基于ProE的電話機(jī)底座注塑模具設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+PROE+仿真】,說(shuō)明書(shū)+PROE+仿真,基于ProE的電話機(jī)底座注塑模具設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+PROE+仿真】,基于,proe,電話機(jī),底座,注塑,模具設(shè)計(jì),說(shuō)明書(shū),仿單,仿真 基于Pro/E的電話模具設(shè)計(jì) 前言 模具，是以特定的結(jié)構(gòu)形式通過(guò)一定方式使材料成型的一種工業(yè)產(chǎn)品，同時(shí)也是能成批生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的工業(yè)產(chǎn)品零部件的一種生產(chǎn)工具。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高一致性、高生產(chǎn)率是任何其它加工方法所不能比擬的。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力。所以模具又有“工業(yè)之母”的榮譽(yù)稱號(hào)。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，模具行業(yè)已經(jīng)成為國(guó)家工業(yè)的重要組成部分，沒(méi)有高水平的模具也就沒(méi)有高水平的工業(yè)產(chǎn)品，因此其技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家制作業(yè)水平及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力高低的重要標(biāo)志，是一個(gè)國(guó)家科技實(shí)力的體現(xiàn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)中占有非常重要的地位。 在西方先進(jìn)工業(yè)國(guó)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(guò)程模擬技術(shù)已逐漸成為模具工業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程的規(guī)范，國(guó)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(guó)和澳大利亞）、用于鑄造過(guò)程的模擬軟件MAGMA（德國(guó)）和PROCAST（美國(guó)）、用于汽車覆蓋件成形的模擬軟件LS-DYNA3D（美國(guó)）和AUTOFORM（德國(guó)）發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用[1]。 在我國(guó)，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(guò)利用Pro/ENGEER軟件進(jìn)行電話的模具設(shè)計(jì)，通過(guò)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(guò)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(wú)切削的領(lǐng)域。 3）模具制造業(yè)同時(shí)也反映了一個(gè)國(guó)家的制造技術(shù)水平。 1.2 模具設(shè)計(jì)過(guò)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(shū)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(kāi)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(zhǎng)，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(lái)說(shuō)，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(wú)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?。? 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(wèn)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(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制，但是也要求結(jié)合國(guó)家未規(guī)定的工廠習(xí)慣畫(huà)法。 在畫(huà)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(xiě)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(huà)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(kāi)始繪制，主視圖與其它視圖同時(shí)畫(huà)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(xiě)明細(xì)表。 　　8）標(biāo)注技術(shù)要求和使用說(shuō)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(huà)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(huà)，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(shuō)明等都要正確填寫(xiě)。 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(wú)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(wú)問(wèn)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(kāi)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(wú)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(gòu)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(wú)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(huà)法是否符合制圖國(guó)標(biāo)，有無(wú)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(huà)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(guó)標(biāo)要求描繪，填寫(xiě)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(xiě)制造工藝卡片。 由工具制造單位技術(shù)人員編寫(xiě)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(guò)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(wèn)題時(shí)，才考慮修理模具。 修理模具更應(yīng)慎重，沒(méi)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(kāi)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(shū)、制件圖、技術(shù)說(shuō)明書(shū)、模具總裝圖、模具零件圖、底圖、模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、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(guò)程特點(diǎn) 以上為傳統(tǒng)的模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)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(gòu)方式完成。從本質(zhì)上說(shuō)，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(guò)類比分析或經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)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(xiě)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(wèn)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(zhǎng)，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(guò)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(guò)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(yíng)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(lái)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(kāi)發(fā)從設(shè)計(jì)、試制到產(chǎn)品上市周期太長(zhǎng)，設(shè)計(jì)過(guò)程中難以與用戶進(jìn)行交流，難以及時(shí)聽(tīng)取用戶的意見(jiàn)，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(wèn)題。應(yīng)用CAD技術(shù)必須在模具產(chǎn)品圖紙全部出來(lái)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(wèn)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(lái)，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(lái)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(kāi)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(kāi)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(kù)以及網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)，將模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的信息流有機(jī)集成，并模擬出模具產(chǎn)品未來(lái)的性能，以及模具制造全過(guò)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(lái)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(lái)越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量CAD/CAM系統(tǒng)。如美國(guó)EDS的UG，美國(guó)Parametric Technology公司 Pro/Engineer，美國(guó)CV公司的CADSS，英國(guó)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(guó)Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國(guó)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(guò)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(kāi)始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開(kāi)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(lái)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(guò)統(tǒng)一建模形成虛擬的環(huán)境、虛擬的過(guò)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(guó)外有所應(yīng)用，它對(duì)未來(lái)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(lái)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(lái)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(guò)程的合理性，優(yōu)化制造質(zhì)量； 3）通過(guò)提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本和縮短開(kāi)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(kāi)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(guó)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(guó)由模具制造大國(guó)向模具制造強(qiáng)國(guó)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(guó)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(zhǎng)起來(lái)。1989年美國(guó)國(guó)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(lái)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(guó)家，CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用已迅速?gòu)能娛鹿I(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(guó)家“流向”發(fā)展中國(guó)家。 CAD是一個(gè)包括范圍很廣的概念，概括來(lái)說(shuō)，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(guó)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(huà)、廣告和娛樂(lè)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(lái)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(kāi)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(kāi)發(fā)，以保持自己技術(shù)上的領(lǐng)先地位和國(guó)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(lái)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(kāi)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(lái)我國(guó)每年的基本建設(shè)投資都有幾千億元之多，如果全國(guó)大小近萬(wàn)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(guó)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(guó)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(guó)紡織產(chǎn)品在國(guó)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(guó)紡織及服裝企業(yè)走向國(guó)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(huà)、廣告和娛樂(lè)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(guó)好來(lái)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(guó)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(huà)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(huà)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(guò)程。此外，動(dòng)畫(huà)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(lè)游戲中。 　　近十年來(lái)，在CIMS工程和CAD應(yīng)用工程的推動(dòng)下，我國(guó)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越普遍，越來(lái)越多的設(shè)計(jì)單位和企業(yè)采用這一技術(shù)來(lái)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(guó)從國(guó)外引進(jìn)的CAD軟件有好幾十種，國(guó)內(nèi)的一些科研機(jī)構(gòu)、高校和軟件公司也都立足于國(guó)內(nèi)，開(kāi)發(fā)出了自己的CAD軟件，并投放市場(chǎng)，我國(guó)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(guó)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(lái)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(kù)以及以特征為設(shè)計(jì)單位等特點(diǎn)，因此通過(guò)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(guò)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(wú)一不是利用Pro/E所設(shè)計(jì)。換言之，Pro/E設(shè)計(jì)出來(lái)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(guò)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(wèn)題。 2.3.4 Pro/ENGINEER EMX 模具制造者依賴于2D的CAD方法來(lái)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(guò)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(kāi)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(kāi)模過(guò)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(guò)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(guò)程，并進(jìn)行開(kāi)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(guò)程的收縮量成比例的值來(lái)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(kāi)始模具成型過(guò)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。可以選取要用來(lái)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(lái)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(zhǎng)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(guò)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(kāi)模 A）選擇鑄?！?jiǎng)?chuàng)建—輸入名稱molding，如圖3-7。 B）開(kāi)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(kāi)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(kù) 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(kāi)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?。? 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(kāi)模演示[10] 圖3-12 開(kāi)模演示 Fig.3-12 Opens the mold demonstration 1）裝備鑄模零件，缺省放置。 2）開(kāi)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(kāi)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(lái)說(shuō)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(guò)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(guò)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(wú)形中延長(zhǎng)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(guò)一定手段直觀地再現(xiàn)產(chǎn)品的成形過(guò)程，起初以實(shí)驗(yàn)為主，通過(guò)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(wèn)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(lái)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(guò)程的合理性，優(yōu)化制造質(zhì)量；通過(guò)提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本和縮短開(kāi)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(guò)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(lái)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(guò)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(xiě)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(guó)際模具網(wǎng)資訊2006-7-6 12:03:20 [2] 佚 名.中國(guó)塑料模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向. 中國(guó)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(guó)機(jī)械網(wǎng)：機(jī)械百科2006-03-05 16:08:01 [4] 熊歆斌. 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