一种生成注塑模具冷却水路流动轨迹线的方法与流程

1.本发明公开一种生成注塑模具冷却水路流动轨迹线的方法，属于电数据处理技术领域。


背景技术：

2.塑料注射成型是将熔融状态的塑料高压注入模腔，其后熔料在模腔中冷却固化成型。通过设计冷却系统调节温度，若模具温度过高或过低，都会影响塑件的质量和生产。温度过高会造成溢料、缩孔、塑件固化时间长、注射周期长和生产率低等问题，温度过低会造成熔料流动性差、塑件应力增大、填充不良、熔接痕、缺料及表面不光泽等缺陷。若温度不均匀，则会有收缩率偏差，塑件变形等问题。在模具制作过程中，冷却系统的设计相当重要，也是相当困难的一部份。在过去往往需要通过经验来设计，因此需要经过不断的修模与试模才能找到解决方案，往往造成产品开发时间拉长以及成本上的浪费。通过模流分析的方式可以辅助冷却设计，使产品开发时间缩短并且容易发现产品潜在性问题，因此提升产品质量以及达到降低成本的目的。
3.冷却分析需要冷却水路流动轨迹线，而实际模具在设计冷却系统时，必须设计成适合深孔钻加工的的深孔。水路流过的孔为水路孔，水路流过后折返的孔为水井孔。通过水路孔、水井孔的圆柱曲面可以抽取中心线。通过修改抽取的中心线获得冷却水路实际的流动轨迹线。如何快速、准确得由深孔钻加工的的深孔提取冷却水路流动轨迹线是当前遇到的主要问题。然而由于生产工具的限制，这项工作难度大、易出错、操作繁琐、效率低，主要存在以下问题：从水路流入口到水路流出口，从几百个水路孔中查找水路运动轨迹，难度大，需要经验；水路错综复杂，抽取水路流动轨迹线，容易出错，进而导致分析错误，影响生产；需要选择每条圆柱面抽取中心线，操作繁琐；由于水路圆柱面比较多，每条圆柱面抽取中心线，操作时间长，效率低抽取的中心线有多余段，此段水路不流动，需要手动删除；抽取圆柱中心线后需要手动将不相交的中心线重新连接；水井部分水路流动轨迹是流入后掉头返回，所以要抽取两遍中心线；水路遇到冷却水井时，需要将水路中心线断开成两条，分别连接到冷却水井的两条中心线；冷却水井的水路流动方向，需要人工判断；冷却水路遇到截流塞，则水路不能通过，此处需要操作人员，断开中心线并适当修剪；水路是否能从进水口顺利流到出水口，中间有没有未连通的错误，需要人工检查；从进水口到出水口的水路流动轨迹是一组水路，每组水路混杂在一起，无法区分。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种生成注塑模具冷却水路流动轨迹线的方法，以解决现有技术中，人工设计模具冷却水路过程繁琐的问题。
5.一种生成注塑模具冷却水路流动轨迹线的方法，包括：s1.将注塑模具产品、水路、水井、截流塞分别放入四个图层；s2.指定水路流入口端点、水路流出口端点、水路流入口、水路流出口；
s3.自动生成水路轨迹线；s4.按照不同的水路流入口和水路流出口形成不同的水路，不同的水路按照不同的颜色形成水路流动轨迹线。
6.水路流入口和水路流出口设有多个。
7.s3.1.用数据表示所有水路的圆柱曲面和水井的圆柱曲面，一个数据由类型t、端点p1、端点p2和圆柱曲面的直径d组成，t=1代表水路，t=2代表水井，用三维坐标值表示起点ps和终点pe在三维空间中的位置。
8.s3.2.用截流塞将一个数据拆为两个；s3.3.计算第一条水路；s3.3.1.将水路流入口的水路数据记为a，将水路流出口的水路数据记为k；s3.3.2.查找与a联通的水路；查找与a联通的水路时，使用判断水路联通算法，判断水路是否联通；判断水路联通算法包括：设一条水路的直径为da，另一条水路的直径为db，计算两条水路中心线的距离d，当d＜da
÷
2+ db
÷
2时，认为两条水路是联通的。
9.s3.3.3.判断是否找到出口k；若与a联通的水路中没有k，则继续查找与a联通的水路的下一层水路中是否找到出口k；当一个与a联通的水路不存在下一层水路时，则继续判断其他与a联通的水路中是否找到出口k；当在一个与a联通的水路中或者在一个与a联通的水路的下一层水路中找到出口k时，停止执行s3.3.3。
10.s3.3.4.根据s3.3.3的判断结果，输出水路的流经途径，生成水路流动轨迹线；s3.4.按照s3.3的过程继续计算其他水路；s3.5.处理中心线不相交的水路，生成水路流动轨迹线。
11.设中心线不相交的两条水路分别为c和d，c的两个端点为p1c和p2c，d的两个端点为p1d和p2d，水路从p1c流入，从p1d流出，计算得到c和d的公垂线，公垂线两个端点为pe1和pe2，取pe1和pe2的中心点pe0，将p1c、pe0、p1d连接得到直线即为水路流动轨迹线；s3.6.水路经过水井处自动断开，进入水井，折返后再与另一段水路连接。
12.相对比现有技术，本发明具有以下有益效果：用户只需要指定水路流动的入口和出口等，不需要人工判断；智能判断水路流动轨迹，无论水路多么复杂，总能找到准确的水路轨迹；不需要每条水路单独抽线，工具自动生产水路运动轨迹线；操作简单，工具实现自动查找水路轨迹、自动生成轨迹线，人工干预小，运行速度快，效率高；对于多余的水路中心线，自动忽略，不需要生成后再人工删除；自动连接中心线不相交的水路中心线自动判断冷却水井，如果是冷却水井则抽取两条一端相交的直线；自动断开冷却水井处的水路中心线，并与水路连接；根据产品位置，自动判断冷却水井中水路流动的方向；在截流塞位置的水路中心线，自动断开并且修剪多余直线；工具智能判断水路是否符合从入水口顺利流动到出水口的设计要求，若不符合则提示；工具生成的每组中心线都放在单独的图层，并以不同的颜色显示，每组水路轨迹线容易区分。
附图说明
13.图1为截流塞示意图；图2为处理中心线不相交的水路示意图；图3为水井示意图；图4为未删除注塑模具产品的冷却水路流动轨迹线示意图；图5为删除注塑模具产品的冷却水路流动轨迹线示意图。
具体实施方式
14.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
15.一种生成注塑模具冷却水路流动轨迹线的方法，包括：s1.将注塑模具产品、水路、水井、截流塞分别放入四个图层；首先根据所需注塑模具，进行绘图，绘图时即根据注塑模具，进行水路的具体设计，根据需求添加水井和截流塞；由绘制的图纸进行注塑模具的制作，并在绘图时，将注塑模具产品、水路、水井、截流塞分别放入四个图层；以cad绘图为例，在软件中，使用a图层绘制注塑模具，绘制水路前，将图层切换至b图层，绘制水井前，将图层切换至c图层，绘制截流塞前，将图层切换至d图层；这样点击a图层时，仅显示注塑模具，点击b图层时，仅显示水路，点击c图层时，仅显示水井，点击d图层时，仅展示截流塞，也可以将上述四个图层同时展示。
16.s2.指定水路流入口端点、水路流出口端点、水路流入口、水路流出口；水路流入口端点接通自来水管，水路流出口端点连接出水口，这两个端点各自仅有一个。水路流入口设有多个，均连接水路流入端点，水路流出口也设有多个，均连接水路流出端点。
17.s3.自动生成水路轨迹线；s4.按照不同的水路流入口和水路流出口形成不同的水路，不同的水路按照不同的颜色形成水路流动轨迹线，图4是未删除注塑模具产品的冷却水路流动轨迹线示意图，图5是删除注塑模具产品的冷却水路流动轨迹线示意图。
18.水路流入口和水路流出口设有多个。
19.s3.1.用数据表示所有水路的圆柱曲面和水井的圆柱曲面，一个数据由类型t、端点p1、端点p2和圆柱曲面的直径d组成，t=1代表水路，t=2代表水井，用三维坐标值表示起点ps和终点pe在三维空间中的位置。
20.s3.2.用截流塞将一个数据拆为两个，增加截流塞以后，原本连通的水路不再连通；s1中，截流塞已经被输入至d图层中，当四个图层同时打开，如图1所示截流塞是处在水路之中的，此时将截流塞处记为水路不连通，截流塞两端即成为两个水路的两个端点；具体地，将截流塞的中心点坐标记录，当判断发现水路中存在截流塞时，即将截流
塞的两个端点坐标，作为拆分后的两个水路的两个端点，即实现了增加截流塞以后，原本连通的水路不再连通，并将一个数据拆为两个。
21.s3.3.计算第一条水路；s3.3.1.将水路流入口的水路数据记为a，将水路流出口的水路数据记为k；s3.3.2.查找与a联通的水路；查找与a联通的水路时，使用判断水路联通算法，判断水路是否联通；判断水路联通算法包括：设一条水路的直径为da，另一条水路的直径为db，计算两条水路中心线的距离d，当d＜da
÷
2+ db
÷
2时，认为两条水路是联通的。
22.s3.3.3.判断是否找到出口k；若与a联通的水路中没有k，则继续查找与a联通的水路的下一层水路中是否找到出口k；当一个与a联通的水路不存在下一层水路时，则继续判断其他与a联通的水路中是否找到出口k；当在一个与a联通的水路中或者在一个与a联通的水路的下一层水路中找到出口k时，停止执行s3.3.3。
23.上述过程中，一条水路只对应一个水路流入口和水路流出口，即在s3.3.1中，已经将a和k进行了绑定，例如还包括第二条水路的出水口l时，a也只会寻找k，确定a和k之间是连通的，才会认为第一条水路联通。各个水路可以通过水路流入口进行独立控制。
24.也可以将各个水路之间不设置完全独立，使得某两条水路之间存在贯通，但是依然可以设置水路流入口和水路流出口一一对应。
25.s3.3.4.根据s3.3.3的判断结果，输出水路的流经途径，生成水路流动轨迹线；因存在多条水路，可对不同水路设置不同颜色，以便快速锁定水路走向。
26.s3.4.按照s3.3的过程继续计算其他水路；s3.5.处理中心线不相交的水路，生成水路流动轨迹线，如图2。
27.设中心线不相交的两条水路分别为c和d，c的两个端点为p1c和p2c，d的两个端点为p1d和p2d，水路从p1c流入，从p1d流出，计算得到c和d的公垂线，公垂线两个端点为pe1和pe2，取pe1和pe2的中心点pe0，将p1c、pe0、p1d连接得到直线即为水路流动轨迹线；c和d两条水路相交时，自然处在同一平面，其公垂线就是过两条水路交点且垂直于两条水路所在平面的线，公垂线和两条水路的首个交点就是pe1，最后一个交点是pe2，依次得到二者中点pe0。
28.通过上述处理，即将水路相交时，水的走向确定下来。由于此处需要提前设置水的走向，因此在制图时，需要将中心线不相交的水路中，过水的端点提前标记出来。
29.s3.6.如图3，水路经过水井处自动断开，进入水井，折返后再与另一段水路连接，这也是水路中的一个特殊情况，因为水井的信息已经输入到了其对应的图层，因此对水井的水路走向可以进行自动处理。
30.根据研发经验，现有技术中，面临模具水流轨迹的问题，需要工作人员从几百个水路孔中查找水路运动轨迹，若模具复杂，则会更多，尤其容易忽视截流塞、水井以及相交水路这些特殊情况。即使顺利地找到了水路，在绘制轨迹时，也需要选择水路的中心线，而部分相交水路中心线又不相交，就造成了诸多特殊情况，例如不相交的水路，中心线会无法触
碰。水井中因为水是往返的，有需要二次抽中心线。当水路多时，相邻的水路也很容易使得操作人员形成窜路的情况。
31.针对以上问题，本发明可实现水路轨迹的全自动提取，只需要指定入口出口即可。对比人工进行水路标记的情况，若人工标记具备丰富经验，则需要耗费大量时间，注意实施例中提到的诸多特殊情况，再进行多次检查，也难保能否完全正确；若人工标记不具有丰富经验，即进行穷举式寻路，则无法考虑特殊情况，例如水井这种封闭路会直接忽略，面临中心线不相交时，需要手动断线重组，否则无法顺利将中心线进行水路轨迹连接。本发明的主要贡献在自动化水路轨迹显示，越复杂的模具越能提现本发明的优势，即准确、快速。
32.以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种生成注塑模具冷却水路流动轨迹线的方法，其特征在于，包括：s1.将注塑模具产品、水路、水井、截流塞分别放入四个图层；s2.指定水路流入口端点、水路流出口端点、水路流入口、水路流出口；s3.自动生成水路轨迹线；s4.按照不同的水路流入口和水路流出口形成不同的水路，不同的水路按照不同的颜色形成水路流动轨迹线。2.根据权利要求1所述的一种生成注塑模具冷却水路流动轨迹线的方法，其特征在于，水路流入口和水路流出口设有多个。3.根据权利要求2所述的一种生成注塑模具冷却水路流动轨迹线的方法，其特征在于，s3包括：s3.1.用数据表示所有水路的圆柱曲面和水井的圆柱曲面，一个数据由类型t、端点p1、端点p2和圆柱曲面的直径d组成，t=1代表水路，t=2代表水井，用三维坐标值表示起点ps和终点pe在三维空间中的位置。4.根据权利要求3所述的一种生成注塑模具冷却水路流动轨迹线的方法，其特征在于，s3包括：s3.2.用截流塞将一个数据拆为两个；s3.3.计算第一条水路；s3.3.1.将水路流入口的水路数据记为a，将水路流出口的水路数据记为k；s3.3.2.查找与a联通的水路；查找与a联通的水路时，使用判断水路联通算法，判断水路是否联通；判断水路联通算法包括：设一条水路的直径为da，另一条水路的直径为db，计算两条水路中心线的距离d，当d＜da
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2时，认为两条水路是联通的。5.根据权利要求4所述的一种生成注塑模具冷却水路流动轨迹线的方法，其特征在于，s3包括：s3.3.3.判断是否找到出口k；若与a联通的水路中没有k，则继续查找与a联通的水路的下一层水路中是否找到出口k；当一个与a联通的水路不存在下一层水路时，则继续判断其他与a联通的水路中是否找到出口k；当在一个与a联通的水路中或者在一个与a联通的水路的下一层水路中找到出口k时，停止执行s3.3.3。6.根据权利要求5所述的一种生成注塑模具冷却水路流动轨迹线的方法，其特征在于，s3包括：s3.3.4.根据s3.3.3的判断结果，输出水路的流经途径，生成水路流动轨迹线；s3.4.按照s3.3的过程继续计算其他水路；s3.5.处理中心线不相交的水路，生成水路流动轨迹线。7.根据权利要求6所述的一种生成注塑模具冷却水路流动轨迹线的方法，其特征在于，s3包括：设中心线不相交的两条水路分别为c和d，c的两个端点为p1c和p2c，d的两个端点为p1d
和p2d，水路从p1c流入，从p1d流出，计算得到c和d的公垂线，公垂线两个端点为pe1和pe2，取pe1和pe2的中心点pe0，将p1c、pe0、p1d连接得到直线即为水路流动轨迹线；s3.6.水路经过水井处自动断开，进入水井，折返后再与另一段水路连接。

技术总结
本发明公开一种生成注塑模具冷却水路流动轨迹线的方法，属于电数据处理技术领域，用于对注塑模具冷却水路进行轨迹规划，包括将注塑模具产品、水路、水井、截流塞分别放入四个图层，指定水路流入口端点、水路流出口端点、水路流入口、水路流出口，自动生成水路轨迹线，按照不同的水路流入口和水路流出口形成不同的水路，不同的水路按照不同的颜色形成水路流动轨迹线。本发明智能判断水路流动轨迹，工具自动生产水路运动轨迹线，人工干预小，运行速度快，效率高；对于多余的水路中心线，自动忽略，不需要生成后再人工删除；自动连接中心线不相交的水路中心线自动判断冷却水井。水路中心线自动判断冷却水井。水路中心线自动判断冷却水井。


技术研发人员：王洪波 王纪学 赵海龙 张明宇 单士友 张念钦 李玉宝 任勇
受保护的技术使用者：青岛海泰科模具有限公司
技术研发日：2023.09.01
技术公布日：2023/10/7