中北大學(xué)-抽屜注塑模具設(shè)計(jì).

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)抽屜注塑模具設(shè)計(jì)班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：學(xué)院：軟件學(xué)院軟件工程專業(yè)：史源源黃志誠(chéng)指導(dǎo)教師：2014年 6月抽屜注塑模具設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)是塑料抽屜的注塑模具設(shè)計(jì)， 在結(jié)合了傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)后， 把 CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)用在注塑模具的設(shè)計(jì)上，在 CAD 系統(tǒng)中實(shí)行模型和注塑模具的設(shè)計(jì)。本文介紹了我國(guó)當(dāng)前模具技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r以及 CAD/CAM 在模具上的應(yīng)用，其中包括 PRO/E， AUTOCAD ，MASTERCAM 。而主要的機(jī)械部分設(shè)計(jì)， 其內(nèi)容包括塑料注塑模具的工作原理及應(yīng)用，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，以及產(chǎn)品的簡(jiǎn)介。 塑料注塑模的設(shè)計(jì)計(jì)算， 包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，注塑機(jī)的選用，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面。關(guān)鍵

2、詞： CAD ， CAM ，注塑模The Drawer Is Injection Mold DesignAbstractIt is to design the drawer injection mould,references to the traditional mechanical design,focus on the CAD/CAM application in the plastic mould design,that is to say to apply the CAD system in model and plastic injection mould design.This

3、artic introduces the mould technology and the CAD/CAM application of mould in china nowadays,Including PRO/E,AUTOCAD,MASTERCAM.While main mechanical designs content the principle and application of the plastic mould,design standards and brief intro of the items.The calculation of the plastic mould d

4、esign concerns about the mould construction design,choosing injection machine,injection system and so on.Keywords:CAD,CAM,Injection mould中北大學(xué) 2014 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄1緒論 .11.1我國(guó)塑料成型模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) .11.2注塑成型的定義 .22注塑模具成型相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介及現(xiàn)狀 .42.1注塑模具成型相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介 .42.1.1PRO/E 簡(jiǎn)介 .42.1.2AUTOCAD 的簡(jiǎn)介 .42.1.3MASTERCAM 的簡(jiǎn)介 .42.1.4逆向工程

5、 .52.2技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研 .62.2.1使用微機(jī)作為開(kāi)發(fā)和應(yīng)用平臺(tái) .62.2.2PDM 技術(shù)的實(shí)施 .73模型的設(shè)計(jì) .93.13D 模型的建立 .93.2零件模具的設(shè)計(jì) .104模具的裝配 .135零件材料的選擇及材料性能 .145.1制品的材料選擇依據(jù) .145.1.1聚苯乙烯的化學(xué)和物理特性 .145.1.2聚苯乙烯主要技術(shù)指標(biāo) .145.2分析計(jì)算 .156塑料注射成型模具的設(shè)計(jì) .176.1注射機(jī)類型的選擇 .176.2注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 .176.2.1注射量的校核 .176.2.2鎖模壓力的校核 .186.2.3注射壓力的校核 .186.2.4注射速率 .18第I頁(yè)共II

6、頁(yè)中北大學(xué) 2014 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)6.2.5模具閉合厚度的校核 .187成型零件的設(shè)計(jì) .207.1型腔分型面的設(shè)計(jì) .207.2排氣槽的設(shè)計(jì) .207.3成型零件的設(shè)計(jì) .207.3.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .207.3.2型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .207.3.3成型零件工件尺寸 .207.4塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .237.5復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .237.6脫模力計(jì)算 .237.7側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .247.7.1斜導(dǎo)柱 .247.7.2導(dǎo)柱傾斜角 的計(jì)算： .247.7.3抽心距的計(jì)算 .257.7.4斜導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度 .257.7.5抽拔力的計(jì)算 .257.7.6斜導(dǎo)柱所受彎曲力的計(jì)算 .257.

7、7.7斜導(dǎo)柱直徑的計(jì)算 .257.8導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .268澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .278.1主流道的設(shè)計(jì) .278.2澆口的設(shè)計(jì) .289塑料溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì) .2910標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 .3211小 結(jié) .33參 考 文 獻(xiàn) .34致謝 .35第II頁(yè)共II頁(yè)中北大學(xué) 2014 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1 緒論1.1我國(guó)塑料成型模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái)，從整體看，中國(guó)塑料模具無(wú)論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步，大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)到50t 以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達(dá)到 2m，制件精度很高的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車(chē)燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模具已能生產(chǎn)一

8、模 7800 腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度達(dá) 6m/min 以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴(kuò)展， 高速加工及 RP/RT 等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來(lái)越多， 模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。另外，三資企業(yè)的蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)制造水平及企業(yè)管理水平的提高， 有些企業(yè)已實(shí)現(xiàn)信息化管理和全數(shù)字化無(wú)圖制造。 2013 年，全年生產(chǎn)模具約 1800 萬(wàn)套，平均每個(gè)

9、月模具產(chǎn)量約在150 萬(wàn)套。按照每套模具僅以 10 萬(wàn)元的銷(xiāo)售金額計(jì)算， 2013 年全國(guó)模具總產(chǎn)值達(dá)到1.8 萬(wàn)億元。但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具卻供過(guò)于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過(guò)于求的趨勢(shì)。從市場(chǎng)情況來(lái)看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具，并大力開(kāi)發(fā)國(guó)際市場(chǎng)，發(fā)展出口模具。隨著中國(guó)塑料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)見(jiàn)，中國(guó)塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來(lái)幾年年

10、增長(zhǎng)率仍將保持 20%左右的水平。從模具設(shè)計(jì)和制造用度看，模具的發(fā)展趨勢(shì)可歸納為以下幾方面：（ 1）在模具的質(zhì)量、交貨周期、價(jià)格、服務(wù)四要素中，已有越來(lái)越多的用戶將交貨周期放在首位。要求模具公司盡快交貨，這已成為一種趨勢(shì)。企業(yè)千方百計(jì)提高自己的適應(yīng)能力、提高技術(shù)水準(zhǔn)、提高裝備水平、提高管理水平及提高效率等都是縮短模具生產(chǎn)周期的有效手段。（ 2）大力提高開(kāi)發(fā)能力，將開(kāi)發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開(kāi)第1頁(yè)共35頁(yè)中北大學(xué) 2014 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)發(fā)中去，甚至在尚無(wú)明確用戶對(duì)象之前進(jìn)行開(kāi)發(fā)，變被動(dòng)為主動(dòng)。目前，電視機(jī)和顯示器外殼、空調(diào)器外殼、摩托車(chē)塑件等已采用這種方法，手機(jī)和電話機(jī)模

11、具開(kāi)發(fā)也已開(kāi)始嘗試。這種做法打破了長(zhǎng)期以來(lái)模具廠只能等有了合同，才能根據(jù)用戶要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的被動(dòng)局面。（ 3）隨著模具企業(yè)設(shè)計(jì)和加工水平的提高，模具的制造正在從過(guò)去主要依靠鉗工的技藝轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕揽考夹g(shù)。這不僅是生產(chǎn)手段的轉(zhuǎn)變，也是生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變和觀念的上升。這一趨勢(shì)使得模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高，模具精度越來(lái)越高，生產(chǎn)周期越來(lái)越短，鉗工比例越來(lái)越低，最終促進(jìn)了模具工業(yè)整體水平不斷提高。中國(guó)模具行業(yè)目前已有 10 多個(gè)國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，約 200 個(gè)省市級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。與此趨勢(shì)相適應(yīng)，生產(chǎn)模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)型人才是必然要求。當(dāng)然，目前及相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)， 技藝型人才仍

12、十分重要， 因?yàn)槟＞弋吘闺y以完全擺脫對(duì)技藝的依靠。（ 4）模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化迅速發(fā)展。在信息社會(huì)中，作為一個(gè)高水平的現(xiàn)代模具企業(yè)， 單單只是 CAD/CAM 的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。 目前許多企業(yè)已經(jīng)采用了 CAE、CAT、PDM 、CAPP、KBE 、KBS、 RE、 CIMS 、ERP 等技術(shù)及其它先進(jìn)制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，這些都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向發(fā)展這一趨向已成為行業(yè)共識(shí)。（ 5）隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，模具必然會(huì)向更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展?，F(xiàn)在，能把握機(jī)遇、開(kāi)拓市場(chǎng)，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長(zhǎng)點(diǎn)的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量模具企業(yè)的業(yè)務(wù)很是紅火，利潤(rùn)水平和職工收入都很好。

13、因此，模具企業(yè)應(yīng)把握這個(gè)趨向，不斷提高綜合素質(zhì)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。（ 6）發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具正加速向中國(guó)轉(zhuǎn)移，其表現(xiàn)方式為：一是遷廠，二是投資，三是采購(gòu)。中國(guó)的模具企業(yè)應(yīng)抓住機(jī)遇，借用并學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，加快自己的發(fā)展步伐。1.2注塑成型的定義所謂注塑成型（ Injection Molding ）是指，將已加熱融化的材料噴射注入到模具內(nèi)，經(jīng)由冷卻與固化后，得到成形品的方法。適用于量產(chǎn)與形狀復(fù)雜產(chǎn)品等成形加工領(lǐng)域。(1)注塑成型機(jī)注塑成型機(jī)可區(qū)分為合模裝置與注射裝置。 合模裝置是開(kāi)閉模具以執(zhí)行脫模 （eject）作業(yè)。注射裝置是將樹(shù)脂予以加熱融化后再射入模具內(nèi)。第2頁(yè)共35頁(yè)中北大學(xué) 2014 屆畢業(yè)

14、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(2)模具所謂模具（ Mold ）是指，為了將材料樹(shù)脂做成某種形狀，而用來(lái)承接射出注入樹(shù)脂的金屬制模型。已溶解的材料是從澆口進(jìn)入模具內(nèi)，再經(jīng)由流道與流道口填充到模槽內(nèi)。接下來(lái)則經(jīng)由冷卻工程與開(kāi)模成型機(jī)脫模桿上的模具脫模板，推頂出成形品。(3)成形品成形品是由流入融化樹(shù)脂的澆口、導(dǎo)入模槽的流道與產(chǎn)品部份所構(gòu)成。(4)使用回料成形品中的澆口與流道并不屬于產(chǎn)品。因此該部分往往被廢棄，甚至粉碎后再度用作成形專用材料，這就稱為回料?；亓喜荒軉为?dú)作為成形專用材使用，通常都是配合造粒才能予以使用。由于會(huì)經(jīng)過(guò)成形工程，因此可讓樹(shù)脂做出各種特性的變化?；亓现浞奖壤纳舷逓?30左右，若配方比例過(guò)高就

15、有可能會(huì)損害到樹(shù)脂的原有性質(zhì)。(5)成形條件所謂成形條件是指， 為了獲得所需的成形品， 而利用成型機(jī)的汽缸溫度、 射出速度、模具溫度等組合成無(wú)數(shù)個(gè)設(shè)定條件。由于可獲得的成形品外觀、尺寸、機(jī)械物性會(huì)因成形條件而異，因此要找出最佳的成形條件，就必須仰賴熟練的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。第3頁(yè)共35頁(yè)中北大學(xué) 2014 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2 注塑模具成型相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介及現(xiàn)狀2.1注塑模具成型相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介2.1.1PRO/E 簡(jiǎn)介Pro/Engineer 包括三維實(shí)體造型、裝配模擬、加工仿真NC 自動(dòng)編程，鈑金設(shè)計(jì)、電路布線、裝配管路設(shè)計(jì)等專有模塊，ID 反求工程，鈰并行工程等先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和模式。其主要特點(diǎn)是參數(shù)化的特

16、征造型；統(tǒng)一的能使各模塊集成起來(lái)的數(shù)據(jù)庫(kù)；設(shè)計(jì)修改的關(guān)聯(lián)性，即一處修改，別的模塊中相應(yīng)圖形或數(shù)據(jù)也會(huì)自動(dòng)更新。它的性能優(yōu)良、功能強(qiáng)大，是一套可以應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、功能仿真、制造和管理等眾多領(lǐng)域的工程自動(dòng)化軟件包。 Pro/Engineer自 1988 年問(wèn)世以來(lái)， 10 多年來(lái)已成為全世界最普及的 3DCAD/CAM 系統(tǒng)。 Pro/Engineer 在今日儼然已成為 3DCAD/CAM 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)軟件，廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽車(chē)、自行車(chē)、航天、家電、玩具、等各行業(yè)。Pro/Engineer可謂是全方位的 3D 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)軟件，集成了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開(kāi)發(fā)、 NC

17、加工、鈑金件設(shè)計(jì)、鑄造設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、逆向工程、自動(dòng)測(cè)量、機(jī)構(gòu)模擬、應(yīng)力分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理于一體，其模塊眾多。 Pro/Engineer 是一套由設(shè)計(jì)至生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個(gè)參數(shù)化、基于特征的實(shí)體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫(kù)功能。2.1.2AUTOCAD 的簡(jiǎn)介20 世紀(jì) 60 年代初，由美國(guó)學(xué)者首先提出CAD 的概念。CAD（Computer Aided Design）是“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”這三個(gè)詞的英文縮寫(xiě)。 30 多年來(lái)， CAD 技術(shù)飛速發(fā)展，其內(nèi)涵也有了充實(shí)和延伸，它與 CG（Computer Graphics 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)）相結(jié)合形成了一門(mén)新學(xué)科。計(jì)算機(jī)

18、繪圖是由計(jì)算機(jī)及圖形輸入 /輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)圖形顯示及繪圖輸出， 它是圖形學(xué)、計(jì)算學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的三者結(jié)合的結(jié)晶，是 CAD/CAM 的基礎(chǔ)之一。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)有力的計(jì)算功能和高效率的圖形處理能力， 按照設(shè)計(jì)師的意圖進(jìn)行分析和計(jì)算，作出判斷和選擇，最后得到滿意的設(shè)計(jì)效果和生產(chǎn)圖紙，大大地提高提高了設(shè)計(jì)效率。2.1.3MASTERCAM 的簡(jiǎn)介隨著機(jī)械加工行業(yè)的發(fā)展，從早期的手工繪圖、刀削石磨到現(xiàn)在利用計(jì)算機(jī)輔助工具設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化時(shí)代，科技的力量難以磨滅，MASTERCAM軟件也一直快速地推動(dòng)第4頁(yè)共35頁(yè)中北大學(xué) 2014 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)著這一行業(yè)的高速發(fā)展，特別是現(xiàn)在占有著重要的

19、一席之地，不僅它的發(fā)展迅速，而且其功能強(qiáng)大，這也是MASTERCAM之所以得到廣泛應(yīng)用的原因。MASTERCAM把輔助設(shè)計(jì)功能（ CAD ）和輔助制造功能（ CAM ）有機(jī)地結(jié)合在一起，從設(shè)計(jì)繪制圖形到編制刀具路徑，再通過(guò)后處理器將NCR 轉(zhuǎn)換為機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)能識(shí)別的NC 程式，并能模擬刀具的路徑驗(yàn)證 NC 程式，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入到數(shù)控銑床或加工中心上，選用適合工件的刀具路徑即可完成工件的加工， 比以前在數(shù)控機(jī)床使用手工編程和數(shù)字化技術(shù)編制程序更為先進(jìn)。它能計(jì)算能加工時(shí)間，也可以將AUTOCAD 、CADKEY 等 CAD 軟件繪制的圖形轉(zhuǎn)換至MASTERCAM 中，使繪圖更容易方便， 編制加

20、工程序更快更準(zhǔn)確。2.1.4逆向工程在機(jī)械領(lǐng)域中， 逆向工程 (Reverse Engineering)是在沒(méi)有設(shè)計(jì)圖紙或者設(shè)計(jì)圖紙不完整以及沒(méi)有 CAD 模型的情況下，按照現(xiàn)有零件的模型（稱為零件原形） ，利用各種數(shù)字化技術(shù)及 CAD 技術(shù)重新構(gòu)造原形 CAD 模型的過(guò)程。逆向工程是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的消化， 吸收和提高先進(jìn)技術(shù)的一系列分析方法和應(yīng)用技術(shù)的組合，其主要目的是為了改善技術(shù)水平，提高生產(chǎn)率，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。世界各國(guó)在經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展中，應(yīng)用逆向工程消化吸收先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，給人們有益的啟示。據(jù)統(tǒng)計(jì)，各國(guó)百分之七十以上的技術(shù)源于國(guó)外，逆向工程作為掌握技術(shù)的一種手段，可使產(chǎn)品研制周期縮短百分之四

21、十以上，極大提高了生產(chǎn)率。因此研究逆向工程技術(shù)，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，具有重大的意義。逆向工程的應(yīng)用領(lǐng)域大致可分為以下幾種情況：在沒(méi)有設(shè)計(jì)圖紙或者設(shè)計(jì)圖紙不完整以及沒(méi)有 CAD 模型的情況下，在對(duì)零件原形進(jìn)行測(cè)量的基礎(chǔ)上形成零件的設(shè)計(jì)圖紙或 CAD 模型，并以此為依據(jù)生成數(shù)控加工的 NC 代碼，加工復(fù)制出一個(gè)相同的零件。當(dāng)要設(shè)計(jì)需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試才能定型的工件模型時(shí)，通常采用逆向工程的方法。比如航天航空領(lǐng)域，為了滿足產(chǎn)品對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)等要求，首先要求在初始設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)各種性能測(cè)試（如風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)等）建立符合要求的產(chǎn)品模型，這類零件一般具有復(fù)雜的自由曲面外型，最終的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?/p>

22、成為設(shè)計(jì)這類零件及反求其模具的依據(jù)。在美學(xué)設(shè)計(jì)特別重要的領(lǐng)域， 例如汽車(chē)外型設(shè)計(jì)廣泛采用真實(shí)比例的木制或泥塑模型來(lái)評(píng)估設(shè)計(jì)的美學(xué)效果，而不采用在計(jì)算機(jī)屏幕上縮小比例的物體投視圖的方法，此時(shí)需用逆向工程的設(shè)計(jì)方法。第5頁(yè)共35頁(yè)中北大學(xué) 2014 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)另一個(gè)重要的應(yīng)用如修復(fù)破損的藝術(shù)品或缺乏供應(yīng)的損壞零件等，此時(shí)不需要對(duì)整個(gè)零件原型進(jìn)行復(fù)制， 而是借助逆向工程技術(shù)抽取零件原形的設(shè)計(jì)思想，指導(dǎo)新的設(shè)計(jì)。這是由實(shí)物逆向推理出設(shè)計(jì)思想的一種漸近過(guò)程2.2技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研經(jīng)過(guò)四十多年的發(fā)展， CAD/CAM 技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。 現(xiàn)在 CAD/CAM 主要運(yùn)行在工作站或微機(jī)平臺(tái)上。工作站雖然性能

23、優(yōu)越，圖形處理速度快，但價(jià)格卻十分昂貴，這在一定程度上限制了CAD/CAM 技術(shù)的推廣。隨著Pentium 芯片和 WindowsNT 操作系統(tǒng)的出現(xiàn)并流行，以前只能運(yùn)行在工作站上的CAD/CAM 軟件現(xiàn)在也可以運(yùn)行在微機(jī)上。由于微機(jī)的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)比工作站低，性能也不比中低檔工作站遜色多少，并且windowsNT 操作系統(tǒng)的安全性與DOS、 Windows3.x、 Windows95/98 等操作系統(tǒng)相比有了很大提高。所以，微機(jī)平臺(tái)為普及CAD應(yīng)用創(chuàng)造了絕好的條件。在此基礎(chǔ)上，CAD/CAM 軟件廠商展開(kāi)了新一輪的競(jìng)爭(zhēng)。 一方面工作站上著名的CAD/CAM 的軟件（如UG、CATIA ）全功能地移

24、植到微機(jī)平臺(tái)，使微機(jī)完全對(duì)等地實(shí)現(xiàn)了工作站環(huán)境的處理能力；另一方面 CAD/CAM 軟件打破了原有 Unix 環(huán)境的桎梏，在 Windows 平臺(tái)上全面拓展。 Pentium 以上處理器和 NT 環(huán)境已經(jīng)或者正在成為 CAD/CAM 軟件運(yùn)行和應(yīng)用的主流平臺(tái)。當(dāng)今 CAD/CAM 軟件動(dòng)態(tài)如下 :2.2.1使用微機(jī)作為開(kāi)發(fā)和應(yīng)用平臺(tái)微機(jī)平臺(tái)的 CAD/CAM 軟件的特點(diǎn)是 :（ 1）采用 Windows 環(huán)境采用 WindowsNT 操作系統(tǒng)是新一代推出的微機(jī)CAD/CAM 軟件的共同特點(diǎn)?，F(xiàn)在，個(gè)人計(jì)算機(jī)已經(jīng)具備了與中低檔工作站競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力， 再加上其價(jià)格低廉， 使得普及 CAD 應(yīng)用成為可能

25、。Windows 平臺(tái)上的新一代 CAD/CAM 軟件基本上都采用典型的 Windows 界面和操作規(guī)范， 同時(shí)由于 DDE 和 OLE 技術(shù)的廣泛應(yīng)用， 這些 CAD/CAM 軟件可以與 Windows 平臺(tái)的其他軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換， 也可以在不退出 CAD/CAM 軟件的前提下嵌入（或鏈接）其他應(yīng)用程序的對(duì)象。（ 2）采用 COM 技術(shù)COM(ComponentObjectModel) 是國(guó)際上為提高軟件穩(wěn)定性和開(kāi)發(fā)效率而引入的重要技術(shù)。現(xiàn)今推出的Windows 平臺(tái)的 CAD/CAM 軟件都或多或少地應(yīng)用了COM 技術(shù)。第6頁(yè)共35頁(yè)中北大學(xué) 2014 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)通過(guò)使用現(xiàn)成的組

26、件，軟件開(kāi)發(fā)商可以避免軟件開(kāi)發(fā)中許多煩瑣和困難的基礎(chǔ)部分，從而可以從極高的起點(diǎn)出發(fā)，大大縮短CAD 軟件上市周期，這樣容易取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，使得微機(jī)CAD 軟件的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性得以增強(qiáng)。（3）吸收 Unix 平臺(tái)軟件的優(yōu)點(diǎn)新一代微機(jī)平臺(tái)CAD 軟件充分吸取 Unix 工作站軟件的精華。 諸如參數(shù)驅(qū)動(dòng)、 特征造型、動(dòng)態(tài)導(dǎo)航、二維與三維雙向相關(guān)、STEP 標(biāo)準(zhǔn)和動(dòng)態(tài)圖形顯示等這些比較好的特點(diǎn)已經(jīng)被微機(jī)平臺(tái)軟件全部吸收。2.2.2PDM 技術(shù)的實(shí)施隨著 CAD 技術(shù)的推廣，原有的技術(shù)管理系統(tǒng)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以前，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝和經(jīng)營(yíng)管理過(guò)程中涉及到的各類圖紙

27、、技術(shù)文檔、工藝卡片、生產(chǎn)單、更改單、 采購(gòu)單、成本核算單和材料清單等均由人工編寫(xiě)、審批、歸類、分發(fā)和存檔，所有的資料均通過(guò)技術(shù)資料室進(jìn)行統(tǒng)一管理。自從采用計(jì)算機(jī)技術(shù)之后，上述與產(chǎn)品有關(guān)的信息都變成了電子信息。簡(jiǎn)單地采用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬原來(lái)人工管理資料的方法往往不能從根本上解決先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造手段與落后的資料管理之間的矛盾。要解決這個(gè)矛盾，必須采用PDM 技術(shù)。PDM （產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）是從管理CAD/CAM系統(tǒng)的高度上誕生的先進(jìn)的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)軟件。它管理的是產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的全部數(shù)據(jù)。工程技術(shù)人員根據(jù)市場(chǎng)需求設(shè)計(jì)的產(chǎn)品圖紙和編寫(xiě)的工藝文檔僅僅是產(chǎn)品數(shù)據(jù)中的一部分。PDM 系統(tǒng)除了要管理上述數(shù)據(jù)

28、外，還要對(duì)相關(guān)的市場(chǎng)需求、分析、設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中的全部更改歷程、用戶使用說(shuō)明及售后服務(wù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一有效的管理。由此可見(jiàn)，PDM 系統(tǒng)管理的產(chǎn)品信息將涉及到企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、制造、經(jīng)營(yíng)和服務(wù)等部門(mén)。因此，PDM 系統(tǒng)的實(shí)施具有涉及面廣、信息工作量大等特點(diǎn)。實(shí)施 PDM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)并行工程，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率，支持全面質(zhì)量管理，實(shí)現(xiàn)人、過(guò)程、技術(shù)三者的平衡。因此它可以為企業(yè)帶來(lái)巨大收益。PDM 技術(shù)實(shí)施與CAD/CAM 技術(shù)的實(shí)施不一樣，前者調(diào)整的是企業(yè)的管理模式。將原來(lái)的人工管理方式轉(zhuǎn)變?yōu)?PDM 的計(jì)算機(jī)管理模式， 既要兼顧原有的管理習(xí)慣， 又要考慮信息集成的要求。由于企業(yè)技術(shù)環(huán)境、管理

29、水平、企業(yè)文化等方面的差異，每個(gè)企業(yè)的PDM 實(shí)施過(guò)程都不會(huì)相同。只有對(duì)企業(yè)的計(jì)算機(jī)環(huán)境、企業(yè)過(guò)程以及PDM 的總體目標(biāo)有了充分的理解后，全面地分析企業(yè)對(duì)PDM 產(chǎn)品的詳細(xì)需求，才能選出最適合本企業(yè)發(fā)展的PDM 產(chǎn)第7頁(yè)共35頁(yè)中北大學(xué) 2014 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)品和解決方案。目前國(guó)際主流的PDM 產(chǎn)品有 UG 的 IMAN ，SDRC 的 Metaphase等軟件，國(guó)內(nèi) PDM產(chǎn)品有高華 PDM ，華中 PDM 等。第8頁(yè)共35頁(yè)中北大學(xué) 2014 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)3 模型的設(shè)計(jì)3.13D 模型的建立本零件是應(yīng)用 PRO/E2001 來(lái)建立的。本零件的建立過(guò)程雖然不是很復(fù)雜，但特征特別多，稍

30、不注意就會(huì)出錯(cuò)，在一邊建模過(guò)程中，要一邊設(shè)置拔模斜度，否則建立模型后再來(lái)設(shè)置拔模斜度，難度會(huì)很大，而且還會(huì)出現(xiàn)很多錯(cuò)誤。具體如PRO/E 圖所示。以下是零件的3D圖：圖3.1零件3D圖第9頁(yè)共35頁(yè)中北大學(xué) 2014 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)圖 3.2零件 3D圖3.2零件模具的設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)的流程一般是先建構(gòu)出模具構(gòu)件，這個(gè)在前面已經(jīng)建出來(lái)了就是前面畫(huà)的零件圖，再根據(jù)模型特性來(lái)設(shè)計(jì)模座 （ MOLDBASE ）。模具構(gòu)件包括上模型腔、 下模型腔（也稱為凸模型腔、凹模型腔） 、澆道系統(tǒng)（注道、流道滯料部、澆口等） 、砂芯、銷(xiāo)、滑塊等，而模座則包括固定側(cè)模板、移動(dòng)側(cè)模板、頂出銷(xiāo)、回位銷(xiāo)、冷卻水線、電熱管、

31、停止銷(xiāo)、定位螺栓、導(dǎo)柱、導(dǎo)鍵等。一般而言，模座的構(gòu)件各部分均可利用protrusion 及 cut 等簡(jiǎn)易的實(shí)體特征來(lái)建構(gòu)， 而型腔由于牽涉到上、 下模的分模面， 因此需要建構(gòu)復(fù)雜的曲面特征。根據(jù)本設(shè)計(jì)中的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)需要，必須在產(chǎn)品的其中一個(gè)側(cè)面設(shè)置整個(gè)側(cè)面的斜抽芯機(jī)構(gòu)，所以在分型面的選擇上如圖所示。主分型面如下圖：第10頁(yè)共35頁(yè)中北大學(xué) 2014 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)圖 3.3主分型面斜抽芯分型面如下圖：圖 3.4斜抽芯分型面第11頁(yè)共35頁(yè)中北大學(xué) 2014 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)利用分型面所分出的型芯和型腔，再根據(jù)本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改，從而得到了型芯，定模固定板兼型腔。其他的零件的 3D 設(shè)

32、計(jì)也是在原始的機(jī)械設(shè)計(jì)中得來(lái)的， 但是 3D 設(shè)計(jì)的好處是可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，如干涉等，這樣的話就可以邊設(shè)計(jì)邊校核，從而減少錯(cuò)誤。本設(shè)計(jì)中最重要的斜導(dǎo)柱的定位就可以通過(guò)在PRO/E 上來(lái)進(jìn)行，把定位后所得的各零件間的相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量出來(lái)后就可以反映到各零件中去，從而減少了定位誤差。第12頁(yè)共35頁(yè)中北大學(xué) 2014 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)4 模具的裝配零件的裝配在 PRO/E 中是根據(jù)約束來(lái)進(jìn)行的， 根據(jù)各零件間的裝配關(guān)系使用對(duì)齊或匹配的約束來(lái)完成裝配。完成所有零件的3D 設(shè)計(jì)后就可以裝配了，并在此基礎(chǔ)上建立爆炸圖，在爆炸圖上就可以很清楚的了解各構(gòu)件的裝配關(guān)系。第13頁(yè)共35頁(yè)中北大學(xué) 2014 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)5 零件材料的選擇及材料性能5.1制品的材料選擇依據(jù)5.1.1聚苯乙烯的化學(xué)和物理特性大多數(shù)商業(yè)用的 PS 都是透明的、非晶體材料。PS 具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學(xué)透過(guò)特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。