基于ProE的電話機(jī)底座注塑模具設(shè)計(jì)【說明書+PROE+仿真】

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在西方先進(jìn)工業(yè)國家，模具界已深刻認(rèn)識(shí)到應(yīng)用CAE技術(shù)是縮短模具生產(chǎn)周期的重要途徑之一，材料成形過程模擬技術(shù)已逐漸成為模具工業(yè)設(shè)計(jì)過程的規(guī)范，國外模具界廣泛使用的一批商品化CAE軟件，如塑料注射成形的模擬軟件MOLDFLOW（美國和澳大利亞）、用于鑄造過程的模擬軟件MAGMA（德國）和PROCAST（美國）、用于汽車覆蓋件成形的模擬軟件LS-DYNA3D（美國）和AUTOFORM（德國）發(fā)揮著越來越重要的作用[1]。 在我國，工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。在這種情況下， 用戶對(duì)模具制造的要求是交貨期短、精度高、質(zhì)理好、價(jià)格低。因此，模具工業(yè)的發(fā)展的趨 勢(shì)是非常明顯的。模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。 因此模具CAD/CAE/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工程，能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的共識(shí)。 本次設(shè)計(jì)就是通過利用Pro/ENGEER軟件進(jìn)行電話的模具設(shè)計(jì)，通過電腦軟件縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期的靈活運(yùn)用。 1 模具設(shè)計(jì)的概述 本章在于對(duì)傳統(tǒng)的模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程進(jìn)行分析，研究其特點(diǎn)并指出所具有的局限性，進(jìn)一步研究了模具虛擬設(shè)計(jì)產(chǎn)生的背景、模具虛擬設(shè)計(jì)的定義作用，從而體現(xiàn)出模具虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)在現(xiàn)今信息技術(shù)飛速發(fā)展的形式下的積極作用。 1.1 模具定義及作用 1.1.1 模具的概念 模具是壓力加工或其他成型工藝中,使材料（金屬或非金屬）變形成產(chǎn)品（成品或半成品）的成形工藝裝備。 1.1.2 模具的作用 模具在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的作用主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面： 1）在塑料、陶瓷、粉末冶金、鍛造和壓鑄等行業(yè)應(yīng)用得非常廣泛。 2）模具采用壓力加工產(chǎn)品，因此廣泛應(yīng)用于要求無切削的領(lǐng)域。 3）模具制造業(yè)同時(shí)也反映了一個(gè)國家的制造技術(shù)水平。 1.2 模具設(shè)計(jì)過程 1.2.1 收集、分析、消化原始資料[2] 收集整理有關(guān)制件設(shè)計(jì)、成型工藝、成型設(shè)備、機(jī)械加工及特殊加工的資料，以備設(shè)計(jì)模具時(shí)使用。 1）消化塑料制件圖，了解制件的用途，分析塑料制件的工藝性，尺寸精度等技術(shù)要求。 2）消化工藝資料，分析工藝任務(wù)書所提出的成型方法、設(shè)備型號(hào)、材料規(guī)格、模具結(jié)構(gòu)類型等要求是否恰當(dāng)，能否落實(shí)。 3）確定成型方法：采用直壓法、鑄壓法還是注射法。 4）選擇成型設(shè)備：要初步估計(jì)模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機(jī)上安裝和使用。 5）具體結(jié)構(gòu)方案： a）確定模具類型： 如壓制模（敞開式、半閉合式、閉合式）、鑄壓模、注射模等。 b）確定模具類型的主要結(jié)構(gòu)。 選擇理想的模具結(jié)構(gòu)在于確定必需的成型設(shè)備，理想的型腔數(shù)，在絕對(duì)可靠的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料制件的工藝技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的要求。對(duì)塑料制件的工藝技術(shù)要求是要保證塑料制件的幾何形狀，表面光潔度和尺寸精度。生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)要求是要使塑料制件的成本低，生產(chǎn)效率高，模具能連續(xù)地工作，使用壽命長，節(jié)省勞動(dòng)力。 1.2.2 影響模具結(jié)構(gòu)及模具個(gè)別系統(tǒng)的因素 影響模具結(jié)構(gòu)及模具個(gè)別系統(tǒng)的因素很多，很復(fù)雜： 1）型腔布置。根據(jù)塑件的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸精度要求、批量大小、模具制造難易、模具成本等確定型腔數(shù)量及其排列方式。 對(duì)于注射模來說，塑料制件精度為3級(jí)和3a級(jí)，重量為5克，采用硬化澆注系統(tǒng)，型腔數(shù)取4～6個(gè)；塑料制件為一般精度（4～5級(jí)），成型材料為局部結(jié)晶材料，型腔數(shù)可取16～20個(gè)；塑料制件重量為12～16克，型腔數(shù)取8～12個(gè)；而重量為50～100克的塑料制件，型腔數(shù)取4～8個(gè)。對(duì)于無定型的塑料制件建議型腔數(shù)為24～48個(gè)，16～32個(gè)和6～10個(gè)。當(dāng)再繼續(xù)增加塑料制件重量時(shí)，就很少采用多腔模具。7～9級(jí)精度的塑料制件，最多型腔數(shù)較之指出的4～5級(jí)精度的塑料增多至50%。 2）確定分型面。分型面的位置要有利于模具加工，排氣、脫模及成型操作，塑料制件的表面質(zhì)量等。 3）確定澆注系統(tǒng)（主澆道、分澆道及澆口的形狀、位置、大?。┖团艢庀到y(tǒng)（排氣的方法、排氣槽位置、大小）。 4）選擇頂出方式（頂桿、頂管、推板、組合式頂出），決定側(cè)凹處理方法、抽芯方式。 5）決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安裝部位。 6）根據(jù)模具材料、強(qiáng)度計(jì)算或者經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定模具零件厚度及外形尺寸，外形結(jié)構(gòu)及所有連接、定位、導(dǎo)向件位置。 7）確定主要成型零件，結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式。 8）考慮模具各部分的強(qiáng)度，計(jì)算成型零件工作尺寸。 以上這些問題如果解決了，模具的結(jié)構(gòu)形式自然就解決了。這時(shí)，就應(yīng)該著手繪制模具結(jié)構(gòu)草圖，為正式繪圖作好準(zhǔn)備。 1.2.3 繪制模具圖 要求按照國家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制，但是也要求結(jié)合國家未規(guī)定的工廠習(xí)慣畫法。 在畫模具總裝圖之前，應(yīng)繪制工序圖，并要符合制件圖和工藝資料的要求。由下道工序保證的尺寸，應(yīng)在圖上標(biāo)寫注明“工藝尺寸”字樣。如果成型后除了修理毛刺之外，再不進(jìn)行其他機(jī)械加工，那么工序圖就與制件圖完全相同。 在工序圖下面最好標(biāo)出制件編號(hào)、名稱、材料、材料收縮率、繪圖比例等。通常就把工序圖畫在模具總裝圖上。 繪制總裝圖盡量采用1：1的比例，先由型腔開始繪制，主視圖與其它視圖同時(shí)畫出。 1.2.4 模具總裝圖應(yīng)包括以下內(nèi)容： 1）模具成型部分結(jié)構(gòu)。 　　2）澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。 　　3）分型面及分模取件方式。 　　4）外形結(jié)構(gòu)及所有連接件，定位、導(dǎo)向件的位置。 　　5）標(biāo)注型腔高度尺寸（不強(qiáng)求，根據(jù)需要）及模具總體尺寸。 　　6）輔助工具（取件卸模工具，校正工具等）。 　　7）按順序?qū)⑷苛慵蛱?hào)編出，并且填寫明細(xì)表。 　　8）標(biāo)注技術(shù)要求和使用說明。 1.2.5 模具總裝圖的技術(shù)要求內(nèi)容： 　　1）對(duì)于模具某些系統(tǒng)的性能要求。例如對(duì)頂出系統(tǒng)、滑塊抽芯結(jié)構(gòu)的裝配要求。 　　2）對(duì)模具裝配工藝的要求。例如模具裝配后分型面的貼合面的貼合間隙應(yīng)不大于0.05mm模具上、下面的平行度要求，并指出由裝配決定的尺寸和對(duì)該尺寸的要求。 　　3）模具使用，裝拆方法。 　　4）防氧化處理、模具編號(hào)、刻字、標(biāo)記、油封、保管等要求。 　　5）有關(guān)試模及檢驗(yàn)方面的要求。 1.2.6 繪制全部零件圖 　　由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應(yīng)為：先內(nèi)后外，先復(fù)雜后簡(jiǎn)單，先成型零件，后結(jié)構(gòu)零件。 　　1）圖形要求：一定要按比例畫，允許放大或縮小。視圖選擇合理，投影正確，布置得當(dāng)。為了使加工專利號(hào)易看懂、便于裝配，圖形盡可能與總裝圖一致，圖形要清晰。 　　2）標(biāo)注尺寸要求統(tǒng)一、集中、有序、完整。標(biāo)注尺寸的順序?yàn)椋合葮?biāo)主要零件尺寸和出模斜度，再標(biāo)注配合尺寸，然后標(biāo)注全部尺寸。在非主要零件圖上先標(biāo)注配合尺寸，后標(biāo)注全部尺寸。 3）表面粗糙度。把應(yīng)用最多的一種粗糙度標(biāo)于圖紙右上角，如標(biāo)注“其余3.2”。其它粗糙度符號(hào)在零件各表面分別標(biāo)出。 　4）其它內(nèi)容，例如零件名稱、模具圖號(hào)、材料牌號(hào)、熱處理和硬度要求，表面處理、圖形比例、自由尺寸的加工精度、技術(shù)說明等都要正確填寫。 1.2.7 校對(duì)、審圖、描圖、送曬 1）自我校對(duì)的內(nèi)容是： 　　A）模具及其零件與塑件圖紙的關(guān)系： 模具及模具零件的材質(zhì)、硬度、尺寸精度，結(jié)構(gòu)等是否符合塑件圖紙的要求。 B）塑料制件方面： 塑料料流的流動(dòng)、縮孔、熔接痕、裂口，脫模斜度等是否影響塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面質(zhì)量等方面的要求。圖案設(shè)計(jì)有無不足，加工是否簡(jiǎn)單，成型材料的收縮率選用是否正確。 　　C）成型設(shè)備方面： 　　注射量、注射壓力、鎖模力夠不夠，模具的安裝、塑料制件的南芯、脫模有無問題，注射機(jī)的噴嘴與澆口套是否正確地接觸。 　　D）模具結(jié)構(gòu)方面： 　　a）分型面位置及精加工精度是否滿足需要，會(huì)不會(huì)發(fā)生溢料，開模后是否能保證塑料制件留在有頂出裝置的模具一邊。 　　b）脫模方式是否正確，推桿、推桿的大小、位置、數(shù)量是否合適，推板會(huì)不會(huì)被型芯卡住，會(huì)不會(huì)造成擦傷成型零件。 　　c）模具溫度調(diào)節(jié)方面。加熱器的功率、數(shù)量；冷卻介質(zhì)的流動(dòng)線路位置、大小、數(shù)量是否合適。 　　d）處理塑料制件制側(cè)凹的方法，脫側(cè)凹的機(jī)構(gòu)是否恰當(dāng)，例如斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)中的滑塊與推桿是否相互干擾。 　　e）澆注、排氣系統(tǒng)的位置，大小是否恰當(dāng)。 　 2）設(shè)計(jì)圖紙。 a）裝配圖上各模具零件安置部位是否恰當(dāng)，表示得是否清楚，有無遺漏 　 b）零件圖上的零件編號(hào)、名稱，制作數(shù)量、零件內(nèi)制還是外購的，是標(biāo)準(zhǔn)件還是非標(biāo)準(zhǔn)件，零件配合處理精度、成型塑料制件高精度尺寸處的修正加工及余量，模具零件的材料、熱處理、表面處理、表面精加工程度是否標(biāo)記、敘述清楚。 c）零件主要零件、成型零件工作尺寸及配合尺寸。尺寸數(shù)字應(yīng)正確無誤，不要使生產(chǎn)者換算。 d）檢查全部零件圖及總裝圖的視圖位置，投影是否正確，畫法是否符合制圖國標(biāo)，有無遺漏尺寸。 3）校核加工性能（所有零件的幾何結(jié)構(gòu)、視圖畫法、尺寸標(biāo)等是否有利于加工）?！　? 4）復(fù)算輔助工具的主要工作尺寸。 5）專業(yè)校對(duì)原則上按設(shè)計(jì)者自我校對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行；但是要側(cè)重于結(jié)構(gòu)原理、工藝性能及操作安全方面。 描圖時(shí)要先消化圖形，按國標(biāo)要求描繪，填寫全部尺寸及技術(shù)要求。描后自校并且簽字。 6）把描好的底圖交設(shè)計(jì)者校對(duì)簽字，習(xí)慣做法是由工具制造單位有關(guān)技術(shù)人員審查，會(huì)簽、檢查制造工藝性，然后才可送曬。 7）編寫制造工藝卡片。 由工具制造單位技術(shù)人員編寫制造工藝卡片，并且為加工制造做好準(zhǔn)備。在模具零件的制造過程中要加強(qiáng)檢驗(yàn)，把檢驗(yàn)的重點(diǎn)放在尺寸精度上。模具組裝完成后，由檢驗(yàn)員根據(jù)模具檢驗(yàn)表進(jìn)行檢驗(yàn)，主要的是檢驗(yàn)?zāi)＞吡慵男阅芮闆r是否良好，只有這樣才能保證模具的制造質(zhì)量。 1.2.8 試模及修模 雖然是在選定成型材料、成型設(shè)備時(shí)，在預(yù)想的工藝條件下進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，但是人們的認(rèn)識(shí)往往是不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進(jìn)行試模試驗(yàn)，看成型的制件質(zhì)量如何。發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤以后，進(jìn)行排除錯(cuò)誤性的修模。 塑件出現(xiàn)不良現(xiàn)象的種類居多，原因也很復(fù)雜，有模具方面的原因，也有工藝條件方面的原因，二者往往交織在一起。在修模前，應(yīng)當(dāng)根據(jù)塑件出現(xiàn)的不良現(xiàn)象的實(shí)際情況，進(jìn)行細(xì)致地分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后提出補(bǔ)救方法。因?yàn)槌尚蜅l件容易改變，所以一般的做法是先變更成型條件，當(dāng)變更成型條件不能解決問題時(shí)，才考慮修理模具。 修理模具更應(yīng)慎重，沒有十分把握不可輕舉妄動(dòng)。其原因是一旦變更了模具條件，就不能再作大的改造和恢復(fù)原狀。 1.2.9 整理資料進(jìn)行歸檔 模具經(jīng)試驗(yàn)后，若暫不使用，則應(yīng)該完全擦除脫模渣滓、灰塵、油污等，涂上黃油或其他防銹油或防銹劑，關(guān)到保管場(chǎng)所保管。 把設(shè)計(jì)模具開始到模具加工成功，檢驗(yàn)合格為止，在此期間所產(chǎn)生的技術(shù)資料，例如任務(wù)書、制件圖、技術(shù)說明書、模具總裝圖、模具零件圖、底圖、模具設(shè)計(jì)說明書、檢驗(yàn)記錄表、試模修模記錄等，按規(guī)定加以系統(tǒng)整理、裝訂、編號(hào)進(jìn)行歸檔。這樣做似乎很麻煩，但是對(duì)以后修理模具，設(shè)計(jì)新的模具都是很有用處的。 1.2.10 傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)過程特點(diǎn) 以上為傳統(tǒng)的模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程其特點(diǎn)是： 1）傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都是依靠收購方式完成。從本質(zhì)上說，多數(shù)都是憑設(shè)計(jì)者直接或間接的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，通過類比分析或經(jīng)驗(yàn)公式來確定設(shè)計(jì)方案。對(duì)于特別重要的設(shè)計(jì)或者計(jì)算工作量太大的設(shè)計(jì)，有時(shí)也可對(duì)擬訂的幾個(gè)方案進(jìn)行計(jì)算對(duì)比與選擇。最后繪出，編寫技術(shù)文件。 2）應(yīng)用傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)者的大部分時(shí)間和精力都消耗在裝配圖和個(gè)別系統(tǒng)（型腔，分型面，澆注系統(tǒng)，頂出方式，模具零件厚度及外形尺寸，主要成型零件）上，繪圖工作大約占設(shè)計(jì)的70%左右，因而對(duì)設(shè)計(jì)的總體問題難于進(jìn)行深入的研究，對(duì)于一些困難而費(fèi)時(shí)的分析技術(shù)，常常只得用圖形或類比定值等粗糙的方法，因此具有極大的局限性。主要表現(xiàn)在： A）方案的擬訂在很大程度上取決于設(shè)計(jì)者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，即使同時(shí)擬訂了少數(shù)幾個(gè)方案，也難以獲得最優(yōu)方案。 B）在分析計(jì)算工作中，由于受人工計(jì)算條件的限制，只能采用靜態(tài)或近似方法而難以按動(dòng)態(tài)的或精確的方法計(jì)算，計(jì)算結(jié)果不夠精確，影響設(shè)計(jì)質(zhì)量。 C）設(shè)計(jì)工作周期長，效率低。 1.3 模具虛擬設(shè)計(jì)產(chǎn)生的背景 在經(jīng)濟(jì)全球化，貿(mào)易自由化和社會(huì)信息化的新形勢(shì)下，世界市場(chǎng)由過去傳統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定逐步演變成動(dòng)態(tài)多變的特征，由過去的局部競(jìng)爭(zhēng)演變?nèi)蚍秶鷥?nèi)的競(jìng)爭(zhēng)；同行業(yè)之間，跨行業(yè)之間的相互滲透。相互競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，因此，制造業(yè)的經(jīng)營戰(zhàn)略發(fā)生了很大變化，TQCS成為現(xiàn)在制造企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)需求，提高競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素。即最快的上市速度（T-Time to Market），最好的質(zhì)量（Q-uality），最低的成本（C-Cost），最幼的服務(wù)（S-Service）來滿足不同顧客的需求。 模具產(chǎn)品制造是典型的單件小批量、離散型生產(chǎn)。傳統(tǒng)模具產(chǎn)品開發(fā)從設(shè)計(jì)、試制到產(chǎn)品上市周期太長，設(shè)計(jì)過程中難以與用戶進(jìn)行交流，難以及時(shí)聽取用戶的意見，難以考慮可制造性和可裝配性，很難全面考慮安全、維護(hù)等方面的要求，不能綜合考慮生產(chǎn)、時(shí)間以及費(fèi)用等相互制約條件的限制，更談不上考慮整個(gè)模具產(chǎn)品壽命周期的諸多問題。應(yīng)用CAD技術(shù)必須在模具產(chǎn)品圖紙全部出來之后，才能與用戶進(jìn)行交流。此外，圖紙上的模具產(chǎn)品因缺乏直觀性，有時(shí)模具產(chǎn)品制造之后才能發(fā)現(xiàn)諸多問題，造成模具產(chǎn)品不能符合用戶的要求，既影響交貨期（Today Hot）又增加成本，有時(shí)甚至影響客戶關(guān)系及市場(chǎng)占有率。 與此同時(shí)，信息技術(shù)取得了迅速發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，信息處理技術(shù)等取得了人們意想不到的進(jìn)步。進(jìn)入九十年代以來，技術(shù)更新的速度明顯加快，新興知識(shí)轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力推動(dòng)力量的時(shí)間間隔越來越短。如何利用新技術(shù)所提供的機(jī)遇，抓住用戶需求，以最短的時(shí)間開發(fā)出用戶能夠接受的產(chǎn)品，已成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。 因此，模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)，模具企業(yè)必須利用最新的技術(shù)，在最短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)出高質(zhì)量、低成本、高附加值的產(chǎn)品，以最快的速度響應(yīng)和投放市場(chǎng)。這就需要改變傳統(tǒng)模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)方式，采用現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)，模具現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)是基于知識(shí)的設(shè)計(jì)，它要綜合利用現(xiàn)代管理、控制、系統(tǒng)工程、仿真、信息建模、人工智能、數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)，將模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的信息流有機(jī)集成，并模擬出模具產(chǎn)品未來的性能，以及模具制造全過程對(duì)模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響，從而做出正確的決策與設(shè)計(jì)方案。 現(xiàn)代模具的制造與當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的形勢(shì)及以上要求相適應(yīng)。多年來的實(shí)踐證明，信息技術(shù)應(yīng)用于模具制造業(yè)，進(jìn)行對(duì)傳統(tǒng)模具制造的改造，是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必由之路。 模具CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識(shí)。在“八五”、“九五”期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UG，美國Parametric Technology公司 Pro/Engineer，美國CV公司的CADSS，英國DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 還引進(jìn)了AutoCAD CATIA 等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內(nèi)模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)/DL圖的設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)均已實(shí)現(xiàn)二維CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計(jì)也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。 1.4 模具虛擬設(shè)計(jì)定義 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)集成了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體、人工智能、網(wǎng)絡(luò)、多傳感器、并行處理等技術(shù)的最新研究成果。實(shí)時(shí)的三維空間表現(xiàn)力、人機(jī)交互的操作環(huán)境能給人帶來身臨其境的感受。隨著際互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)必將成為現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)的主流和標(biāo)準(zhǔn)。模具虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在模具產(chǎn)品制造中的應(yīng)用或?qū)崿F(xiàn)。它是模具現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)環(huán)境和制造環(huán)境的計(jì)算機(jī)內(nèi)部映射，是模具虛擬設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。模具虛擬設(shè)計(jì)是以仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等為支撐，對(duì)模具設(shè)計(jì)、加工、裝配、維護(hù)經(jīng)過統(tǒng)一建模形成虛擬的環(huán)境、虛擬的過程、虛擬的產(chǎn)品[3]。 1.5 模具虛擬的作用 目前，模具虛擬設(shè)計(jì)已經(jīng)在國外有所應(yīng)用，它對(duì)未來模具制造業(yè)和企業(yè)的發(fā)展都將會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。 1.5.1 模具虛擬設(shè)計(jì)對(duì)未來模具制造業(yè)的重大作用主要表現(xiàn)為： 1）運(yùn)用軟件對(duì)模具進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)，對(duì)模具設(shè)計(jì)的主要階段進(jìn)行全面仿真，使之達(dá)到“快，好，省”的目的，為先進(jìn)模具制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提高了更廣大的空間，同時(shí)也推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步。 2）可加深人們對(duì)模具設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和理解，有利于對(duì)其進(jìn)行理論升華，更好地指導(dǎo)實(shí)踐生產(chǎn)，有利于對(duì)模具設(shè)計(jì)的普及，推動(dòng)生產(chǎn)力的巨大躍升。 1.5.2 模具虛擬設(shè)計(jì)對(duì)未來企業(yè)的影響 1）提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)缺陷，優(yōu)化產(chǎn)品制造質(zhì)量； 2）提高工藝規(guī)劃和加工過程的合理性，優(yōu)化制造質(zhì)量； 3）通過提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本和縮短開發(fā)周期以及提高企業(yè)柔性，以適應(yīng)用戶的特殊要求和快速響應(yīng)市場(chǎng)的變化，形成企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)； 4）虛擬技術(shù)的應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)可以加快企業(yè)人才的培養(yǎng)速度； 2 基于Pro/ENGINEER的模具設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)、制造信息化與智能化，是21世紀(jì)中國模具制造業(yè)光榮而艱巨的任務(wù)。應(yīng)用信息技術(shù)將先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論、方法與制造技術(shù)加以系統(tǒng)的集成創(chuàng)新，是全面推動(dòng)中國由模具制造大國向模具制造強(qiáng)國的重要措施。 本章將在前一章研究模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究模具設(shè)計(jì)的定義以及模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。還研究了Pro/ENGINEER的有關(guān)內(nèi)容以及在其環(huán)境下的模具設(shè)計(jì)裝配。 2.1 現(xiàn)代CAD/ CAM軟件介紹 CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造）技術(shù)產(chǎn)生于本世紀(jì)50年代后期發(fā)達(dá)國家的航空和軍事工業(yè)中，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展而迅速成長起來。1989年美國國家工程科學(xué)院將 。CAD/CAM技術(shù)評(píng)為當(dāng)代（1964～1989）十項(xiàng)最杰出的工程技術(shù)成就之一[4]。三十幾年來CAD技術(shù)和系統(tǒng)有了飛速的發(fā)展，CAD/CAM的應(yīng)用迅速普及。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用已迅速從軍事工業(yè)向民用工業(yè)擴(kuò)展，由大型企業(yè)向中小企業(yè)推廣，由高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用向日用家電、輕工產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造中普及。而且這一技術(shù)正在從發(fā)達(dá)國家“流向”發(fā)展中國家。 CAD是一個(gè)包括范圍很廣的概念，概括來說，CAD的設(shè)計(jì)對(duì)象有兩大類，一類是機(jī)械、電氣、電子、輕工和紡織產(chǎn)品；另一類是工程設(shè)計(jì)產(chǎn)品，即工程建筑，國外簡(jiǎn)稱AEC（Architecture、Engineering和Construction）。而如今，CAD技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)延伸到藝術(shù)、電影、動(dòng)畫、廣告和娛樂等領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益，有著廣泛的應(yīng)用前景。 　　CAD在機(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用最早，也最為廣泛。采用CAD技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)不但可以使設(shè)計(jì)人員“甩掉圖板”，更新傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化，降低產(chǎn)品的成本，提高企業(yè)及其產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力；還可以使企業(yè)由原來的串行式作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿凶鳂I(yè)，建立一種全新的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)管理體制，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。如今世界各大航空、航天及汽車等制造業(yè)巨頭不但廣泛采用CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而且投入大量的人力物力及資金進(jìn)行CAD/CAM軟件的開發(fā)，以保持自己技術(shù)上的領(lǐng)先地位和國際市場(chǎng)上的優(yōu)勢(shì)。 　　計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)（Computer Aided Architecture Design，簡(jiǎn)稱CAAD）是CAD在建筑方面的應(yīng)用，它為建筑設(shè)計(jì)帶來了一場(chǎng)真正的革命。隨著CAAD軟件從最初的二維通用繪圖軟件發(fā)展到如今的三維建筑模型軟件，CAAD技術(shù)已開始被廣為采用，這不但可以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短工程周期，還可以節(jié)約2%至5%的建設(shè)投資，而近幾年來我國每年的基本建設(shè)投資都有幾千億元之多，如果全國大小近萬個(gè)工程設(shè)計(jì)單位都采用CAD技術(shù)，則可以大大提高基本建設(shè)的投資效益。 　　CAD技術(shù)還被用于輕紡及服裝行業(yè)中。以前我國紡織品及服裝的花樣設(shè)計(jì)、圖案的協(xié)調(diào)、色彩的變化、圖案的分色、描稿及配色等均由人工完成，速度慢、效率低，而目前國際市場(chǎng)上對(duì)紡織品及服裝的要求是批量小、花色多、質(zhì)量高、交貨要迅速，這使得我國紡織產(chǎn)品在國際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。采用CAD技術(shù)以后，大大加快了我國紡織及服裝企業(yè)走向國際市場(chǎng)的步伐。 　　如今，CAD技術(shù)已進(jìn)入到人們的日常生活中，在電影、動(dòng)畫、廣告和娛樂等領(lǐng)域大顯身手。電影拍攝中利用CAD技術(shù)已有十余年的歷史，美國好來塢電影公司主要利用CAD技術(shù)構(gòu)造布景，可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)的手法設(shè)計(jì)出人工不可能做到的布景。這不僅能節(jié)省大量的人力、物力，降低電影的拍攝成本，而且還可以給觀眾造成一種新奇、古怪和難以想像的環(huán)境，獲得極大的票房收入。比如美國的《星球大戰(zhàn)》、《外星人》、《侏羅紀(jì)公園》等科幻片以及完全用三維計(jì)算機(jī)動(dòng)畫制作的影片《玩具總動(dòng)員》，都取得了極大的成功。轟動(dòng)全球的大片《泰坦尼克》應(yīng)用了大量的三維動(dòng)畫制作，用計(jì)算機(jī)真實(shí)地模擬了泰克尼克航行、沉船的全過程。此外，動(dòng)畫和廣告制作中也充分利用了計(jì)算機(jī)造型技術(shù)，實(shí)質(zhì)上也是一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還被用于各種模擬器及景物的實(shí)時(shí)漫游、娛樂游戲中。 　　近十年來，在CIMS工程和CAD應(yīng)用工程的推動(dòng)下，我國計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用越來越普遍，越來越多的設(shè)計(jì)單位和企業(yè)采用這一技術(shù)來提高設(shè)計(jì)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和改善勞動(dòng)條件。目前，我國從國外引進(jìn)的CAD軟件有好幾十種，國內(nèi)的一些科研機(jī)構(gòu)、高校和軟件公司也都立足于國內(nèi)，開發(fā)出了自己的CAD軟件，并投放市場(chǎng)，我國的CAD技術(shù)應(yīng)用呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的景象。 2.2 Pro/ENGINEER簡(jiǎn)介 Pro/ENGINEER是美國PTC公司出品的CAD/CAM軟件，它以參數(shù)化設(shè)計(jì)的觀念聞名于世，為傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造帶來了巨大的便利。Pro/ENGINEER提供的參數(shù)化設(shè)計(jì)具有3D實(shí)體造型、單一資料庫以及以特征為設(shè)計(jì)單位等特點(diǎn)，因此通過使用它設(shè)計(jì)者可以隨時(shí)計(jì)算出產(chǎn)品的體積、面積、質(zhì)心、重量和慣性矩等數(shù)據(jù)，并且不論在3D或2D圖形上作尺寸修改，其相關(guān)的2D或3D實(shí)體模型及裝配、制造等也自動(dòng)修改。由于Pro/ENGINEER在設(shè)計(jì)中導(dǎo)入了制造的概念，設(shè)計(jì)人員可隨時(shí)對(duì)特征作合理、不違反幾何的順序調(diào)整、插入、刪除和重新定義等修正操作。 Pro/ENGINEER經(jīng)過多年的推廣，已是當(dāng)今電子及機(jī)械兩大行業(yè)的設(shè)計(jì)主力，舉凡日常的消費(fèi)性電子產(chǎn)品（如手機(jī)，數(shù)字相機(jī)，MP3播放器等），計(jì)算機(jī)零件，計(jì)算機(jī)外設(shè)備，電器產(chǎn)品，汽機(jī)車零件，汽車內(nèi)裝，工具機(jī)等，無一不是利用Pro/E所設(shè)計(jì)。換言之，Pro/E設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品，幾乎占據(jù)了人類的生活，對(duì)人類的文明與進(jìn)化有莫大的影響力，儼然成為推動(dòng)高科技產(chǎn)業(yè)的原動(dòng)力。 由于Pro/E已深入各行各業(yè)的設(shè)計(jì)，因此Pro/E成為機(jī)械，模具，工業(yè)設(shè)計(jì)的有力保證。另一方面，Pro/E不但是從事產(chǎn)業(yè)造型，機(jī)構(gòu)，零件及模具設(shè)計(jì)的利器，同時(shí)次軟件亦具備工程分析，NC加工，量測(cè)，工程數(shù)據(jù)管理等功能，因此學(xué)會(huì)次軟件，即可受用一輩子，可從事各層級(jí)的工作。 2.3 模具設(shè)計(jì)主要應(yīng)用模塊 2.3.1 Pro／DETAIL Pro/ENGINEER提供了一個(gè)很寬的生成工程圖的能力，包括：自動(dòng)尺寸標(biāo)注、參數(shù)特征生成，全尺寸修飾，自動(dòng)生成投影面，輔助面，截面和局部視圖，Pro/DETAIL擴(kuò)展了Pro/ENGINEER這些基本功能，允許直接從Pro/ENGINEER的實(shí)體造型產(chǎn)品按ANSI/ISO/JIS/DIN標(biāo)準(zhǔn)的工程圖。 2.3.2 Pro／FEATURE Pro/Feature擴(kuò)展了在Pro/ENGINEER內(nèi)的有效特征，包括用戶定義的習(xí)慣特征，如各種彎面造型（Profited Domes）、零件抽空（Shells）、三維式掃描造型功能（3D Sweep）、多截面造型功能（Blending）、薄片設(shè)計(jì)（Thin—Wa）等等。通過將Pro/ENGINEER任意數(shù)量特征組臺(tái)在一起形成用戶定義的特征，就可以又快又容易地生成。Pro/FEATURE包括從零件上一個(gè)位置到另一個(gè)位置復(fù)制特征或組合特征能力，以及鏡像復(fù)制生成帶有復(fù)雜雕刻輪廓的實(shí)體模型。 2.3.3 Pro／SURFACE Pro/SURFACE是一個(gè)選項(xiàng)模塊，它擴(kuò)展了Pro/ENGINEER的生成、輸入和編輯復(fù)雜曲面和曲線的功能。Pro/SURFACE提供了一系列必要的工具，使得工程師們?cè)谡麄€(gè)工業(yè)范圍內(nèi)很容易地生成用于飛機(jī)和汽車的氣動(dòng)曲線和曲面，船殼設(shè)計(jì)以及通常所碰到的復(fù)雜設(shè)計(jì)問題。 2.3.4 Pro/ENGINEER EMX 模具制造者依賴于2D的CAD方法來設(shè)計(jì)模架。因此，Pro/ENGINEER模架設(shè)計(jì)專家提供了一個(gè)理想的解決方案。此軟件基于過程并且易于學(xué)習(xí)，它使模具制造者能在熟悉的 2D環(huán)境中工作，同時(shí)利用3D的所有強(qiáng)大功能和優(yōu)點(diǎn)，從而顯著地縮短了提前期。其特點(diǎn)是： 1）快速選型及修改下列內(nèi)容： a）模架及配件。 b）選取頂針規(guī)格，自動(dòng)切出相應(yīng)的孔位及沉孔。 c）按預(yù)先定義的曲線輕易設(shè)計(jì)運(yùn)水孔，安裝水喉水堵。 d）系統(tǒng)預(yù)設(shè)BOM及零件圖。 2）3D環(huán)境： a）完整的滑塊結(jié)構(gòu)，包含螺絲，銷釘及自動(dòng)切槽。 b）完整的開模機(jī)構(gòu)，包含螺絲，銷釘及自動(dòng)切槽。 c）完整的斜頂結(jié)構(gòu)，包含螺絲，銷釘及自動(dòng)切槽。 d）模擬開模過程。 e）平面圖中的孔表功能。 3）自動(dòng)化配置： a）預(yù)設(shè)所有標(biāo)準(zhǔn)件的名稱。 b）預(yù)設(shè)各類零件的參數(shù)及參數(shù)值。 c）螺栓，銷釘自動(dòng)安裝。 d）各類零件自動(dòng)產(chǎn)生并歸于相應(yīng)圖層。 e）各類簡(jiǎn)化表達(dá)。 f）預(yù)設(shè)所有的螺栓，銷釘及頂針的孔位間隙。 本次設(shè)計(jì)主要利用Pro/E的實(shí)體建模，特征建模進(jìn)行電話面板的3維模型設(shè)計(jì)，在利 用Pro/E環(huán)境下自帶的制造模具型腔功能進(jìn)行電話面板模具設(shè)計(jì)及模架設(shè)計(jì)。 3 基于Pro/E的電話面板模具設(shè)計(jì)過程 本章對(duì)模架設(shè)計(jì)個(gè)部分進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化選擇，并深入研究如了Pro/E環(huán)境下設(shè)模具設(shè)計(jì)，的全過程，并進(jìn)行開模演示。 3.1 電話面板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 繪制電話三維模型，利用Pro/E繪制電話面板結(jié)構(gòu)如圖3-1[5]。 圖3-1 電話面板 Fig.3-1 Tel-version 3.2 模具設(shè)計(jì) 3.2.1 創(chuàng)建毛坯工件 1）創(chuàng)建新文件制作—模具型腔phone001。 2）裝配電話面板參考模型如圖3-2（兩模型間距離40mm）。 3）設(shè)計(jì)收縮率[6]： 收縮是指制模時(shí)在固化及冷卻后出現(xiàn)的縮小現(xiàn)象。將收縮值應(yīng)用到參照模型中，就可按照與模具成型過程的收縮量成比例的值來增加參照模型的尺寸。 圖3-2 裝配參照模型 Fig.3-2 Assembly reference model 在開始模具成型過程之前，應(yīng)對(duì)收縮進(jìn)行設(shè)置。有兩種應(yīng)用收縮的方法，即按尺寸和按比例。 按尺寸收縮： 在“模具”模式中應(yīng)用“按尺寸收縮”時(shí)，Pro/ENGINEER 會(huì)將收縮特征放置在設(shè)計(jì)模型中?？梢赃x取要用來計(jì)算收縮的公式，也可選取希望應(yīng)用收縮的尺寸。 指定按尺寸收縮時(shí)，切記以下原則： A）收縮值不是累積的。 B）按尺寸收縮，不收縮外部參照或輸入幾何。 C）當(dāng)收縮應(yīng)用到多腔模具中的指定參照模型時(shí)，所有基于同一設(shè)計(jì)模型的參照模型都會(huì)應(yīng)用同樣的收縮。在族模具中，收縮將只應(yīng)用到指定模型的參照模型中；收縮不影響基于不同設(shè)計(jì)模型的參照模型。 D）“按尺寸收縮”只影響那些在收縮特征之前創(chuàng)建或重排序的特征。 更新設(shè)計(jì)模型：當(dāng)“按尺寸”應(yīng)用收縮時(shí)，將向設(shè)計(jì)模型中添加一個(gè)特征。設(shè)計(jì)要使用不收縮的設(shè)計(jì)模型，可將收縮特征隱含，而不影響模具中的參照零件幾何，要從模具模型中完成此操作，可將設(shè)計(jì)模型更新為收縮或不收縮。 按比例收縮： 在Pro/ MOLDESIGN中應(yīng)用“按比例收縮”時(shí)，它將創(chuàng)建一個(gè)新的名為“收縮”的組件特征，因?yàn)樗赑ro/MOLDESIGN 中創(chuàng)建了一個(gè)特征，所以它不影響設(shè)計(jì)模型幾何。如果在一個(gè)模具模型中有多個(gè)參照模型，系統(tǒng)將提示用戶選取要收縮的模型。要?jiǎng)?chuàng)建收縮，應(yīng)選取一個(gè)坐標(biāo)系特征并指定X ，Y及Z方向的收縮值。然后，參照模型幾何將相對(duì)于選定坐標(biāo)系按比例縮放。在模具中用來定位參照模型的所有組件偏距值也將被收縮。 按比例收縮主要用于各項(xiàng)異性的收縮，也用于包含輸入幾何的模型的收縮，因?yàn)榇藥缀螌⒂谩鞍幢壤湛s”特征收縮。 本次設(shè)計(jì)選用尺寸收縮，收縮率為0.005，公式1+s。 圖3-3 毛坯工件 Fig.3-3 Semifinished materials work piece 4）創(chuàng)建毛坯工件 厚度為90MM，長450MM，寬315，如圖3-3。 3.2.2 創(chuàng)建分型面 模具閉合時(shí)凹模和凸模相配合的接觸表面，叫分型面，也可叫做合模面。分型面可以是平面、曲面或階梯面。 選定模具分型面時(shí)，應(yīng)考慮到以下原則[7]： A）分型面應(yīng)選擇在不影響塑件外觀的部位，如四角或邊緣，而且由于分型面所產(chǎn)生的飛邊，應(yīng)容易修整清楚。特別上一熱固型塑料壓塑模，要防止由于分型面而造成過厚的飛邊。 B）分型面應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，避免采用復(fù)雜形狀，以減少配合不良時(shí)的溢料現(xiàn)象和二次加工的困難。 C）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件脫模。 D）分型面不應(yīng)影響塑件的尺寸精度。精度要求高的塑件部分若被分型面所分割，就會(huì)由于合模不準(zhǔn)確，造成尺寸上的誤差。 E）分型面盡可能和料流的末端重合，以利于排氣。 F）分型面應(yīng)使模具分割成便于加工的部件，以減少機(jī)械加工的困難。 1）選取曲面： 選擇電話面板上表面所有曲面定義為分型面曲面。 2）設(shè)置填充環(huán)： A）選取要掏孔的曲面。如圖3-4（a）。 B）修改分型面，創(chuàng)建平整平面，分別合并面組如圖3-4（b）完成分型面創(chuàng)建如圖3-4（c）。 3.2.3 分割模具體積塊 分割體積塊，選擇分型面為分割平面，分割成上下兩快 分別為A板（圖3-5a）B板（圖3-5b）。并抽取元件，選擇模具元件—抽取，選擇A板，B板抽取。 （a） （b） （c） 圖3-4 分型面設(shè)計(jì) Fig3-4. Foundation minute profile （a） （b） 圖3-5 A板 B板 Fig.3-5 A board and b board 3.2.4 鑄道，分流道，澆口設(shè)計(jì) 利用創(chuàng)建一個(gè)新的模具型腔組件特征設(shè)計(jì)鑄道，小頸d=6mm，錐度為2°，B板內(nèi)深8mm。接著繪制分流道直徑為4mm和澆口直徑為3mm，如圖3-6。 3.2.5 鑄模、開模 A）選擇鑄?！?jiǎng)?chuàng)建—輸入名稱molding，如圖3-7。 B）開模如圖3-8。 圖3-6 鑄道 分流道 澆口 Fig.3-6 Runner pipe minute flow channel runner 圖3-7 鑄模 Fig.3-7 Mold 圖3-8開模 Fig.3-8 Operates the mold 3.3 模架設(shè)計(jì) 3.3.1 模架的選擇 本次設(shè)計(jì)是塑料模具設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)電話面板的大小，根據(jù)模具標(biāo)準(zhǔn)化要求選擇A1-315450-24-Z1GB/T12556-1990模架[8]，查出以下各個(gè)部分尺寸表3-1。 表3-1 315*L數(shù)據(jù)庫 Tab.3-1 315*L （1） Database 單位：mm 編號(hào) 模塊 墊塊 L　　　Lt　　　LT　　　Lm　?。蘉 A B C 22 25　　　　　　　　450 375 395 295 430 23 32 80 24 50 40 25 50 100 1）選擇模架基本類型： 選取A1型模架。A1型模架定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，設(shè)置推桿推出機(jī)構(gòu)，適用于單型面注射成形模具如圖3-9。 確定各板厚度尺寸：（單位：MM） A：50 B：40 C：80 H=50+A+B+C=220 E：25 F：20 2）選擇正裝Z型導(dǎo)柱： 導(dǎo)柱的功能為與導(dǎo)套配合使用，使模具在工作時(shí)的開模和閉合時(shí)，起導(dǎo)向作用，使定模和動(dòng)模相對(duì)處于正確位置，同時(shí)承受由于在塑料注射時(shí)，注射機(jī)運(yùn)動(dòng)誤差所引起的側(cè)壓力，以保證塑件精度。 帶頭導(dǎo)柱是常用結(jié)構(gòu)，分兩段。近頭段為在模板中的安裝段，標(biāo)準(zhǔn)采用H7／k6配合；另一段為滑動(dòng)部分，其與導(dǎo)套的配合為H7／f7。 有肩導(dǎo)柱，適用于批量大的中、大型精密模具，導(dǎo)柱大端與導(dǎo)套的外經(jīng)尺寸相同，固定導(dǎo)柱與導(dǎo)套的兩孔可同時(shí)加工，同心度好，其與模板孔的配合為H7/f7。 本次設(shè)計(jì)選用帶頭導(dǎo)柱。 3）拉料桿直徑d=12-63MM（GB/T4169.1-1984）。 3.3.2 繪制模架[9] 按照以下順序設(shè)計(jì)模架，尺寸按上一小節(jié)選取： 1）澆口套設(shè)計(jì) 創(chuàng)建噴射銷釘空尺寸為：沉孔直徑100mm，沉孔深度6mm，與T板交集直徑為40mm。 接著繪制澆口套,如圖3-10a.。 2）定位圈設(shè)計(jì),如圖3-10b并與澆口套組合如圖3-10c。 3）導(dǎo)套、導(dǎo)柱、頂桿設(shè)計(jì)，圖3-11;拉料桿、復(fù)位桿設(shè)計(jì)圖3-12；各處螺釘圖3-13 根據(jù)模架各處的尺寸，模具個(gè)參數(shù)分別選定尺寸。最終模架如圖3-14。 圖3-9 315*L（1）結(jié)構(gòu) Fig.3-9 315*L （1）Structure （a） （b） （c） 圖3-10澆口套及其定位圈 Fig.3-10 Runner set of and binding ring （a） （b） （c） 圖3-11 導(dǎo)套（a） 導(dǎo)桿（b） 頂桿（c） Fig3-11 Guide sleeve （a） guide rod （b） roof bar （c） （a） （b） 圖3-12 拉料桿（a） 復(fù)位桿（b） Fig.3-12 Rafah material rod （a） reduction rod （b） （a） （b） （c） （d） 圖3-13 澆口套固定螺釘（a） T板，A板定位螺釘（b） 動(dòng)模固定螺釘（c） E 、F板定位螺釘（d） Fig.3-13 runner sets fixed screw （a） T 、A plate positioning screw （b） dynamic simulation fixation screws （c） E, F plate positioning screw （d） 圖3-14模架 Fig.3-14 Pould frame 3.4 開模演示[10] 圖3-12 開模演示 Fig.3-12 Opens the mold demonstration 1）裝備鑄模零件，缺省放置。 2）開模，選擇模具布局—模具進(jìn)料孔—定向移動(dòng)，編輯各部分移動(dòng)距離，取出鑄具零件。開模后結(jié)果如圖3-12，前兩圖表明模架運(yùn)動(dòng)的軌跡，最后一圖為取出零件后的結(jié)構(gòu)圖。 4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 4.1 技術(shù)分析 模具對(duì)于一般產(chǎn)品來說屬于工具范疇，精度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、并經(jīng)常有較高的材質(zhì)要求，使得模具設(shè)計(jì)制造相當(dāng)困難。另外，由于以它為工具的成形過程往往是封閉式的，并涉及材料的微觀處理，使得產(chǎn)品成形過程很不直觀，加上相應(yīng)的一些基礎(chǔ)理論尚不成熟，更使模具設(shè)計(jì)制造帶有很強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)性和盲目性。因此，模具設(shè)計(jì)制造一般需要反復(fù)修改試制才能滿足需求，無形中延長了生產(chǎn)周期，增加了成本，降低了市場(chǎng)適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。 針對(duì)這些因素，人們除了從理論上進(jìn)一步探討其內(nèi)在機(jī)理外，試圖在現(xiàn)有的理論基礎(chǔ)上能夠通過一定手段直觀地再現(xiàn)產(chǎn)品的成形過程，起初以實(shí)驗(yàn)為主，通過物理模擬，利用各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備，建立了經(jīng)驗(yàn)性的模型。 模具虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)就在很大程度上解決了以上問題，它是虛擬制造技術(shù)在模具行業(yè)的應(yīng)用。 4.2 經(jīng)濟(jì)分析 進(jìn)入20世紀(jì)90年代, 世界制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇,使得當(dāng)前制造業(yè)面臨著極大的挑戰(zhàn)。這一挑戰(zhàn)主要來源于市場(chǎng)和技術(shù)兩個(gè)方面。面對(duì)這種挑戰(zhàn), 新的制造技術(shù)的不斷發(fā)展和相互滲透,使得整個(gè)制造業(yè)出現(xiàn)了第二次生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。虛擬制造技術(shù)（VMT）是一種先進(jìn)的新一代制造技術(shù),它可以實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、加工到管理的靈活經(jīng)濟(jì)地組織方式，而模具虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)變是虛擬制造技術(shù)在模具中的發(fā)展和應(yīng)用。 它是在一個(gè)虛擬的環(huán)境下進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，仿真，大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)缺陷，優(yōu)化產(chǎn)品制造質(zhì)量，提高工藝規(guī)劃和加工過程的合理性，優(yōu)化制造質(zhì)量；通過提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本和縮短開發(fā)周期以及提高企業(yè)柔性，以適應(yīng)用戶的特殊要求和快速響應(yīng)市場(chǎng)的變化，形成企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 5 結(jié)論 根據(jù)整個(gè)模具設(shè)計(jì)過程和結(jié)果等到以下結(jié)論： 應(yīng)用模具虛擬設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)傳統(tǒng)模具制造的改造是現(xiàn)代模具制造業(yè)發(fā)展的必由之路。它能有效的克服傳統(tǒng)模具的3個(gè)局限性。 1）在方案的擬訂上，Pro/E給設(shè)計(jì)師一個(gè)立體的三維空間可以仿真出真實(shí)的模具模型，可使設(shè)計(jì)師在三維的仿真模式下進(jìn)行設(shè)計(jì)，很大程度上避免了設(shè)計(jì)師個(gè)人經(jīng)驗(yàn)帶來了誤差，可以獲得最優(yōu)化的方案。 2）在分析計(jì)算上，傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)受人工計(jì)算的條件的限制，只弄采用靜態(tài)或近似方法而難以按動(dòng)態(tài)的或精確的方法計(jì)算，模具虛擬設(shè)計(jì)可以通過提供一個(gè)虛擬的三維環(huán)境直觀的表現(xiàn)出分析計(jì)算結(jié)果，大大的提高了計(jì)算的精確性和設(shè)計(jì)的質(zhì)量。 3）模具虛擬設(shè)計(jì)有效的縮短了設(shè)計(jì)工作周期，提高了工作效率。 致謝 感謝蒲志新老師的關(guān)心、指導(dǎo)和教誨！ 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究和論文的撰寫工作自始至終都是在導(dǎo)師的精心指導(dǎo)下完成的。蒲志新老師淵博的學(xué)時(shí)、敏銳的思維、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，使學(xué)生受益非淺，并終身難忘；在追求真理、獻(xiàn)身科學(xué)、嚴(yán)于律己、寬以待人的崇高品質(zhì)對(duì)學(xué)生是永遠(yuǎn)的鞭策。 最后，向?qū)ξ覍W(xué)習(xí)和研究工作給予關(guān)心和幫助的老師和同學(xué)致以深深的謝意！向所有參加論文評(píng)審和答辯的各位老師表示感謝！ 參考文獻(xiàn) [1] 廖 魯.縮短模具加工周期.國際模具網(wǎng)資訊2006-7-6 12:03:20 [2] 佚 名.中國塑料模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向. 中國金屬加工網(wǎng)2006-03-08 09:44:19 [3] 佚 名.模具現(xiàn)代虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的研究.中國機(jī)械網(wǎng)：機(jī)械百科2006-03-05 16:08:01 [4] 熊歆斌. 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