【基于proe煙灰缸模具設(shè)計(jì)4700字（論文）】

基于proe煙灰缸模具設(shè)計(jì)中文摘要通過Pro/E、塑料顧間PlasticAdvisor)模塊、EMX模架裝配，并輔以必要的理論計(jì)算等方法對(duì)塑料制品到3D模具設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了介紹。整個(gè)設(shè)計(jì)過程將參數(shù)化設(shè)計(jì)和理論方法相結(jié)合，大大縮短了模具研發(fā)周期和設(shè)計(jì)過程，提高產(chǎn)品到模具的設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，保證了產(chǎn)品成型質(zhì)量和模具使用壽命、降低了產(chǎn)品生產(chǎn)成本。關(guān)鍵詞：Pro/E;充模質(zhì)量;3D模具設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u90121引言 1226462模具設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì) 1252823煙灰缸的模具設(shè)計(jì) 388543.1設(shè)計(jì)原則 3287063.1.1工序劃分的主要原則 394353.1.2道具的選用 385213.1.3定位基準(zhǔn)的選擇 4174423.2煙灰缸的模具設(shè)計(jì) 470013.2.1調(diào)入模具參照模型 4322203.2.2設(shè)置收縮率 5265113.3制作步驟 5229613.3.1選擇注塑機(jī) 532733.3.2創(chuàng)建模具工件 6208604結(jié)束語(yǔ) 714879參考文獻(xiàn) 71引言Pro/E都是當(dāng)今模具設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的CAD/CAM軟件。本文以常見的煙灰缸零件為例，在Pro/E中進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)好的模具以IGES格式轉(zhuǎn)換到MasterCAM中，進(jìn)行刀具路徑的設(shè)置和驗(yàn)證，并且后處理成NC文件。利用Pro/E和MasterCAM軟件各自的優(yōu)勢(shì)，完成模具的設(shè)計(jì)和加工過程。在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)之前，我們?cè)赑ro/E中設(shè)計(jì)好煙灰缸模型零件yhg.prt如圖1，模型的單位設(shè)置為mm。從圖1（a）正面圖和圖1（b）反面圖，可以看出該零件為底部進(jìn)行抽殼的薄壁實(shí)體零件。本文主要介紹煙灰缸的模具設(shè)計(jì)和加工。（a）正面（b）反面圖1煙灰缸模型2模具設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)今后，注塑模具CAD技術(shù)的發(fā)展方向是集成化、智能化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、并行設(shè)計(jì)等，以提高系統(tǒng)的實(shí)用性和方便性，并降低生產(chǎn)成本。注塑模具CAD與CAM系統(tǒng)集成為了提高模具的開發(fā)工作效率，人們將模具CAD與模具CAM兩個(gè)過程有機(jī)地連接起來，實(shí)現(xiàn)了模具CAD/CAM一體化。這種系統(tǒng)將CAD的設(shè)計(jì)結(jié)果直接用于數(shù)控仿真和生成數(shù)控加工程序，并送到數(shù)控機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)加工。在這種一體化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，人們又積極開展計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(ComputerIntegratedManufacturingSystemCIMS)的研制及其在模具開發(fā)方面的應(yīng)用。模具CIMS系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)，將模具設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)管理以及經(jīng)營(yíng)決策等方面有機(jī)地結(jié)合成一個(gè)整體。實(shí)現(xiàn)模具CIMS系統(tǒng)的關(guān)鍵在于建立一個(gè)統(tǒng)一的全局模具產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，以實(shí)現(xiàn)CAD,CAM,CAE各單元之間的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳遞、轉(zhuǎn)換以及信息共享。模具CIMS系統(tǒng)是物流和信息流的綜合，能對(duì)產(chǎn)品開發(fā)、模具設(shè)計(jì)、零件加工、整機(jī)裝配和檢測(cè)檢驗(yàn)的全過程實(shí)施計(jì)算機(jī)控制，從而大大縮短了模具的設(shè)計(jì)制造周期，降低了模具的生產(chǎn)成本，保證了模具加工質(zhì)量，并為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。(2)建立和應(yīng)用注塑模具CAD網(wǎng)絡(luò)環(huán)境隨著模具工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，要做到全球資源信息共享、交換等，網(wǎng)絡(luò)化是必然的發(fā)展道路?，F(xiàn)在，將多臺(tái)微型機(jī)CAD工作站聯(lián)網(wǎng)或?qū)⒍嗯_(tái)微型機(jī)CAD工作站和工程工作站聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成分布式CAIN系統(tǒng)，己成為一種趨勢(shì)。這種局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活、功能強(qiáng)大、價(jià)格較低。每個(gè)工作站可單獨(dú)使用，也可相互配合，實(shí)現(xiàn)局域的資源和信息共享，也可實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)和協(xié)同工作。這種CAD網(wǎng)絡(luò)很適合企業(yè)單位的需要。因?yàn)槠髽I(yè)中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造一般都不是個(gè)人行為，而是一個(gè)組或一個(gè)科室群體有組織有計(jì)劃進(jìn)行的工程項(xiàng)目。參加工作的各個(gè)成員必須相互配合、協(xié)同努力，在規(guī)定的權(quán)限下共享資源和已有的設(shè)計(jì)結(jié)果，有關(guān)負(fù)責(zé)人還要對(duì)各階段的設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行審核。這種CAD局域網(wǎng)絡(luò)的建立以及設(shè)計(jì)管理和協(xié)同設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)，無(wú)疑將大大促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。伴隨廣域網(wǎng)Internet/Intranet/Extranet的興起和拓展，注塑模具網(wǎng)絡(luò)CAD系統(tǒng)不再局限于企業(yè)內(nèi)部，全球不同地域的設(shè)計(jì)人員可以相互協(xié)作，共同完成某項(xiàng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。這無(wú)疑有利于全球資源信息共享，并符合經(jīng)濟(jì)全球化的要求。(3)人工智能(專家系統(tǒng))技術(shù)在注塑模具CAD中的應(yīng)用一般的模具CAD系統(tǒng)都是一種人機(jī)交互系統(tǒng)，即系統(tǒng)中包含了使用系統(tǒng)的人。使用模具CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)行為中起著主導(dǎo)和決策的作用，因此設(shè)計(jì)結(jié)果往往帶有人為的因素。人工智能(AI)、專家系統(tǒng)(ES)和基于知識(shí)的系統(tǒng)(Knowledge-BasedSystem,KBS)技術(shù)的發(fā)展及其在注塑模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用，為注塑模具CAD技術(shù)的發(fā)展開辟了新的途徑，從而出現(xiàn)了新的面貌。所謂智能模具CAD系統(tǒng)，是一個(gè)具有大量模具設(shè)計(jì)知識(shí)與相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)。它采用人工智能技術(shù)，運(yùn)用模具設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)中的設(shè)計(jì)知識(shí)進(jìn)行推理、判斷和決策，解決以前必須由模具設(shè)計(jì)專家解決的復(fù)雜問題，使模具CAD技術(shù)的發(fā)展達(dá)到一個(gè)新的水平。由于模具設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)來源于專家長(zhǎng)期積累的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，因此，一個(gè)成功的模具CAD專家系統(tǒng)可以達(dá)到甚至超過模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)＜业乃健?煙灰缸的模具設(shè)計(jì)煙灰缸是一件常見的生活用品，隨養(yǎng)人們生活水平的提高，對(duì)其功能和美觀都提出了新的要求。木文針對(duì)舊煙灰缸存在的不足設(shè)計(jì)新型產(chǎn)品，完成產(chǎn)品的實(shí)體造型，繪制工程圖，并能夠合理的選擇加工設(shè)備和夾具，分析加工工藝，獨(dú)立完成數(shù)控編程，生成NC代碼，最終完成產(chǎn)品的加工。主要有以下三步:1利用Cimatxnn軟件設(shè)計(jì)工具，繪制精美新型的煙灰缸草圖和實(shí)體，關(guān)鍵在于對(duì)約束、拉伸和布林運(yùn)算的應(yīng)用。2利用“數(shù)控編程與操作”理論知識(shí)和操作技能進(jìn)行刀路設(shè)置，包括輪廓選擇、參數(shù)設(shè)定及刀路生成等，為下一步實(shí)做工件做好準(zhǔn)備。3運(yùn)用數(shù)控銑床實(shí)做樣品，包括工藝分析、工件裝夾、測(cè)量等專業(yè)知識(shí)，通過最終檢測(cè)完成零件編程和加工。3.1設(shè)計(jì)原則3.1.1工序劃分的主要原則由于煙灰缸是由多個(gè)表而構(gòu)成的，精度要求較高，為了達(dá)到煙灰缸的設(shè)計(jì)精度要求，加工順序安排應(yīng)遵循一定的原則:先粗后精的原則;基準(zhǔn)而先加工原則;先而后孔原則;先內(nèi)后外原則;減少換刀次數(shù)的原則。3.1.2道具的選用在數(shù)控加工中，銑削平而零件內(nèi)外輪廓及銑削平而常用平底立銑刀，該刀具有關(guān)參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:是銑刀半徑RD應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓而的最小曲率半徑Rm如，一般取RD二(0.8-0.9)Rmin;是零件的加工高度H<（1/4-1/6）RD，以保證刀具有足夠的剛度;是用平底立銑刀銑削內(nèi)槽底部時(shí)，由于槽底兩次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半徑Re=R-r,即直徑為d=2Re=2(R-r)，編程時(shí)取刀具半徑為Re=0.95(Rr)。對(duì)于一些立體型而和變斜角輪廓外形的加工，常用球形銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀。3.1.3定位基準(zhǔn)的選擇(1)選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要要求保證各加工而有足夠的余量，使加工而與不加工而間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基而;(2)選擇加工余量最小的表而為粗基準(zhǔn)選擇較為平整光潔、加工而積較大的表而為粗基準(zhǔn)，以便工件定位可靠、夾緊方便。粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)木身就是未經(jīng)機(jī)械加工的毛坯而，其表而粗糙且精度低，若重復(fù)使用將產(chǎn)生較大的誤差。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)保證零件加工精度出發(fā)，同時(shí)考慮裝夾方便結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。加工煙灰缸時(shí)選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)考慮如下原則:①“基準(zhǔn)重合”原則:為滿足加工表而相對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的位置精度，應(yīng)選擇加工表而的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。②“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則:當(dāng)某一組精基準(zhǔn)定位可以比較方便的加工其它表而時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用粗精基準(zhǔn)定位。③“自為基準(zhǔn)”原則:當(dāng)工件精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表而木身作為定位基準(zhǔn)。④“互為基準(zhǔn)”原則:為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的原則。3.2煙灰缸的模具設(shè)計(jì)煙灰缸的三維造型完成后，利用Pro/E系統(tǒng)下的【制造】/[模具型腔]模塊進(jìn)行模具組件的設(shè)計(jì)，它包括參照模型的布局、收縮率的設(shè)置、毛坯工件的設(shè)計(jì)、分型面的設(shè)計(jì)、分割體積塊、抽取模具元件、鑄模、開模等兒大部分。3.2.1調(diào)入模具參照模型選擇在Pro/E菜單欄中的[文件」/[新建]命令建立新的文件，在彈出的【新建】對(duì)話框中，在【類型】欄選【制造】，在【子類型」欄選【模具型腔】，輸入文件名為“Yhg”;取消【使用缺省模板】復(fù)選框，并在【模板】欄選擇公制模具設(shè)計(jì)模板，單擊【確定】按鈕。選擇[菜單管理器]中的[模具模型」/[裝配」/【參照模型】命令，打開建立好的煙灰缸三維造型文件yhg.prl，將煙灰缸零件按自動(dòng)裝配的方式裝入進(jìn)來，注意開模方向。3.2.2設(shè)置收縮率考慮到材料的熱脹冷縮效應(yīng)，設(shè)計(jì)的零件要考慮收縮率。按尺寸進(jìn)行收縮率的設(shè)置，收縮比率為“0.005"，不改變已經(jīng)設(shè)計(jì)的零件尺寸。3.2.3設(shè)計(jì)毛坯選擇菜單管理器中的[模具模型」/[創(chuàng)建」/[工件」/[手動(dòng)]命令，手動(dòng)創(chuàng)建毛坯工件。毛坯一般為長(zhǎng)方體，創(chuàng)建主要使用拉伸命令，其三個(gè)方向的尺寸要能全部包含煙灰缸模型且有剩余。3.2.4設(shè)計(jì)分型面分型面的創(chuàng)建是模具設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。本例中的分型面是煙灰缸的外表面和底部所在平面的合并曲面。注意在復(fù)制外表面時(shí)要把所有的外表全部選中，底部的平面要超出毛坯的最大尺寸。3.2.5分割體積塊選擇菜單欄中的[模具體積塊]/[分割]命令，接受其余缺省選項(xiàng)，選擇“PRT_SURF_1”為分型面，對(duì)模具體積形狀。將俯視圖分成兒個(gè)部分，然后依次畫出各部分的細(xì)節(jié)特征。3.3制作步驟3.3.1選擇注塑機(jī)在“模型分析”對(duì)話框中測(cè)量組件質(zhì)量屬性,輸入模型的密度為0.95,得到所有參照零件的體積約為48.9cm3。根據(jù)注射機(jī)注射量的計(jì)算公式,取澆注系統(tǒng)體積為制品體積的0.5倍,則澆注系統(tǒng)的體積為:0.5×48.9≈24.5cm3,制品體積與澆注系統(tǒng)的體積大約為:24.5+48.9=73.4cm3,由于生產(chǎn)中每次實(shí)際注射量為注射機(jī)公稱注射量的0.75~0.45倍,在計(jì)算中取0.6。所以可以計(jì)算得到注射機(jī)的公稱注射量大約為:73.4÷0.6≈122.4cm3,所以根據(jù)此值選取注射機(jī)型號(hào)為:SZ-125/630,其主要參數(shù)如表1所示。表1注塑機(jī)的主要參數(shù)理論注射容量/cm3140拉桿內(nèi)間距/mm370×320螺桿(柱塞)直徑40移模行程/mm270注射壓力/MPa126最大模具厚度300注射速率/(g/s)110最小模具厚度150塑化能力/(g/s)16.8模具定位孔直徑#125螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)14~200噴嘴球半徑/mmSR15鎖模力/kN6303.3.2創(chuàng)建模具工件由于隱形眼鏡盒下蓋形狀簡(jiǎn)單、比較容易制造,所以采用牢固、不易變形的整體式型腔。側(cè)壁厚度計(jì)算如下:式中:a—模具的側(cè)壁厚度;c—常數(shù),與模具的L/h有關(guān),c=3(L/h)42(L/h)4+66=1.47;p—模具內(nèi)的型腔壓力；h—型腔高度;E—模具材料的彈性模量,等于(2.1×105)MPa;—許用彈性模量,等于0.07,工件壁厚設(shè)置為40mm。制作煙灰缸的具體步驟:(1)制作一張木紋背景，并選擇一個(gè)橢圓選區(qū)。然后反選將其刪除，橢圓中選擇小橢圓。再刪除，不取消選區(qū)粘貼，同時(shí)，還要調(diào)整暗度，及其水平的翻轉(zhuǎn)等:(2)中間的叫小圓，外面的叫大圓，第一輪選擇先將小圓選定后向下移動(dòng)到合適位置，然后反選、拷貝和粘貼，調(diào)整暗度后便可獲得煙缸的內(nèi)邊:(3)回到小圓圖層并將小圓選取，再做反選后移動(dòng)到合適位置，然后進(jìn)行羽化(18左右)，再調(diào)整暗度值。再將小圓選定，建一個(gè)新層進(jìn)行描邊(前景色是白色)，模糊，得到發(fā)光的輪廓。取消選擇，畫個(gè)大橢圓選區(qū)，并回到大圓圖層。做反選后執(zhí)行羽化和明暗度調(diào)整;(4)取消選區(qū)，保持選區(qū)向下移動(dòng)數(shù)下后再調(diào)整的暗一些。取消選區(qū)返回小圓圖層，畫出一個(gè)圓形選區(qū)。這個(gè)選區(qū)進(jìn)行羽化后執(zhí)行慮鏡“塑料包裝”效果，設(shè)置結(jié)果如圖。到大圓圖層，以小圓同樣的方法來處理大圓。這里大家不要合并圖層，處理一下.細(xì)節(jié):(5)做煙槽，新建一個(gè)圖層并畫出一個(gè)小矩形選區(qū)，用漸變工具拉出一個(gè)矩形的漸變色，再通過橡皮工具修出煙槽，復(fù)制三個(gè)，擺放好位置(注意透視效果);(6)隨后制作出木紋桌面，同時(shí)給煙缸作出陰影，并有明顯的色度等區(qū)分，這樣煙缸就算完成了。4結(jié)束語(yǔ)掌握了AutoCAD的基本繪圖命令后，就可以繪制圖形了，同一張圖形可以有很多種不同的繪制方法，只有正確掌握了繪圖的步驟，準(zhǔn)確把握?qǐng)D形的特點(diǎn)，才能夠提高繪圖的質(zhì)量和效率。以上繪圖方法和針對(duì)不同類型圖樣提出的畫法特點(diǎn)有助于準(zhǔn)確、清晰、高效地繪制機(jī)械圖形。參考文獻(xiàn)［1］李善鋒，姜勇．AutoCAD2008中文版機(jī)械制圖教程［M］．北京：人民郵電出版社，2010．［2］李善鋒，姜勇，栗英杰．AutoCAD2009建筑制圖實(shí)例教程［M］．北京：人民郵電出版社，200