟踪管理。如外购件的采购状况、流转零件状况、加工进度、加工品质、收货状况等都能够掌握。通过对这种软件的应用可以节省劳动力,帮助进行适当的外购物品时机选择。完善的材料清单生成,就是在库存管理中使所有加工状况信息全部进入。然后以加工工艺路线为依据实施加工。停工待料的时间、机床运转时间的数据及操作人员加工工时都可以通过该系统逐日提供。这样不仅能够减少机床空耗的时间,还能计算出实际的生产成本,以此实现生产成本减少的目的。
2.4模具检测应用CAD/CAM
可移动式三坐标测量仪在传统模具加工中的作用与三坐标测量仪在配合CAD/CAM系统进行检验中的作用有很大区别。CAD/CAM系统测量空间在3250×2090×1370mm中,三标测量仪的任何一点都为0.015mm精度定位,可达40t测量塑料模或冲模的零件质量。测量仪的测量精度如何保持最好的效果,应将它放在一个独立的机房中,与外界环境隔绝,保持室温20℃。为了避免振动影响测量结果,安装三坐标测量仪应在质量为100t的由气垫支承的混凝土底座上。三坐标测量仪作为一种工具,不仅可以最终检验模具品质,也可以在加工过程实施检测,也就是中间检验各道加工工序,从而掌握所需的几何形状如何更精确地加工。在对模具实施检验的过程中,零件的各部位需以较密的轨迹进行检测。通常情况下检验每一副模具需两次,在冲压加工之前一次、之后一次。检验的过程中,上、下模型腔的对合状况应通过理论计算厚度方式测量,从而了解CAD设计数据精度的具体情况。
2.5提高模具精度应用CAD/CAM
引入CAD/CAM系统实施模具制造,对于冲压模具来讲,提高了加工精度,而主模型和靠模不必再使用。如公差加工具有很严的要求,且磨削主要型腔面后需要的模具需手工抛光,具有良好效果的是用CAD数据加工,远胜于靠模和主模型的效果,其根本差距就是加强了控制尺寸。一般情况下模具的主要型腔表面是用CAD数据精确地加工出来的,然后把主要型腔面与其他零件一起配合加工。现阶段模具工程师可以利用各种CAD/CAM软件生成comC机床的刀具轨迹和实施模具设计,并且还能够提供用于模具的热性能分析和铸造品质改进的有限元分析。
3结语
项目化教学法由教师与学生共同参与完成,在此过程中实现“教、学、做”的统一。教材中的内容及知识点即为选取教学项目的出发点,教师需依据模具设计的过程将本学科的主要知识点进行有机的优化重组,并按照由浅入深、由易到难的顺序设置各个教学项目。每个教学项目又包含若干个子项目,这样形成了项目化教学的整个总体框架,其涵盖了《冲压工艺与模具设计》课程的绝大部分知识点,在教学过程中逐步实现把过去的“教师为主体”变为“学生为主体”,从而达到对学生的预期要求。教学项目多选自源于企业的实际问题,或与工厂的实际工作有较高的贴近程度。每个教学项目既要考虑到知识点的覆盖程度,又要考虑到在生产中的实用程度。教学项目不易太难也不要太简单,应包含丰富且多样化的内容,这样既可使学生的综合能力得到提升,又能保证学生可以完成任务。根据《冲压工艺与模具设计》课程的教学目标,结合工厂工作实际情况,本着理论与实践相结合的思路,可将课程教学内容安排为冲裁模具设计、弯曲模具设计与拉伸模具设计三个模块。
2实施项目化教学
在对《冲压工艺与模具设计》课程实施项目化教学的过程中,教师主要起指导作用,由小组的学生自主安排、组织工作,工作中学生独立分析并解决遇到的问题与困难,这极大地调动了学生探索新知识的积极性,他们的学习兴趣有了提高,不但对书中的知识点有了更好的理解与深化,而且学生的沟通合作能力与创新思维同时得到了良好的发展,下面通过引入一个工作任务去说明本门课程实施项目化教学的步骤:
2.1引入教学案例
此零件结构简单且对称、无尖角,这对冲裁加工比较有利。零件中部有一异形孔,孔的最小尺寸为6mm,满足冲裁最小孔径的要求。另外,经计算异形孔距零件外形之间的最小孔边距为5.5mm,满足冲裁件最小孔边距的要求,因而此零件的结构满足冲裁要求。
2.2分析工作任务
任务的目标为设计落料冲孔复合模,要求运用AutoCAD软件绘制模具的零件图与装配图,并且编写出计算说明书。此工件材料为Q235钢,厚度是2mm,生产批量为大批量,工件上有4个尺寸标注了公差要求,从公差表查得其公差要求都属IT13,因而普通冲裁即可达到零件的精度要求,对于未注公差尺寸按IT14精度等级查补。
2.3任务相关知识
为使学生能够圆满地完成任务,他们应先了解与复合模有关的理论知识、落料冲孔复合模的结构设计规范等内容,在此阶段对于有难度的内容,应发挥教师的引导作用,达到学生掌握与任务有关的理论知识的目的,同时摒弃传统教学中按章节讲授的方法。
2.4实施工作任务
首先对工件确定冲裁工艺方案,文中零件为落料冲孔件,提出3种加工方案:①先落料,后冲孔,采用两套单工序模生产;②落料-冲孔复合冲压,采用复合模生产;③冲孔-落料连续冲压,采用级进模生产,通过对3种方案进行分析比较,确定采用方案②。其次进行零件工艺计算,例如刃口尺寸计算、排样计算、冲压力计算等等,最后进行模具零部件结构的确定,绘制模具装配图与模具零件图。此道工序需要学生的沟通与合作,既发展每个人的实践能力与创新能力,又使他们的团队协作精神得到加强。
2.5结果考核评价
“项目化教学法”的考核评价是一种对学生能力、素质综合且全方位的评估,也是对项目化教学实施效果的检验。它是一种过程评价,包含教师点评、小组间相互评价及组内自评三个方面,主要考虑学生在教学过程中所表现出的分析问题与解决问题的能力、专业知识应用能力及思维创新能力等几个方面,教师可通过预先公布评分的要求及注意事项,以期达到学生全身心投入到钻研项目之中的效果。
2.6拓展学生思维
在工作任务已经完成的情况下,教师要求学生进一步、更深层次地去思考与本次工作任务相关的一些问题,这样不仅使学生的思维得到了开发性的拓展,而且他们的工程意识也可得到加强。
3项目化教学效果
3.1提高了学生的学习兴趣
在传统的教法中,教师作为教学的中心控制着整个课堂,学生的学 通过对《冲压工艺与模具设计》课程实施项目化教学,学生会发现一些问题,通过查阅有关资料、与同学共同商讨研究等手段使问题得到解决,他们的潜能与学习兴趣都得到了提高。
3.2提高了学生的综合素质
通过对《冲压工艺与模具设计》课程实施项目化教学,可使学生自我去探索新知识与新技能的能力得到提高,进一步达到理论与实践较好的结合,磨练了他们持之以恒的毅力与恒心。同时,在做项目的过程当中学生还学会了如何与他人沟通与协作,综合素质得到了全面提高。
3.3使学生体验到了成就感
学生在做项目的过程当中不辞辛苦直至最后完成设计,这有效地提高了他们分析问题、解决问题的能力,挖掘出他们的潜能,使学生不但体验到了成功的辛苦,而且也体验到了辛苦当中的乐趣,从而使他们对于取得成就的满足感有了较深的体会。
3.4使学生体会到工作岗位
通过对《冲压工艺与模具设计》课程实施项目化教学可以使学生将理论知识与工作技能更好地融为一体,培养了他们对于日后工作的责任心、细心以及耐心,使学生的工作态度与工程意识在校期间就得到了培训,为日后到工厂去工作打下基础。
4结语
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(DekaiWu)提出的一种供机器翻译使用的语法形式[Wu1997].
这种语法的特点是,源语言和目标语言共用一套规则系统。
具体来说,ITG规则有三种形式:
A[BC]
A
Ax/y
其中A,B,C都是非终结符,x,y是终结符。而且B,C,x,y都可以是空(用e表示).
对于源语言来说,这三条规则产生的串分别是:
BCBCx
对于目标语言来说,这三条规则产生的串分别是:
BCCBy
可以看到,第三条规则主要用于产生两种语言的词语,第一条规则和第二条规则的区别在于,前者产生两个串语序相同,后者产生的串语序相反。例如,两个互为翻译的汉语和英语句子分别是:
比赛星期三开始。
ThegamewillstartonWednesday.
采用ITG分析后得到的句法树就是:
其中,VP结点上的红色标记表示该结点对应的汉语句子中两个子结点的顺序需要交换。
通过双语对齐的语料库对这种形式的规则进行训练就可以直接用来做机器翻译。
吕雅娟[Lü2001,2002]基于ITG模型实现一个小规模(2000个例句)的英汉机器翻译系统,取得了较好的实验结果。这个系统利用的英语的单语分析器和英汉双语词对齐的结果来获取ITG.系统结构如下图所示:
Takeda的Pattern-basedCFGforMT
[Takeda96]提出了基于模式的机器翻译上下文无关语法(Pattern-basedCFGforMT).该模型对于翻译模板定义如下:
每个翻译模板由一个源语言上下文无关规则和一个目标语言上下文无关规则(这两个规则称为翻译模板的骨架),以及对这两个规则的中心词约束和链接约束构成;
中心词约束:对于上下文无关语法规则中右部(子结点)的每个非终结符,可以指定其中心词;对于规则左部(父结点)的非终结符,可以直接指定其中心词,也可以通过使用相同的序号规定其中心词等于其右部的某个非终结符的中心词;
链接约束:源语言骨架和目标语言骨架的非终结符子结点通过使用相同的序号建立对应关系,具有对应关系的非终结符互为翻译。
举例来说,一个汉英机器翻译模板可以表示如下:
S:2NP:1岁:MP:2了
————————————
S:beNP:1beyear:NP:2old
可以看到,这种规则比上下文无关规则表达上更为细腻。例如上述模板中如果去掉中心词约束,考虑一般的情况,显然这两条规则不能互为翻译。与实例相比,这个模板又具有更强的表达能力,因为这两个句子的主语(NP:1)和具体的岁数值都是可替换的。
该文还证明了这种模板的识别能力等价于CFG,提出了使用这种模板进行翻译的算法,讨论了如何将属性运算引入翻译模板当中,并研究了如何从实例库中提取翻译模板的算法。该文作者在小规模范围内进行了实验,取得了较好的效果。
基于信源信道模型的统计机器翻译方法
基于信源信道模型的统计机器翻译方法源于Weaver在1947年提出的把翻译看成是一种解码的过程。其正式的数学框架是由IBM公司的Brown等人建立的[Brown1990,1993].这一类方法的影响非常大,甚至成了统计机器翻译方法的同义词。不过在本文中,我们只把它作为统计机器翻译方法中的一类。
IBM的统计机器翻译方法
基本原理
基于信源信道模型的统计机器翻译方法的基本思想是,把机器翻译看成是一个信息传输的过程,用一种信源信道模型对机器翻译进行解释。假设一段源语言文本S,经过某一噪声信道后变成目标语言T,也就是说,假设目标语言文本T是由一段源语言文本S经过某种奇怪的编码得到的,那么翻译的目标就是要将T还原成S,这也就是就是一个解码的过程。
有两个容易混淆的术语在这里需要解释一下。一般谈到机器翻译时,我们都称被翻译的文本语言是源语言,要翻译到的文本语言是目标语言。而在基于信源信道模型的统计机器翻译方法中,源语言和目标语言是相对于噪声信道而言的,噪声信道的输入端是源语言,噪声信道的输出端是目标语言,翻译的过程被理解为"已知目标语言,猜测源语言"的解码过程。这与传统的说法刚好相反。
根据Bayes公式可推导得到:
这个公式在Brown等人的文� P(T|S)是由源语言文本S翻译成目标语言文本T的概率,称为翻译模型。语言模型只与源语言相关,与目标语言无关,反映的是一个句子在源语言中出现的可能性,实际上就是该句子在句法语义等方面的合理程度;翻译模型与源语言和目标语言都有关系,反映的是两个句子互为翻译的可能性。
也许有人会问,为什么不直接使用P(S|T),而要使用P(S)P(T|S)这样一个更加复杂的公式来估计译文的概率呢其原因在于,如果直接使用P(S|T)来选择合适的S,那么得到的S很可能是不符合译文语法的(ill-formed),而语言模型P(S)就可以保证得到的译文尽可能的符合语法。
这样,机器翻译问题被分解为三个问题:
1.语言模型Pr(s)的参数估计;