1、毕业设计文献综述 机械设计制造及其自动化 基于 pro/e 的电表壳体注塑模具设计 一、概述 注塑工业是当今时代的一门极具活力的产业。而塑料是当代社会主要的工业材料之一，广泛利用于化工、家电、汽车、航空、电子通信、医学医药、建筑等生活的方方面面。其产量也达到一个巨大的高度。直至二零零四年，我国的塑料制品的年产量已突破贰仟伍佰万吨。在新的世纪里，相信将会不断有飞速的发展。 回望过去，我国的塑料机械，自改革开放近三十年来，随着国民经济的发展，一直保持高速的增长，在产能上、在制造水平上、在将产品结构上、在研发能力上、 在配套水平上等方面，都发生了很大的变化，有着不俗的成绩。总体来看，现在我国的塑机已
2、形成较有规模、较有现代化水平和系列化比较齐全、能基本满足国内的需求、初步具有国际竞争力。如今，我国不仅是塑料制品的生产大国，同时也是塑料机械的制造大国，在机械工业所辖的一百九十四个行业中，塑料机械的制造业名列前茅。 新时期从二十一世纪初开始，这个历史背景是从我国参加世贸组织开始正式列入世贸成员，我国注塑工业开始参加国际竞争；同时，政府提出“建设创新型国家”，提出“科学发展观 ”、“建设资源节约型，环境友好型社会”、“发展循环经济 ”、“节能减排”的发展战略目标。极大的推动了我国塑料工业及设备制造业的变更，步入产业结构调整新时期。 二、已有文献综述及评价 注塑 工艺与设备 1（ 王兴天， 201
3、0）里面讲到，注塑是一种注射兼模塑的成型方法，简称注塑。注塑是将塑料的粒料或粉料置入注塑机料筒内，经过输送、压缩、剪切、拉伸、混合等作用，使物料熔融和均化，此过程又称塑化；然后再借助于柱塞或螺杆向融化好的聚合物熔体施加注射压力，经过喷嘴和模具浇道系统注入锁好的低温模具中，再经过饱压冷却、定型、开启、顶出便得到具有一定几何形状和精度的塑料制品。这种 注塑方法是塑料成型加工最为普遍的成型方法。 塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的 35， 并 且 一直都有提升 的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，还有挤出成型模，低发泡注射成型模，泡沫塑料的发泡成型模等。 塑料模具占模具总量的
4、 40%左右。近几年 , 我国塑料模具制造水平已有较大幅度的上升。大型塑料模具需要大型的注塑机 ,精密塑料模具的精度已达到 2 m,制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产 ,多腔塑料模具已能生产一模 1800 腔的塑封模 ;高速模具方面已能生产挤出速度高达 6m/min 以上的塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具 2。 本人毕业设计的题目是电表外壳的注塑设计，在我们的生活当中都可以看到各种个样的电表，家家户户都至少有一个，足以见得人们对于他的需求量是很大的。我观察了许多家庭的电表，外形都是以长方形为主
5、，通过拔模形成一个空腔，这是很典型的结构。在平常生活中，使用的台灯罩，鼠标外壳，各种小家电产品的外壳等等。所用材料为聚丙烯（ PP）或是丙烯腈（ AS）在生活中也是常用的，此次产品为注塑件，批量不多的从节 约模具制造费用、选用较小的注塑机、节约成本的角度出发，采用双模一腔的模具结构。 塑料模具设计指导 3（伍先民， 2010）里面介绍，塑料模具的设计要求有三点：（ 1）合理地选择模具结构，正确地确定模具成型零件的结构形状、尺寸及其技术要求。使所设计的模具制造工艺工艺性良好，造价便宜；（ 2）充分利用塑料成型的优点，尽量减少后加工； (3)设计的模具应当高效、优质、安全可靠的生产，且模具使用寿命
6、长。所以本次的设计要以这三点为设计思路，从实际出发达到所要的要求。 注塑模的特点是由原材料的特性决定的，最主要有两点：一是注 射时塑料熔体的冲模流动特性；二是模腔内塑料冷却固化时的收缩行为，这两点确定了注塑模的特殊性和设计难度。在整个设计的过程中，我们要设计一系列的零部件，包括成型零部件、浇注系统、导向零部件、脱模机构、分型机构、调温系统、排气系统和其他零部件等。 56 现今，用于模具设计的软件林林种种，较为常见的有 Pro/e、 UG 和 solidworks。这些是比较主流的设计软件。 UG（ Unigraphics NX）是 Siemens PLM Software 公司出品的一个产品工
7、程解决方案，它为用户的 产品设计及 加工过程提供了 数字化造型和验证手段 它在诞生之初主要基于工作站，但随着 PC 硬件的发展和个人用户的迅速增长，在 电脑 上的应用取得了 飞速 的增长， 现今已 成为模具行业三维设计的一个主流应用 。 SolidWorks 软件是世界上第一个基于 Windows 开发的三维 CAD 系统，由于技术创新符合 CAD 技术的发展潮流和趋势， SolidWorks 公司于两年间成为 CAD/CAM 产业中获利最高的公司。由于使用了 Windows OLE 技术、直观式设计技术、先进的parasolid 内核以及良好的与第三方软件的集成技术， SolidWorks
8、成为全球装机量最 大、最好用的软件。 Pro/ENGINEER 是美国参数技术公司 1988 首家推出的使用参数化特征造型技术的大型CAD/CAM/CAE 集成软件，具有造型设计、零件设计、装配设计、二维工程图制作、结构分析、运动仿真、模具设计、钣金设计、管路设计、数控加工、数据库管理等功能。广泛的应用于机械设计 ,电子产品设计 ,模具设计 ,外观设计等领域 . Pro /ENGINEER 是一个全方位的三维产品设计和开发软件，它集零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、钣金设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析、 电路布线、装配管路设计等功能模块和专有模块于一体，
9、可以实现面向制造的设计、面向装配的设计、逆向设计、并行工程等先进的设计方法和模式。 Pro/ENGINEER 的综合 3D CAD/CAM/CAE 系列解决方案为工程师和设计师提供了独特的优势，因为 Pro/ENGINEER 是完全关联的。这意味着对设计所做的任何变更会自动在所有下游可交付件中反映出来 无需进行任何数据转换。因此，您不仅节省了时间，还能避免在设计中出现转换错误的可能性。同时， Pro/ENGINEER 是 PTC 产品开发系统 (PDS) 密不可分的一部分。您可以通过添加 Mathcad、 Windchill、 ProductView 或 Arbortext 解决方案无缝地扩展
10、您的 PDS 解决方案，并通过 Web 用户界面轻松地访问信息和人员。它在单一、完全可扩展的平台上提供的强大功能和速度是任何其他产品开发软件包都无法匹敌的。 本次设计是基于 pro/E 软件的，所以参阅了基于 Pro/E 软件的注塑模具设计技术 7，其中 指出 Pro/E 自从一九八八年问世以来，目前已成为全世界最为普遍的 3D CAD/CAM 系统之一，它集成了设计、产品装配等功能，在模 具、工业设计、航天等领域有着广泛应用。其中描述了典型的注塑模的设计过程：（ 1）创造塑料模型；（ 2） 创造毛坯，用来定义所有模具元件的体积；（ 3）根据不同的收缩率和脱模斜度，根据塑件模型构建型腔、型芯特
11、征或尺寸；（ 4）加工入模具装配特征形成浇注系统，定义分模面及模块；（ 5）定义模具开启的步骤及冷却系统设计；（ 7）完成所有零件的零件图；（ 8）根据加工需要，形成零件的 NC 代码。通过本书的学习，了解 Pro/E 可方便地建立零件库。在注塑模设计中所需的通用件和标准件都可根据用户的要求建立，同时用户所设计的每副模具都可作为 模具库的组成部分，供后续模具设计应用。 三、 本课题研究内容和设计思路 在查阅了以上关于注塑设计以及关于 Pro/E 软件的资料，如注塑工艺与设备、塑料模具设计指导了解了注塑设计的相关步骤哦、程序，并对有关技术的机制原理有了更深的认识对于本课的理解也有了进一步的发展。
12、本课题是要求基于 Pro/E 设计注塑模赋予塑化的材料以期望的形状，质量；冷却，并推出注塑成型的制件。模具决定最终产品的性能，形状，尺寸和精度。本文研究的主要内容有，注塑工艺的原理与设备； Pro/E 的主要特点与电表外壳的注塑设计等。 该课题属于 生产设计，是一次对自我知识的检验也是在工作岗位之前的一次训练，其要求综合运用所学知识及参考资料进行电表壳体件机壳的注塑模具三维造型设计。通过该课题的研究，提高自我的分析问题和解决问题的能力，提高计算机绘图和数据处理能力；为将来从事工程设计打下良好的基础。 四、 结论 注塑模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑胶模具设计工业的迅速发展以及塑胶制
13、品在航空、航太、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求越来越高，传统的塑胶模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求。电脑辅助工程（ CAE）技术已成为塑胶产品开发、模具设计及产品加工中这些薄弱环节的最有效的途经。因此生产此电表外壳需要合理的结构、可靠并且坚固的活动部分动作来协调。制造业的共识就是没有高水平的模具就没有高水平的产品。作为制造业的重要基础性工艺设备，模具技术被认为是衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。 1011所以运用 Pro/E 软件来辅助设计，优化整个的设计过程，提高效率。 虽然我国的模具水平比起起步时已经有了一个很大的提升，但是与国外的差距
14、任然很大。我们必须要哦了解自己的不足，认清问题的所在。我们要旨在加快模具产 业的调整，加入 CAD/CAM/CAE 技术，保持创新性，先进性，从别的国家取经用以使我国的模具水平不断上升。 参考文献 1王兴天 .注塑工艺与设备 .化学工业出版社 .2010.(1) 2申长雨、余晓容、王利霞、田中，塑料注塑成型浇口位置优化， 化工学报 J，2004 年 3 月第 55 卷第 3 期， 445 449 3伍先明，张蓉 .塑料模具设计指导 (第二版 ).国防工业出版社 .2010（ 4） 4模具使用技术丛书编委会塑料模具设计制造与应用实例 M北京：机械工业出版社， 2002 5屈华昌 .塑料成型工 艺
15、与模具设计 .2007（ 8） 6高军，李熹平，高田玉 .注塑成型工艺分析及模具设计指导 .2009（ 1） 7刘品德，余世浩，叶建红 .基于 Pro/E 软件的注塑模具设计技术 .2005(3) 8洪慎章 .使用注塑成型及模具设计 .机械工业出版社 .2006（ 6） 9陈志刚 .塑料模具设计 .机械工业出版社 .2003（ 2） 10付宏生，刘京华 .注塑制品与注塑模具设计 .化学工业出版社 .2003（ 7） 11夏巨谌 .李志刚 .中国模具设计大典， 2003. 12周永泰 .我国塑料模具现状与发展趋势 .2006 13濮良贵 .机械设计 .高等教育出版社 .2008（ 4） 14肖乾，周惠兰 .Pro/Engineer Wildfire 3.0 模具设计 .中国电力出版社 .2008（ 4） 15Rosato Dominick V,Rosato Marlene G.Injection molding mold and processing technology.SPE/ANTEC 2001 Conference Proceedings,2001:630-632. 16Lee S T.Shear effects on thermoplastic foam nucleation.Polym.Eng.Sci.,1993,33:418
