吸尘器弯管连接头注塑模设计-模具毕业论文

产品 吸尘器弯管连接头注塑模的设计 中北大学（分校）（山西太原） 材料工程系 0120741 班 张 恺 摘 要 : 分析了吸尘器弯管连接头的工艺特点，介绍了成型该塑件注射模的对开式侧抽芯结构及滑块连杆式圆弧侧抽芯机构，阐述了模具的工作过程及注意事项。模具设计中关于抽芯机构是一个难点，合适的抽芯机构直接关系到产品的合格与否，设计时既要考虑模具的机构要求，同时也要考虑模具设计的成本问题和制品要大批量生产等因素，最终采用液压抽芯机构，应付产品在脱模过程中的弯头，提供了较大的抽拔距和抽拔力，并且通过连杆 和轴的运动使得抽芯顺利抽出。本文重点介绍了这种抽芯机构及其设计要点，以及产品生产过程中的一些注意点。 关 键 字 ： 吸尘器； 弯管连接接头； 注射模； 圆弧侧抽芯 Abstract : Has analyzed the craft characteristic which the vacuum cleaner elbow piece company attaches, introduced takes shape should model to inject the mold to start out from opposite directions folio the type side to pull out the core structure and the slide long rod circular arc side pulls out the core organization continually, elaborated the mold work process and the matters needing attention. In the mold design about pulls out the core organization is a difficulty, appropriate pulls out the core organization to relate directly to the product is qualified or not, when design already must consider the mold the organization request, at the same time also needs to consider the mold designs the cost question and the product want factor and so on mass production, the connecting rod and the axis movement to pull out the coresmoothly to extract. This article introduced with emphasis this kind pulls out the core organization and its the design main point, as wellas in product production process some limelight. Keywords : hydraulic pressure ； gear and rack ； injection mould； the arc side is smoked the core 华北工学院分院毕业论文 1 目录 向 2处放大前言 . 错误 !未定义书签。 第一章 方案论证 . 错误 !未定义书签。 第二章 塑件分析设计 . 错误 !未定义书签。 第 2.1 节 原材料的选择 . 错误 !未定义书签。 第 2.2 节 原材料的结构与性能的分析 . 错误 !未定义书签。 第 2.3 节 产品结构分析 . 错误 !未定义书签。 第三章 注射机的选择 . 错误 !未定义书签。 第 3.1 节 注塑机的选择 . 错误 !未定义书签。 第 3.2 节 注射机有关工艺参数的校核 . 错误 !未定义书签。 第四章 浇注系统设计 . 错误 !未定义书签。 第 4.1 节 概述 . 错误 !未定义书签。 第 4.2 节 流道的设计 . 错误 !未定义书签。 第 4.3 节 浇口的设计 . 错误 !未定义书签。 第五章 分型面和排气槽的设计 . 错误 !未定义书签。 第 5.1 节 分型面设计 . 错误 !未定义书签。 第 5.2 节 排气槽的设计 . 错误 !未定义书签。 第六章 成型零件的设计 . 错误 !未定义书签。 第 6.1 节 概述 . 错误 !未定义书签。 第 6.2 节 成型零件的结构设计 . 错误 !未定义书签。 第 6.3 节 成型芯的径向尺寸的计算 . 错误 !未定义书签。 第 6.4 节 型芯的高度的计算 . 错误 !未定义书签。 第 6.5 节 型腔的径向尺寸的计算 . 错误 !未定义书签。 第 6.5 节 型腔的深度尺寸的计算 . 错误 !未定义书签。 第 6.6 节 型腔的侧壁厚和底板的设计 . 错误 !未定义书签。 华北工学院分院毕业论文 2 第七章 塑件脱模机构的设计 . 错误 !未定义书签。 第 7.1 节 概述 . 错误 !未定义书签。 第 7.2 节 齿轮的设计 . 错误 !未定义书签。 中北大学分校毕业设计（论文） 1 第 7.3 节 轴承的设计 . 错误 !未定义书签。 第 7.4 节 轴的设计 . 错误 !未定义书签。 第八章 合模导向机构的设计 . 错误 !未定义书签。 第 8.1 节 引言 . 27 第 8.2 节 导柱的设计要点 . 31 第 8.3 节 导套的设计要点 . 错误 !未定义书签。 第九章 模温调节系统的设计 . 错误 !未定义书签。 第 9.1 节 模具温度设计原则 . 错误 !未定义书签。 第 9.2 节 冷却系统设计原则 . 错误 !未定义书签。 第 9.3 节 模具冷却系统设计计算 . 错误 !未定义书签。 第 9.4 节 冷却水路结构形式 . 错误 !未定义书签。 结束语 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 外文原稿 . 错误 !未定义书签。 译文 . 错误 !未定义书签。 中北大学分校毕业设计（论文） 2 中北大学分校毕业设计（论文） 3 前 言 中北大学分校毕业设计（论文） 4 毕业设计是每个毕业生所必经的一个学习阶段。它是在老师的指导下由学生独立解决工程实际问题的过程。其基本目的是培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识和基本技能，分析与解决工程实际问题的能力。这对于培养我们 勇于实践、勇于探索和开拓创新的精神，提高我们分析、解决问题的能力，培养我们正确的设计思想和工程经济观点、理论联系实际的工作作风、严肃认真的科学态度都具有重要意义。 塑料是 20 世纪才发展起来的新材料。目前世界上塑料的体积产量已经赶上钢铁，成为当前人类使用的又一大类材料。我国的塑料工业正在飞速发展，塑料制品的应用已经深入到国民经济的各个部门。塑料工程通常是指塑料制造与改性，塑料成型及制品后加工。塑料制品与模具设计是塑料工程中的重要部分，是塑料工业中不可少的环节。 塑料材料的密度低，比强度高，又具有耐腐蚀性和绝缘 性。在较多的品种中，有的耐磨性能良好，有的防震、抗冲性能优异，有的耐疲劳性能突出。因而各种塑料制品在国民日常生活中得到了广泛的应用，它的大量使用还由于它的可加工性可以用注塑、挤塑、热成型和压延等方法高效的生产各种制品；它又可经纤维增强或改性，一定程度的改善制品所需的某些性能；另外塑料制品着色容易，又可多样修饰，使它浓妆淡抹走进千家万户。塑料制品被大量使用是作结构件，如各种电子仪表家用电器和通讯设备等的机壳、机架和机座、建筑上的塑料管道板条和门窗。汽车上的前后保险杠、仪表盘和内饰件。除此之外塑料件作为电绝缘零 件，与金属导体、半导体器件相辅相成。近年来透明塑料制品，从镜片、光盘到照明灯具，又拓展了新的应用领域。 对于一件塑料件只有通过正确的制品设计，才能步入国民经济以至尖端技术的各个领域。因而在塑料制件的生产中我们工程技术人员必须熟悉制品设计和有关理论、方法，结构和造型。 塑料材料的粘弹性、强度和刚度，以及它的特殊的失效形式、使用寿命和可靠性设计是设计中的技术难点。另外塑料材料的机加工，模具的冷却系统、模具精度，以及塑料件精度的取决因素和塑料件加工时的熔体流动或软化变形的可行性也是如今塑料制品设计上的技术难点。 如今塑料件成型模具的生产效率不断提高，注塑成型的热流道模具已普遍采用，各种自动脱模机构已相当成熟，模具的冷却系统的冷却效率得到充分的利用。中北大学分校毕业设计（论文） 5 再者，计算机辅助设计（ CAD）和计算机辅助制造（ CAM）的使用显著提高了塑料模具设计和制造的效率和质量，有效地缩短了模具设计制造周期。继 CAD和 CAM 技术成功地在模具设计和制造中应用后，此项技术向纵深方向发展。另外计算机辅助工程（ CAE）也将成为塑料模具设计中一种重要的辅助软件。 中北大学分校毕业设计（论文） 6 第一章 制件介绍及 对材料的选择 第 1 .1 节 制品的介绍 1.1.1 塑料制品的形状尺寸介绍 向 2处放大 中北大学分校毕业设计（论文） 7 1.1.2 选材依据 注射塑料制品的选材要求主要取决于使用要求，为达到均衡选材还需考虑材料的注射工艺性和模具的结构工艺性。 (1)塑料件所需性能（使用要求）。 使用要求是一个综合性的问题。这里我们设计的塑料制件是吸尘器弯管接头。已确定采用注射模塑成型， (2)几种塑料性能比较，见表 11。 表 11 几种常用塑料的使用性能排序 序号 性能 说 明 塑料代号排 序 1 强度刚度 高 低 PA POM PSU PET EP ABS PS PVC PMMA PP PE 2 耐磨减磨 好 差 PA PAR PP PBT PC FEP POM ABSPVC PS PMMA PSU 3 耐化学性 好 可 PCTFEF3 PEEK PPS PENTON PTFE PPSU PPO ABS HDPE PB PA PC PMMA 4 耐热性 高 低 PTFE EP PSU PC PP PE POM PMMA ABS PS PVC 5 尺寸稳定性 精 粗 PENTON PVC PSF PS PMMA ABS PC PA PSU PPO PP PE 6 抗老化性 强 弱 FEP F46 PTFE UEMWPE PEEK PMMA PAR PBT PC POM 7 阻燃性 好 差 PTFE PVC PI PPO PC PVF PEC EP PMMA PE PP 8 电性能 低 高 PTFE PE PVC PET PMMA PI PBT PPS PA TTE PPP 9 透明性 好 劣 PMMA PS PC PCTFEF3 PA PA-1010 10 耐折叠性 好 差 PP PE PVC PPC PS ABS 1.1.3 选材方法 经验法。按选材经验和推荐使用情况综合考虑使用要求，选取合适的材料，中北大学分校毕业设计（论文） 8 其中还须考虑经济成本和材料来源。 1.1.4 材料选择 PS 其它性能均合适，但由于太脆，故不予采用。工程塑料性能优良，但 成本太高，也不可取。综合考虑材料的性能和成本，最后选择聚乙烯 PP。 聚丙烯比重小，强度、刚性、硬度、耐热性能均优于 HDPE，可在 100 左右使用。具有良好的耐腐蚀性，良好的高频绝缘性，不受湿度影响，但低温易变脆，不耐磨，易老化，适合于制造一般的机械零件。 PP 属结晶性材料，吸湿性小，可能发生熔融破裂，长期与热金属接触会发生分解。其流动性极好，溢边值0.03mm 左右。冷却速度快，浇注系统及冷却系统应散热适度。成型收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形，取向性强。成型加工时注意控制成型温度，料温低取向性明显 ，尤其是在低温高压时更明显。模具温度低于 50 以下塑件无光泽，易产生溶接痕、流痕； 90 以上时易发生翘曲、变形。塑件应壁厚均匀，避免缺口，以防止应力集中。 PP 的其它性能见表 12。 1 表 12 PP 的部分性能 物 理 性 能 密度 g/cm 0.90.91 力 学 性 能 屈服强度 MPa 37 线胀系数 / 9.8 抗压强度 MPa 56 计算收缩率 % 1.03.0 断裂伸长率 % 200 燃烧性 慢 弯曲模量 GPa 1.45 透明性 半透明 冲击韧度 kJ/mm 3.54.8（缺口） 化 学 性 能 不含稳定剂时表面迅速变色、发脆，加抗氧剂可以改善其抗大气老化性能 成 型 条 件 预 热 时间 h 12 温度 80100 料筒温度 后段 160180 对碱类稳定 中段 180200 对多数油类稳定，能吸收极少量矿物油、植物油 前段 200220 模温 4080 强酸及高浓度氧化剂能引起破坏，对水和无机盐溶液稳定。 注射压力 MPa 70120 成型时间（总周期50160） s 注射 2060 受许多烃类、酮类高级脂肪族的侵蚀而软化或溶解，对醇类稳定。 高压 03 冷却 2090 螺杆转速 r/min 48 中北大学分校毕业设计（论文） 9 第 1.2 节 塑料制品的结构设计 1.2.1 尺寸精度 塑料制品的尺寸精度与塑料制品品种有关，根据各种塑料收缩率不同，可将各种塑料的公差等级分为高精度、一般精度和低精度。对于塑料制品技术要求和尺寸精度尽量降低，采用一般精度。 PP 塑件一般精度为 MT6，未注公差尺寸为MT5。 1.2.2 表面质量 塑件表面质量包括表面粗糙度和表观缺陷状况（缺料、溢料、凹陷 、熔接痕、银纹、浇口处发浑、翘曲、粘膜和粘流道等）。如果不考虑表观缺陷状况，则制品的表面质量主要取决于表面粗糙度。一般而言，原材料的质量、工人操作水平及模具型腔的表面粗糙度等因素均对制品的表面粗糙度有影响，其中模腔的表面粗糙度影响最大。制品要求的表面粗糙度数值越小，模腔表面越光滑，加工模具时的研磨抛光要求也越高，模具制造的难度也越大。因此，制品表面的粗糙度应视情况而定，除了考虑使用要求外，还须考虑美观。模塑制品的表面粗糙度通常为Ra0.021.28 m ，这里取 Ra0.6。模腔表面粗糙度数值为制品的 1/2，即Ra0.010.64 m ,这里取 Ra0.4。 中北大学分校毕业设计（论文） 10 第二章 模具方案论证 我所设计的产品是吸尘器弯管连接头，具有侧孔，所以对整个模具设计考虑，主要考虑到模具结构中的侧向分型与抽芯结构的设计。 目前比较常用的侧抽芯结构主要有以下几类： （ 1）手动侧向分型与抽芯机构 该机构是只在推出制品前用手工方法或或手工工具将活动型芯取出的方法称为手动抽芯。手动抽芯的模具结构简单，加工制造成本低，但劳动强度大，生产效率低，而且抽拔 力受到人力的限制，仅仅用于小型的制品的小批量的生产。 （ 2）机动侧向分型与抽芯机构 机动侧向与抽芯机构利用注塑机的开模运动。对其方向进行变换后，可将模具侧型芯从制品中抽出。操作方便，生产效率高，但结构比较复杂。 （ 3）液压及气动侧向分型与抽芯机构 。 液压及气动侧向分型抽芯机构是依靠液压系统及气压系统抽出侧型芯。该类机构多用于大型管件的制品（特别是在弯头，三通接头等）其主要特点是根据抽芯力的大小和抽拔距的长短来考虑，可以得到较大的抽芯力和抽芯距。而且运动非常的平稳。液压抽芯机构带有锁紧装置，侧型芯设在动模一边 ，成型时，侧型芯由定模上的压紧块锁紧。开模时，首先由液压抽芯系统抽出侧型芯，然后再顶出制品，顶出机构复位后，侧型芯在复位。 综上所述，根据机构特点和产品本身的特点，我选择液压抽芯机构，因为该机构能满足该产品的较长的抽拔距以及提供较大的抽拔力。 中北大学分校毕业设计（论文） 11 第三章 注射机的选择 注塑成型机类型和规格很多，卧式注塑机是目前使用最广泛的注塑成型机，其注塑柱塞或螺杆与模板的合模运动均沿水平方向装设，并且多数在一条直线上，其优点是机体较低，容易操纵和加料，制件推出模具后可自动坠落，故意实现全自动化操作，机床重心较 低安装稳定，一般大中型注塑机均采用这种形式。此处就采用卧式螺杆式注塑机。 模具设计时需要考虑注射机技术的规范有：最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、模具安装尺寸和开模行程等。由于同一规格的注射机，生产厂家不同，技术规格也有所不同，所以设计时最好查阅注射机生产厂家提供的注射机使用说明书上标明的技术规格。这里从采用互联网上查得的采用 TT1-1290/270 型。其技术规格如表 31 所示： 图 31 注塑机的安装尺寸 表 31 注塑机技术规范 项目 单位 A 注射装置 TT1-1290/270 螺杆直径 mm 56 螺杆长径比 L/D 18.8 注射容积 cm3 603 注射速率 g/s 86 塑化能力 g/s 11.6 注射压力 Mpa 206 螺杆转速 r/min 220 合模装置 合模力 KN 2700 移模行程 mm 270 拉杆内间距 mm x310 模具厚度 mm 200-500 模具定位孔直径 mm 顶出行程 mm 125 中北大学分校毕业设计（论文） 12 顶出力 KN 62 其它 料筒加热功率 KW 5.1 油泵电机功率 KW 7.5 最大油泵压力 Mpa 16 外形尺寸 M 3.4x1.12x1.65 机器重量 T 2.2 中北大学分校毕业设计（论文） 13 第四章 注塑模设计 第 4.1 节 塑料制件在模具中的位置 4.1.1 分型面的选择 分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动充模特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注塑模具设计的一个重要问题。 分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件的位置、形状以及推出方式、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在 选择分型面时要综合分析比较，遵循以下原则： 1. 分型面应选在塑件最大轮廓处 2. 确定有利的留模方式，便于塑件脱模 通常分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在动模一侧，这样有助于动模内设置的推杆机构动作。 3. 保证塑件的精度要求 4. 满足塑件的外观质量要求 5. 便于模具加工制造 6. 对排气效果、侧向抽芯的影响 考虑以上几方面，我们将塑件投影面积最大的平面作为分型面，与开模方向垂直。 第 4.2 节 主流道分流道的设计 4.2.1 主流道及主流道衬套 为了有效地传递压力，浇注系统主流道及其附近的塑料熔体应该最后固化，主流道与分型面垂直， 为便于中北大学分校毕业设计（论文） 14 流道凝料拔出，设计成 2（ 24） 锥角的圆锥形。内壁粗糙度 4.0Ra ，内壁研磨抛光时不形成与开模方向垂直的划痕，以免造成脱模困难。主流道与喷嘴接触处作半球形凹坑，二者配合严密，避免高压塑料熔体溢出，凹坑球半径 R2 比喷嘴球头半径 R1 大 12mm,R2=R1+(12)=17mm， 主流道小端直径比注塑机喷嘴孔径大 0.51mm，取 16mm。大端直径比分流道深度大 1.5mm 以上。台阶转角半径 R宜大一些，以免淬火开裂或应力集中 ,取 R=3mm。由 于主流道与注塑机的高温喷嘴反复接 触和碰撞，所以设计成独立的主流道衬套。选用优质钢材 T8A制作，并经热处理 淬火 +低温回火提高硬度至 5055HRC。 将衬套与定位环分开设计，定位环用于安装模具时作定位作用，并高出模具表面 5(510)mm 紧压在机器定模板与模具定模板之间，用来承受主流道衬套被反向压出的力。 流道锥角 =2 3 喷嘴球半径 SR15 喷嘴口孔径 4 4.2.2 冷料井的类型和结构 由于注塑机喷嘴与冷 模具接触降温，致使喷嘴前端存有一段低温料，为了除尽这段冷料，在主流道对面设计冷料井使冷料不进入分流道和型腔，采用冷料井底部带推杆的冷料井 3。用带 Z 形头拉钩的推杆在分模时将凝料从主流到拉出。拉料杆固定在推板上，推出制件时，冷料连同塑件一起被推出。取产品时向拉料钩的侧向稍许移动，即可脱钩将制件连同浇注系统凝料一起取下。 拉料杆直径 d = 013.0028.020mm 冷料井处孔径 d = 013.0028.020mm 4.2.3 分流道设计 影响分流道设计的因素很多，制品的几何形状 、壁厚、尺寸大小及尺寸的稳定性，内在质量和外在质量要求，塑料的种类，注射机的压力，加热温度，注射单位： mm D d D1 L L1 28 4.5 12 2256 13 中北大学分校毕业设计（论文） 15 速度，主流道及分流道的拉料及脱落方式，型腔布置及浇口形式的选择都能影响分流道的设计。在设计分流道时考虑以下几点： 1. 塑料流经分流道时的压力损失及温度损失要小。 2. 分流道的固化时间应稍后于制品的固化时间，以利于压力的传递及保压。 3. 保证塑料迅速而均匀的进入各个型腔。 4. 分流道的长度应尽可能短，其容积要小。 5. 要便于加工及刀具的选择。 (1)分流道截面分析 圆形截面分流道 其优点是表面积与体积 之比值为最小，在容积相同的分流道中圆形截面分流道的塑料与模具接触的面积最小，因此其压力损失及温度损失小，有利于塑料的流动及压力传递，其缺点是圆形截面分流道必须在动、定模上分别设计两个半圆形，因此给模具加工带来一定难度。 抛物面截面（ U 形截面） 其截面的形状接近于圆形截面，同时此种截面的分流道只在模具一面加工。但缺点是与圆形截面相比，热损失较大，流道废料较多。 梯形截面 此种截面是抛物线形截面的变形，与以上两种截面相比，其热损失较大，但便于分 流道的加工及刀具的选择。 考虑到 PP 流动性极好，溢边值 0.03mm 左右，冷却速度快，浇注系统及冷却系统散热应适度，料温低，取向性明显。 50以下无光泽。因而，这里选择椭圆形截面分流道。查表得到 PP 的圆形截面分流道直径为 D=4.79.5mm，这里取D=5mm。 中北大学分校毕业设计（论文） 16 (2)分流道的长度 其长度 L 取尽可能短、少弯折，以减少压力和热 量的损失。 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因而分流道的内表面的粗糙度并不要求很低，这里取1.6 m ，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 4.2.4 浇口的设计 采用潜伏浇口，浇口开在分型面上，从制件边缘进料。边缘浇口具有矩形或接近矩形的断面形状，其优点是浇口便于机械加工，易保证加工精度。试模时浇口的尺寸易修整， 适于各种塑料品种，其最大特点是可以分别调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间（即补料时间），主要由浇口的厚度决定，当厚度决定后，根据塑料的流动性能选择适当的剪切速率和流动速率。在依据制品的重量（或体积）确定浇口的宽度，因此，矩形浇口容易调整到最佳工艺条件。如图所视 4.2.5 排溢系统的设计 3 当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇筑系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体，否则将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不a. 椭 圆形截面 b. U 形截面 c.梯形截面 图 45 分流道截面 中北大学分校毕业设计（论文） 17 清、填充缺料等成型缺陷。另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导 致塑件局部碳化或烧焦（褐色斑纹），同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计时有必要考虑排气问题。 本模具为中小型的简单型腔，且设有推杆定出机构和侧向抽芯机构，可以利用推杆、活动型芯与模板的配合间隙进行排气，其间隙可取在 0.030.05mm之间，这里取 0.04mm。 中北大学分校毕业设计（论文） 18 第五章 模具成型尺寸的计算 第 5.1 节 5.1.1 成型零件的结构设计 (1)凹模的结构设计 整体式凹模有一整块金属切削而成，结构牢固、不易变形。这里模具型腔结构并不复杂，可以采用整体式凹模。 模板一般采用 45#钢制作，但是 45#钢在局部淬火时容易变形，所以动模板加工时，留修模余量，对型腔部分作局部淬火，后再次对模板进行修模。模板材料 45#钢正火，硬度 170 210HBS，表面粗糙度：mRa 2.3 。 型腔表面淬火，硬度 43 48HBS，表面粗糙度： mRa 6.1 (2)型芯的结构设计 把型芯单独制造，在嵌入到齿条端上，这样加工方便，还有便于修模。 5.1.2 成型零件工作尺寸计算 按平均收缩率计算成型尺寸比较简便易行，是最常用的计算方法，这里采 用此方法。 PP 平均收缩率 %6.0SCP，塑件制造公差 5MT ，对应模具制造公差11IT 。 (1)型腔径向尺寸计算 2/ PPCP LL (47) P C PS C PP C PS C PP C PM C P LLLL 2 (48) 2/2/ mwM P CM LL 式中 ML 型腔（ 孔）的最小尺寸 w 型腔使用过程中允许的最大磨损量（取塑件总误差的 1/6，一般在0.020.05mm之间） 中北大学分校毕业设计（论文） 19 m 成型零件制造误差（正值） PL 塑件（轴）的最大尺寸 塑件公差（负值） 出于修模考虑，对型腔径向尺寸来说易修大，预留一负修模余量r,标上制造公差m得型腔径向名义尺寸： ML= )2/2/(rmwM P CL +m 对于注塑模，型腔磨损量很小时，可用下式计算： ML= )(mMPCL +m (49) 塑件径向尺寸 1PL =50mm，256.0501 PCPL =49.68mm； 68.49%6.068.491 xL M C P 50.02mm 模具型腔按 11IT 级精度制造，其制造偏差m=0.07mm， 1ML =(50.02-0.07)+0.07 =50.02+0.07mm 塑件径向尺寸 2PL =33mm，2PCPL=33252.0=32.74； 74.32%6.074.322 xL M C P =32.94mm 模具型腔按 11IT 级精度制造，其制造偏差m=0.07mm 2ML =(32.94-0.16)+0.16 =32.94+0.16mm 塑件径向尺寸3PL=6mm，3PCPL=6232.0=5.84； 84.5%6.084.53 xL M C P =5.88mm 模具型腔按 11IT 级精度制造，其制造偏差 m =0.07mm 3ML =(5.88-0.16)+0.16 =5.88+0.16mm (2)型芯径向尺寸计算 中北大学分校毕业设计（论文） 20 2/ PPCP LL ML=rmwM P CL 2/2/ 标上制造公差m得型芯径向名义尺寸： ML= )2/2/(rmwM P CL - m 对于注塑模，型腔磨损量很小时修模余量也很小时可用下式计算： ML= )(mMPCL +m (410) 塑件尺寸4PL=45mm，4PCPL=45+256.0=45.28mm； 28.45%6.028.454 xL M C P =45.55mm 模具制造偏差m=0.084mm， 4ML (45.55+0.084)-0.084 =45.55-0.084 mm 塑件尺寸5PL=4mm，5PCPL=28+248.0=28.24mm； 24.28%6.024.285 xL M C P =28.41mm 模具制造偏差m=0.048mm， 5ML (28.41+0.048)-0.048 =28.41-0.048 mm 塑件径向尺寸6PL=1.8mm，6PCPL=1.8224.0=1.92； 92.1%6.092.16 xL M C P =1.93mm 模具型腔按 11IT 级精度制造，其制造偏差m=0.07mm 6ML=(1.93-0.16)+0.16 =1.93+0.16mm (3)型腔深度尺寸计算 (4)型芯高度尺寸的计算 。 中北大学分校毕业设计（论文） 21 5.1.3 侧壁和底板厚度计算 (1)型腔侧壁厚度计算 型腔为不规则形状，近似于矩形，按整体式圆形型腔进行计算。但塑料熔体注入时，其最大变形发生在自由边的中点。变形量为 34max Eahpc (413) 式中 c 由hL而定的常数，这里选择 0.330； L 侧壁内侧边长 mm； h 侧壁内侧边高（型腔深度） mm。 模腔压力opp )3231(=3070Pa，op为注塑压力。 3 4 E hpca (414) 3 5403.01006.2 2570330.0a11mm 故侧壁厚选 a 11 mm。 (2)底板厚度计算 允许变形量 已知，按刚度条件计算 3 4 E bpcS (415) b 型腔内壁短边长 c 常数，由bL 而定 ，取 0.0277。 3 5 403.01006.2 50700277.0 S=12.5mm 按许用应力计算 最大应力集中在底板中心和长边中点处，而以长边中点处的应力最大，应力为 2max )( Sbpc 按许用应力计算底板最小厚度 S (mm)为 中北大学分校毕业设计（论文） 22 2bpcS (417) 式中 c 由 bL/ 决 定的常数，查表取 c =0.4518。 200 50704518.02S 20 mm 故底板厚度选 S 20 mm。 第 5.2 节 侧向抽芯机构设计 5.2.1 抽芯距确定和抽拔力计算 3 齿轮齿条抽芯机构的侧向抽芯距 1ss (35) mm，取整齿。 注塑成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收缩，对型芯产生包紧力，塑件要从模腔中脱出，就必须克服因包紧产生的摩擦力。对于不带通孔的壳类塑件，脱模时还要克服大气压力。一般而论，塑件刚开始脱模时，所需克服的阻力最大，即所需的脱模力最大。图 46 为不带通孔的壳类塑件脱模时型芯的受力分析。脱模力可以按图 46 来估算。根据力平衡原理，列出平衡方程式： xF =0 则： Ft + Fb sin = Fcos 式中 Fb 塑件对型芯的包紧力； F 脱模时型芯所受的摩擦阻力； Ft 脱模力； 型芯的脱模斜度。 又 F = Fb 于是 Ft = Fb（ cos - sin ） 而包紧力为包容型芯的面积与单位面积上包紧 力之积，即： Fb =A p 由此可得： 图 47 中北大学分校毕业设计（论文） 23 Ft =A p （ cos - sin ） (418) 式中 塑料对钢的摩擦系数，约为0.10.3； A 塑件包容型芯的面积； P 塑件对型芯单位面积上的包紧力，一般情况下，模外冷却的塑件 p 5.2.2 楔紧装置设计 注射时，型腔 里的塑料熔体以很高的压力作用在侧型芯上，特别是当侧型芯的面积较大时，将产生一个很大的侧推力，这个力将使型芯齿条产生运动，因此必须另外加闭锁装置，即在闭模时需要有楔紧块锁住，开模时导柱齿条要有一段空行程，确保楔紧块能脱离滑块，继后由型芯齿条完成抽芯动作， 合模时复位。 第六章 模温调节与冷却系统的设计 PP 粘度低、流动性好，成型工艺要求模具温度不太高。注射成型过程中，可把模具看成为热交换器，塑料熔体凝固时释放的热量约有 5%以辐射、对流的方式散发到大气中，其余 95%由模具的冷却介质带走。模具 的冷却时间约占成型周期的 2/34/5，因此，冷却系统的设计是一个很重要的问题。 显然，应在模具上开设尽可能大、数量尽可能多的冷却水通道，以增大传热面积，缩短冷却时间，达到提高效率的目的。 中北大学分校毕业设计（论文） 24 6.1.1 冷却时间计算 塑件最厚部位断面中心层温度达到热变形温度以下所需时间简化计算公式为 )( )(4ln 22wswm TT TTkt (s) (426) 式中 塑件所需冷却时间， s t 塑件厚度， mm k 塑料热扩散率， m2/s mT 塑料熔体温度， sT 塑料热变形温度， wT 模具温度， 查表取 k =6.7 106m2/s，mT=200 ，sT=102 ，wT=40 )40102( )40200(4ln 107.6 105.2 862 =11.2 s 查表得到， PP 制件厚度 2.5mm，对应冷却时间 17.5s，为了安全起见，以上数值仅供参考，确切值在试模时确定。 6.1.2 冷却参数计算 (1)塑件每小时在模内释放 的热量 iGQ (J) (427) 式中 G 单位时间内注入模具的塑料质量，这里约 12.5kg/h i 塑料成型时在模具内释放的热焓量， J/kg Q =12.5 5.9 510 =7.375 610 J (2)冷却水体积流量计算 )(60 21 ttC QV (428) 式中 V 冷却水体积流量， m3/min C 冷却水的比热容， J/kgK 中北大学分校毕业设计（论文） 25 冷却水的密度， kg/m3 1t 冷却水出口温度， 2t 冷却水进口温度， V =)2025(4 1 8 71060103 7 5.736 =5.87 10-3 m3/min (3)求冷却水孔径 根据体积流量，由表查找，取冷却水孔径 10d mm。 (4)求冷却水在孔内的流速 v 24dVv 6001.0 1087.54 23 =1.25 m/s (5)求冷却水壁和冷却水间的传热系数 2.08.0)(d v (429) 式中 与冷却水温度有关的物理系数，查表得到 25 时，水的 =7.95。 2.08.001.0 )25.1996(95.7 =5977 W/m2 K (6)冷却水孔总传热面积 A )(3600 TTQA w (430) 式中 T 冷却水平均温度，21 ttT ， )5.2240(5977360010375.7 6A =0.0196 m2 (7)求冷却水孔总长 L )()(3600 8.0 TTvd QL w (431) =)5.2240()01.025.1996(95.7360010375.78.06 中北大学分校毕业设计（论文） 26 =0.63 m (8)求模具上应开的冷却水孔数 n n =dlA (432) 式中 l 每根水孔的长度， m n =16.001.0 0196.0 =3.9 4 孔 (9)冷却水流动状态校核 当平均水温为 22.5 时，由图查得，水的运动粘度 61095.0 m2/s。 vdRe (433) =61095.001.025.1 =1.3 410 410 故冷却水属稳定湍流状态，冷却效果良好。 (10)冷却水进出口温差校核 vCdGtt i 221 900 (434) =25.110418701.0900 10375.7 326 =5 与原设定值一致。 6.1.3 冷却回路设计 由前面计算得到冷却孔数 4，孔径 10mm。 取冷却水孔中心线与型腔壁距离14mm，冷却通道之间中心距 30mm。 型腔较浅，可以采用最简单的直通式冷却水路，动、定模冷却水路布置相同。 中北大学分校毕业设计（论文） 27 图 61 冷却水到分布简图 中北大学分校毕业设计（论文） 28 第七章 工艺参数的校核 7.1.1 最大注射量的校核 注射模一次成型的塑料重量（塑件和流道凝料重量之和 ）应在公称注射量的35%75%范围内，最大达 80%，最低不小于 10%。既保证塑件质量，有充分发挥设备的能力。选在 50%80%范围内为好。实际一次成型的塑料重量为18 2+14=50g ，是公称注射量的13.160 50 100%=73.7% ，在最佳范围内，合适。 7.1.2 注射压力的校核 所选注射机的注射压力必须大于成型塑件所需的注射压力。成型所需的压力与塑料品种、塑件形状尺寸、注射机类型、喷嘴及模具流 道的阻力等因素有关。根据经验，这里成型的塑件形状一般，精度要求一般，塑料熔体流动性较好，所需注射压力一般在 80120MPa，小于注射机的注射压力 206MPa，符合要求。 7.1.3 锁模力的校核 型腔压力可按下式粗略计算 kPPc （ 435） 式中 cP 模腔压力 (MPa) P 注射压力（ MPa） k 压力损耗系数。与塑料品种、浇注系统结构及尺寸、塑件形状、成型工艺条件及注射机类型而异，一般 0.250.5 范围 内选取。 按下式校核注射机的额定锁模力： kP AKAKPT c (N) （ 436） 式中 T 注射机额定锁模力， T =700(KN) 中北大学分校毕业设计（论文） 29 A 塑件和流道系统在分型面上的总投影面积，（ mm2） K 安全系数，通常取 1.11.2。 1.1 0.5 171 7000 10-3=658.35(KN) 700(KN) 合适。 7.1.4 开模行程的校核 开模取出塑件所需的开模距离必须小于注射机的最大开 模行程。肘杆式锁模机构，其最大行程不受模板厚度影响，对于单分型面注塑模具，开模行程可按下式校核： ）（ mmHHS 10521 （ 437） 式中 1H 塑件脱模（推出距离）距离， mm 2H 塑件高度，包括浇注系统在内， mm S =270mm 31+52+10=93mm 合适。 对于侧向抽芯的动作是利用注塑机的开模动作，通过齿轮齿条机构来完成的模具，所需开模行程还须考虑侧向分型抽芯的要求。根据抽芯要求 S 140+10=150mm 综合分析考虑抽芯机构、制件高度、脱模距离、模厚等因素，开模行程合适。 7.1.5 安装尺寸的校核 (1)喷嘴尺寸 注射模主流道衬套在设计时就根据注射机喷嘴尺寸得到的，所以这里不再校核。 (2)定位圈尺寸 选用的注射机定模板台面上的定位孔孔径 60mm，注射模端面凸台径向尺寸60mm，与定位孔呈间隙配合，便模具安装并使主流道喷嘴同心，模具端面凸台高度 5mm小于定位孔深度。 中北大学分校毕业设计（论文） 30 合适。 (3)模具外形 注射机拉杆内间距 500 310，模具宽 315mm，可以卸掉一根拉杆，安装在注射机工作台面上。 (4)模具厚度（闭合高度） 模具厚度必须满足以下关系： m axm in HHH m （ 438） 式中 mH 所设计的模具厚度， mm minH 注射机允许的最小模具厚度， mm maxH 注射机允许的最大模具厚度， mm 150175320 合适。 由于抽芯机构的要求，配合模具装配，增加模具厚度以使齿条 有足够的运动空间，动模端面后再加一组垫块（垫块 40 310 63） 。这样模具总厚度为 238，仍属于要求范围，合适。 (5)模具装固尺寸 选用的注射机上有许多不同间距的螺钉孔，用于安装模具。这里模具比较小，采用压板固定比较合适。这种方式灵活性较大，只需在动、定模座板附近有螺孔就行。 中北大学分校毕业设计（论文） 31 第八章 导柱导套的设计 第 8.1 节 导柱的设计要点 8.1.1、导柱的直径和长度 导柱的直径一般在 1263mm 之间，而且导柱无论是固定段的直径还是导向段的直径的形位公差与尺寸之间的关系应遵循包容原则。在本设计中，导向段和固定段 的直径是 40mm，安装段的直径为 56mm，导柱的总长度为 125mm。 8.1.2、导柱的形状 导柱的端部做成半圆形，半圆头高度取与其相邻圆柱直径的21，前端倒了角，使起能顺利进入导向孔。 8.1.3、导柱的配合公差 安装段与模板间采用过渡配合 H7/K6，导向段和导向孔间采用动配合H7/f7。 8.1.4、粗糙度 固定段表面用 Ra0.8 m，导向段表面用 Ra0.4 m。 8.1.5、导 柱的材料 导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯部，因此在本设计中所选导柱的材料为 20#钢，渗碳 0.5 0.8，淬硬 56 60HRC。 导柱的示意图： 中北大学分校毕业设计（论文） 32 （ 图 8.1.1 导柱 ） 第 8.2 节 导套的设计设计要点 8.2.1、形状 为了方便导套压入模板的同时便于导柱进入导套，在导套端面内外倒圆角，模具上的导向孔做成了通孔，这样合模时孔中的空气易排出，这样就避免形成附加阻力，同时也便于排除意外落入的塑料废屑。 8.2.2、公差配 合与表面粗糙度 导套内孔与导柱之间为动配合 H7/f7，外表面与模板孔为较紧的过渡配合H8/k7（带轴肩导套），其前端设计为一长 3mm 的引导部分，按松动配合 H8/e8制造，其粗糙度内外表面可用 Ra0.8 m。 8.2.3、导套的材料 导套的材料可用耐磨材料，在本设计中采用的是 20#钢， :热处理 5055HRC，渗碳 0.5 0.8，淬硬 56 60HRC。 其余中北大学分校毕业设计（论文） 33 导套的示意图： （ 图 8.3.1 导套 ） 中北大学分校毕业设计（论文） 34 第九章 脱 模机构的设计 注射模必须有准确可靠的脱模机构，以便在每一个循环中将塑件从型腔内或型芯上自动的脱出模外，实现生产的自动化、半自动化。 推杆是推出机构中最简单最常见的一种形式。它加工简单、安装方便、维修容易、使用寿命长、脱模效果好，因此在生产中广泛应用。这里才用这种形式，但考虑到它与推杆的接触面积较小，为了避免应力集中或塑件变形，对每个塑件设置两根推杆。采用直杆式圆柱形推杆，结合塑件的形状（塑件脱模斜面为圆弧形，脱模力很小），推杆工作面直径设为 d=5mm。 装配时，推杆端面应和型腔在同一平面或比型 腔平面高出 0.050.1mm，以免影响塑件外形。推杆孔的配合段用 H7/h7，推杆与固定板采用轴肩连接，两者的配合间隙 0.8mm。安装时推杆轴线可做少许位移，确保与型腔上配合孔的同心度。材料采用 T8A，头部局部淬火，推杆上段表面硬度 HRC6065，配合段表面粗糙度 Ra0.8 m ，其余 Ra1.6 m 。 开模完毕后，拉料杆与推杆将水口料和产品一起顶出。 中北大学分校毕业设计（论文） 35 结束语 综上所述，塑件的脱模结构 是模具设计的重点和难点，特别当塑件有螺纹时。含有螺纹的塑件脱模时，无论是强制脱模，还是自动脱模，脱模结构之间的运动都要协调，保证塑件能准确从型芯上脱下来。本文设计的塑件是含有内螺纹的空心制件，是一种有代表性的空心螺纹制件，它集普通型芯和螺纹型芯为一体，该设计对其它同类模具设计具有一定的参考价值。 中北大学分校毕业设计（论文） 36 致谢 指导老师 刘新民 敬爱的老师、亲爱的同学： 大学四年的生活在弹指一挥间过去了，同学们由不成熟的小青年到现在成熟而且朝气蓬勃的年青人，一步步都是在老师的精心呵护和细心的教育下 走过的。说到这儿，也许每个同学的脑海里都浮现出了一段只属于自己和老师的故事，有时会像父亲的教导一样严厉，有时会像慈母的关怀一样温暖。总之都是让人难忘的，值得回味的故事。 首先，我要感谢的是我的母校 华北工学院分院。我们是学院本专业的第一届本科生，是学院的新的希望，因而上至学院的领导，下到各系的老师都对我们寄予了厚望，并且花费了大量的精力来培养我们，使我们的身心都得到了全面的发展，综合素质得到了全面的提高，这是我们能顺利完成大学四年学业的一个重要因素。现在我们完成了学业，即将走上工作岗位，年青的我们祝愿母校 能为国家培养出更多的合格人才，让更多优秀的中华儿女投入到祖国的社会主义建设中去。 还有我要感谢这次毕业设计的指导老师刘新民老师。 刘新民 导师治学严谨，学识渊博，品德高尚，平易近人，在我学习期间不仅传授了做学问的秘诀，还传授了做人的准则。这些都将使我终生受益。无论是在论文的选题、资料查询、开题阶段，还是在 论文 研究和撰写的每一个环节，无不得到导师的悉心指导和帮助。我愿借此机会向 刘新民 导师表示衷心的感谢！同时，也对 李政中博士 的帮助和指导表示感谢！ 回顾 四 年学习期间的一千余个日日夜夜，自己为有机会摆脱工作的烦恼与浮躁 ，静心钻研，潜心研究，并取得初步研究成果而感到欣慰。欣慰之余，我要向关心和支持我学习的所有领导、同事和朋友们表示真挚的谢意！感谢他们对我的关心、关注和支持！ 最后 要感谢的 是 在我收集资料过程 中和设计中 给予无私 帮 助和支持的 同学特别是 潘兰英 同学， 论文的成果中也包含了他们 的汗水 。 中北大学分校毕业设计（论文） 37 参考文献 1. 申开智主编 .塑料成型模具 . 2002.第二版 .北京 . 中国轻工业出版社 . 2. 齐晓杰主编 .塑料模具设计指导 . 1994. 东北林业大学出版社 . 3. 唐志强主编 .塑料模具设计师指南 .1999.北京 .国防工业出版社 . 4. 杨可桢等主编 .机械设计基础 .1999.第四版 .北京 .高等教育出版社 . 6. 吴宗泽等主编 .机械设计课程设计手册 .1999.第二版 .北京 .高等教育出版社 . 7. 陈经斗主编 .画法几何及机械制图 .1997.修订版 .天津 .天津大学出版社 . 8. 陈敏华等编 .带螺纹 90 弯管注射模的设计 .模具技术 .2003.NO.6.22. 9. 张杰等 .螺纹型芯自动收缩式注射模设计 .模具工业 .2000. NO.2. 10 . SOHLENIUSG. Concurrent enginerringJ.Annals of the CIRP， 1992,41(2):645. 11 . STOKEHATTK.102 例注塑模具设计 M. 1991.北京 中国轻工业出版社 . 12. 廖念钊等主编 .互换性与技术测量 .2000.第四版 .北京 .中国计量出版社 . 13. WollSLB, Cooper D J. Pattern-based closed-loop quality control for injection molding process J. Polym Eng Sci, 1997, 37(5): 801 812. 14. 宋玉恒主编 .塑料注射模具设计实用手册 .1995.北京 .航空工业出版社 . 15. 塑料注射模零件标准及术语 GB.4169.1 11.北京 .国家技术监督局 . 16. 塑料模具技术手册编委会编 .塑料模具技术手册 .1999.北京 .机械工业出版社 . 17. 丁浩主编 .塑料加工基础 .1998.上海 .上海科技出版社 . 18. 李明辉等主编 .模具制造工艺 .1999.北京 .机械工业出版社 . 19. 叶国平等编 .像机镜头座的注射模设计 .模具制造 .2004.第一期 .30 页 . 中北大学分校毕业设计（论文） 38 Pro/E模块全集介绍 Pro/Engineer 是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。 1. 参数化设计和特征功能 Pro/Engineer 是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。 2 单一数据库 Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的 CAD/CAM 系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变， NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化， 成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。 一、 Pro Engineer Pro/Engineer 是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer 是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（ Ribs）、槽（ Slots）、倒角（ Chamfers）和抽空（ Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自 然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持 Postscript 格式的彩色打印机。 Pro/Engineer 还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上 Pro/Engineer 软件的其它模块或中北大学分校毕业设计（论文） 39 自行利用 C 语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下 (没有任何附加模块 )具有大部分的设计能力，组装能力 (人工 )和工程制图能力 (不包括 ANSI， ISO， DIN 或 JIS 标准 )，并且支持符合工业标准的绘图仪 (HP， HPGL)和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。 Pro/Engineer 功能如下： 1 特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）； 2 参数化（参数 =尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）； 3 通过零件的特征值之间，载荷 /边界条件与特征参数之间（如表 面积等）的关系来进行设计。 4 支持大型、复杂组合件的设计 (规则排列的系列组件，交替排列， Pro PROGRAM 的各种能用零件设计的程序化方法等 )。 5 贯穿所有应用的完全相关性 (任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动 )。其它辅助模块将进一步提高扩展 Pro ENGINEER 的基本功能。 二、 Pro SHEETMETAL Pro/SHEETMETAL 扩展了 Pro/ENGINEERR 的设计功能，用户可建立参数化的板金造型和组装，它包括生成金属板设计模型以及将它们放平成平面图形。 Pro/SHEETMETAL 提供了通过参照弯板库模型的弯曲和放平能力。弯曲允许量通过弯曲或放平状态下的模型附加特征的功能，同时支持生成，库储存和替换用户可自定义的特征。 1特征包括： (l) 壁：平面壁可以将示意壁连接到模型的选择边上。冲压壁可以沿着模型上垂直选择边冲压出壁的示意外形。 (2) 弯曲：允许用户规定如何弯曲一个模型的平面部分而不需要加一个新的材料。 (3) 形状：允许将复杂形状表面掺合进板筋件中。用户定义的形状特征库可以通过产生用户定义的形状特征以外的特征来生成。 (4) 穿孔：穿孔特征允许用户预先定义 自己的穿子 L形式并将它们加到库里。穿孔包括 个坐标系统，该坐标用于 Pro/MANUFACTURING 用于刀具定位数据的相对基准。 (5) 槽：提供一个槽的形式库，该形式可由用户预先定义。开槽只需要二个定位基准。 2操作包括： (l) 展平：将一个弯曲的板筋件展开成一个平面图形，可按照用户定义的方式进行。 (2) 弯：将一个平面图形弯成原来板筋件的弯曲状态。 Pro/SHEETMETAL 包括当进行放平操作时参照一系列弯现表的功能。弯曲允许量是材料厚度、材质、半径和角度的函数。表格可以由外部生成并使用 Bend Table命令进行修改。 Pro/SHEETMETAL 允许用户制定板筋件的弯曲顺序并保存弯曲次序表，就象用于弯曲和展平的参考一样。 Pro/SHEETMETAL 还允许用户将制造信息连接到一个形状特征上，该特征以后将被去除 (多工具操作 )。 中北大学分校毕业设计（论文） 40 三、 Pro SURFACE Pro/SURFACE 是一个选项模块，它扩展了 Pro/ENGINEER 的生成、输入和编辑复杂曲面和曲线的功能。 Pro/SURFACE 提供了一系列必要的工具，使得工程师们在整个工业范围内很容易地生成用于飞机和汽车的气动曲线和曲面，船壳设计以 及通常所碰到的复杂设计问题。功能包括： 1 生成曲线及曲线种类； (1) 在草图中画出示意几何体； (2) 通过 IGES 输入曲线； (3) 通过 IGES)输入定义曲线的点； (4) 通过一系列点插值曲线； (5) 求二个曲面的交换； (6) 不 、圆、佯条曲线、二次曲线、复合曲线。 它们主要用于： (1) 构造用于曲面实体模型的旋转几何体； (2) 定义用于生成任意仲类特征的几何体； (3) 定义扫描轨迹线； (4) 多点倔值 /定义平滑线； (5) 增加或改变一个线框模型。 2 编辑曲线： (1) 在交点处截断曲线； (2) 缩短或加长地剪裁曲线； (3) 通过移动定义点或改变斜率条件重新定义曲线， (4) 改变曲面交线定义曲线； (5) 删除或恢复曲线。 3 生成曲面及曲面种类： (1) 冲压或旋转一条曲线； (2) 沿著轨迹线扫描一条曲线， (3) 沿著 多轮廓轨迹妇描一条曲线； (4) 曲线之间的融合； (5) 四条边界曲线之间的融合； (6) 通过一个点映射平滑表面； (7) 两族曲线之间的事例 (“放样” )， (8) 二交曲线间的融合； (9) 二次曲面间的倒角 /圆滑； (10) 通过 IGES 输入曲面， (11) 通过计算值曲面输入： (12) 平面、圆柱面、直纹曲面、圆锥面、球面 /圆环面、旋转曲面、薄壁柱面、非均匀有理 B 样条曲面 (NURBS)、倒角曲面 (角的倒角 )、恒定或可变半径的倒角 / 不 曲面、偏置曲面和由计算值定义的曲面。 4 编辑曲面： (1) 将曲面缝合在一起形成一个曲面网， (2) 在与其它曲面交线处剪裁曲面， (3) 改变输入点的文件定义一个曲面； (4) 重新定义用于定义曲面的轨迹或曲线； (5) 用曲面或曲面网替换实体模型的任一表面； (6) 将曲面缝合在一起形成一个封闭的容器从而生成一个实体模型； (7) 偏置一个曲面或曲面网； (8) 将一个曲面转换成一个薄壁实体。 它们主要用于： （ 1） 构造复杂特征和零件； （ 2） 构造表面模型； （ 3） 构造实体模型； （ 4） 在一个实体上生成任意种凹下或凸起物； （ 5） 用一新的曲面或网替换实体模型上的任意表面； （ 6） 给一线框模型复益上表面并变成一个非参数化的实体模型； （ 7） 实体表面可以生成偏置表面。 四、 Pro NC- CHECK 1 Pro/NC-CHECK 提供图型工具用以对铣削加工及钻床中北大学分校毕业设计（论文） 41 加工操作所产生的物料， 作模拟清除。 Pro/NC-CHECK 内选定的工具会依照 Pro/MANUFACTURING 定义的切割路径移动，用户亦可以清楚看到物料清除的进度。加工制造组件以阴影显示，装组线上各个组件可以由用户设定不同的颜色。它亦让用户可以在整个加工制造过程，定义夹层平面 (Clipping Plane)特定的深度。夹层平面 (Clipping Plane)对物料清除摸拟过程提供纵切面的阅视功能。这项独一无异的功能再加上颜色的设定，选定工具路径、内置参考模型、工具及任何夹具 (Fixture)均能一目了然不生混淆。此外， Pro/NC- CHECK 能让用户对工具及夹具 (Fixture)进行快速验证及评佑。从而防止严重的损失。 2 Pro/NC-CHECK 与 Pro/MANUFACTURING 一并使用时，用户可用以仔细检定切割零件的每一部份，节省了用户不必要地在昂贵机器上试用及操作的时间。因此，将这些产品合并使用，不仅体现了贵重资源得以节省的好处，亦提供了一个加工制造的良好方案。 五、 Pro MANUFACTURING Pro/MANUFACTURING 将产生生产过程规划刀路轨迹并能根据用户需要产生的生产规划做出时间上及价格 成本上的估计。Pro/MANUFACTURING 将生产过程生产规划与设计造型连接起来，所以任何在设计上的改变，软件也能自动地将已做过的生产上的程序和资料也自动地重新产生过，而无需用户自行修。它将具备完整关联性的 Pro/ENGINEER 产品线延伸至加工制造的工作环境里。它容许用户采用参数化的方法去定义数值控制 (NC)工具路径，赁此才可将 Pro/ENGINEER 生成的模型进行加工。这些信息接着作后期处理，产生驱动 NC 器件所需的编码。 Pro/MANUFACTURING 为下列机器操作产生自动化的工具路径： 1 铣削加工 (Mitting) 2 车削加工 (Turning) 3 线体电子释放机械技术 4 钻床加工 (Dritting) 六、 Pro MOLDESIGN Pro/MOL DESIGN 模块用于设计模具部件和模板组装，它包括如下功能： 1 采用参照设计模型的方法，自动生成模具型腔几何体。 2 对单一、多面类似或者多面不同的型腔，采用 Pro/ENGINEER 的组装命令及花样组来定出型腔。 3 对复杂的多面 /注模，提供 Slider/CAMMED 移动功能。 4 用不同的缩减补偿方式，修改造型几何体。 5 在模拟过程，采用干扰核查的方法支定度及模似模具开口及 Molding Ejection Sequence. 6 备有 AC Technology 的 C Flow/EZ 分析软件，提供空腔冲填及 AIR TRAPPING 模拟、 中北大学分校毕业设计（论文） 42 Front、 ram 速度、 weld 线及流体速度 (Flow Velocity)。 7 直接取得 Pertinent模具设计工程的信息，包括冲填器皿及型腔表面积等信息。 8 可生成摸具的特定功能，包括浇口 (Sprue)、浇道 (Runner)、浇槽 (Gates)、冷凝线 (cooling line)及分离线。 9 Pro/LIBARARY 亦有提供与 Pro/MOLDESIGN 使用的功能，包括标准化的摸具组装及元件。 七、 Pro MESH Pro/MESH 提供了实体模型和薄壁模型的有限元网格自动生成能力。也就是它自动地将实体模型划分成有限元素，以便有限元分析用，所有参数化应力和范围条件可直接在实体模型上指定，即允许设计者定义参数化载荷和边界条件，并自动生成四边形或三角形实体网格。载荷 /边界条件与网格都直接与基础设计模型相关联，并能象设计时一样进行交互式修改。 Pro/MESH 包括： 1 自动生成四面体单元和三角形薄壳单元 (单元厚度参数由模型厚度决定 ) 2 参数化定义网格 3 载荷与边界条件是参数化的，并被直接应用到几何体上 (包括所有和局部区域 )。同时也可连接到设计参数里。 4 支持作用于面的对流约束 5 支持固定点上的瞬时载荷约束 八、 Pro INTERFACE Pro/INTERFACE 是一个完整的工业标准数据传输系统，提供 Pro/Engineer 与其它设计自动化系统之间的各种标准数据交换格式它可用于 Pro/ENGINEER 几何的输入和输出。剖面可以参数化并被构造 Pro/ENGINEER内的任意特征种类。 1 二维和三维图形： Pro/INTERFACE 提供了将 2D 和 3D图形通过 IGES4 0或 SET 输入到 Pro/ENGINEER 的绘图模式里的能力，输入后，正常制图功能都是有效的。 2 三维线框图形： Pro/INTERFACE 提供了将 3D线框几何体通过 IGES4 0 或 SET 输入到 Pro/ENGINEER 内的能力，该线框体能被用于生成全参数化，以特征为基础的实体模型。如果需要，可以复盖到非参数化的实体模型上。 3 任意形状曲面： Pro/INTERFACE 提供了通过 IGES4 0或 SET将一个或更多的任意形状曲面输入到 Pro/ENGINEER 内的能力。一旦输入后，这些面可以被偏置和缝合在一起，及被其它曲面剪裁，它们也可以被用于构造一个实体模型 (见 Pro/SURFACE 有关详细描述 )。 4 三维表面模型： Pro/INTERFACE提供了通过 IGES4 0 或 SET 将部分表面或整个表面线框模型输入到 Pro/ENGINEER 内的能力。在 Pro/ENGINEER 内如果有遗漏表面可以加上，并且整个表面模型也可以复盖到一个非参数化的实体模型上。覆盖到非 参数化实体模型上的表面可以作为一个“单一特征”。这样用户就可以将所有参数化特征附加中北大学分校毕业设计（论文） 43 到这“单一特征”上，当然该特征也能象其它任何 Pro/ ENGINEER 修改。 数据交换功能包括： 1 SLA：用于将 3D 模型信息输出到生产工作台。 2 RENDER：用于将 3D 模型信息输出到著色程序。 3 DXF：用于输入和输出那些支持 DXF格式文件系统的 2D 信息。 4 NEUTRAL：用于输出符合 Pro/ENGINEER 中间文件格式的特征、零件、部公差信息。 5 IGES：用于输出符合 IGES4 0 标准的 2D图形和 3D模型 (包括零件和部件 )。 6 PATRAN Geom；用于输出符合 PATRAN中间文件格式的零件几何体数据。 7 IGES128：用于输出零件几何体 (注：除非特殊需求规定，将无效 )。 8 SUPERTA BGeom：输出符合用于输入列 SUPERTAB的 UNIVERSAL 文件格式的几何体。 9 SET：用于输入符合 VDA 标准的 Pro/ENGINEER 模型。 九、 Pro FEATURE Pro/Feature 扩展了在 Pro/ENGINEER 内的有效特征，包括用户定义的习惯特征， 如各种弯面造型 (Profited Domes)、零件抽空 (Shells)、三维式扫描造型功能 (3D Sweep)、多截面造型功能 (Blending)、薄片设计 (Thin 一Wa)等等。通过将 Pro/ENGINEER 任意数量特征组台在一起形成用户定义的特征，就可以又快又容易地生成。 Pro/FEATURE 包括从零件上一个位置到另一个位置复制特征或组合特征能力，以及镜像复制生成带有复杂雕刻轮廓的实体模型。 1 用户定义特征是参数化的，当然也很容易修改。 2 一个用户定义的特征可在同一零件上生成并反复使 用。或者在 一个零件组里或在其它设计里使用的特征可以是一个“标准”特征。 3 对于 Pro/FEATURE 标准特征库可以很方便地开发并使其对整个 Pro/FEATURE 用户都是有效的。 4 Pro/FEATURE 特征或特征组可以从 个地方复制到另一个地方。 5 能象组合库一样支持局部组合 6 特征能象零件一样被镜像复制 7 先进的设计特征扩展了 Pro/ENGINEER包括下列特征的特征库的能力： (l) 壳：产生各种“空心”实体，提供可变壁厚。 (2) 复杂拱形面：生成带有适合不同外形表面的实体模型。 (3) 三维扫描：沿著 3D 曲线扫描外形以生成雕刻状实体模型。 (4) 薄壁特征：很容易地生成各种“薄壁”特征。 (5) 复杂混和：以一种非平行或旋转的方式 (“复画” )将各种外形混合在一起。 (6) 组合零件：将二个零件组台成一个或将一个零件从另一个中去掉形成一个空腔。 (7) 混和 /扫描：沿著一个示意轨迹的路径混合各种外形。 (8) 开槽特征：将 2D 图投影到任何 3D表面以形成一个装饰几何体。 (9) 偏置面：将一个 2D 外形面投影到任何外表面以生成一个上升或下降特征，该特中北大学分校毕业设计（论文） 44 征表面与原外表面有一个偏差。 (10) 分 割线：生成一个用于分割图案表面的分割线。 (11) 管道：在零件上以及组件里的零件之间生成“管道”元素。 十、 Pro DETAIL Pro/ENGINEER 提供了一个很宽的生成工程图的能力，包括：自动尺寸标注、参数特征生成，全尺寸修饰，自动生成投影面，辅助面，截面和局部视图， Pro/DETAIL 扩展了 Pro/ENGINEER 这些基本功能，允许直接从Pro/ENGINEER的实体造型产品按 ANSI/ISO/JIS/DIN标准的工程图。 Pro/DETAIL支持的功能包括： 1 支持 ANSI， ISO， JIS和 DIN 标准； 2 全几何公差配合： * 特征控制标志 * 基本尺寸标注 * 公差基准面和轴； 3 测量标准 * 毫米尺寸 * 公差尺寸 * 角度尺寸 4 字符高剖线 * 半剖图 * 多暴露度控制； 5 图内可变字符高度； 6 用户自定义字体； 7 图内多种字体； 8 双尺寸标准； 9 纵向尺寸标注； 10 扩展视图功能： * 零组件剖视图 * 自动画面视图 * 旋转面剖视图 * 比例视图（所有视图不同比例） * 轴测图 (ISO标准 )； 11 表面光洁度标记； 12 用户自定义绘图格 式和绘图格式库； 13 图表； 14 用于 Pro/DETAIL 设置隐含标准的配置文件； 15 用于注释表面光洁度和球星的多引线种类； 16 尺寸与尺寸线平行； 17 可选择的消隐线显示观察； 18 具有输入用于注释的 ASCII 文件能力； 19 多层零件图和布置图。 Pro/DETAIL 也包括 2D 非参数化制图功能，可用于生成不需要 3D 模型的产品图。 Pro/DETAIL 提供下列功能： 1 具有读其它符合 IGES4 0、 SET 和 DXF标准的 CAD 系统生成的图形能力。 2 具有修改输入图形 来影响设计修改或更新能力。 3 具有利用 Pro/PROJECT 提供图形储存、恢复等功能来管理这些图形的能力。 4 具有通过 IGES 到 PTC 支持的绘图仪输出这些图形能力。 5 具有将非相关性几何体加到 Pro/DETAIL 图形的能力。 6 具有生成用户自定义的符号和符号库的能力。 7 具有生成用户自定义的线型能力。 Pro/E module complete works introduction Pro/Engineer is a set by the design to the production machinery automation software, is the new generation of product modelling system, is a parametrization, based on the characteristic entity modelling system, 中北大学分校毕业设计（论文） 45 and has the sole database function. 1. Parametrization design and characteristic function Pro/Engineer is uses the parametrization design, based on the characteristic entity simulation system, the engineering design personnel uses characteristic has the intelligence to produce the model based on the characteristic function, like the cavity, the shell, the bevel edge and the fillet, you may outline the schematic diagram at will, changes the model easily. This function characteristic has provided never has had in the design the simplicity and nimble to the project designer. 2. sole databases Pro/Engineer is the establishment in the unification basic unit database, does not look like some traditional CAD/CAM system establishment in many databases. The so-called sole database, is in the project material comes from completely a storehouse, causes each independent user in is a product modelling but works, which department no matter he is. In other words, has the modification in entire design process any, also may around respond in on the entire design process related link. For example, once the project detail has the change, NC (numerical control) the tool way also can automatically renew； The assembly engineering plat like has any change, also completely similar response on entire three-dimensional model. This kind of unique construction of data and the engineering design integrity union, causes a product the design to unify. This merit, causes the design to optimize, end product quality higher, the product can push to the market well, the price is also cheaper. 中北大学分校毕业设计（论文） 46 First, Pro/Engineer Pro/Engineer is a software package, the module, it is this system major component by no means, function including the parametrization function definition, the entity components and the assembly modelling, the three dimensional color entity or the line frame modelling awning complete engineering plat has and the different view (three dimensional The modelling is also transportable, the enlargement or reduces and revolves). Pro/Engineer is a function definition system, namely the modelling is realizes through each kind of different design special-purpose function, including: The muscle (Ribs), the trough (Slots), the bevel edge (Chamfers) and pumps out (Shells) and so on, uses this method to establish the physique, regarding engineer said is the nature, is more direct-viewing, does not need to select the complex geometry design method. This system parameter is uses the symbolic expression compared to the function to entrust with the physique size, does not look like other systems is assigns some fixed values directly in the physique, such engineer may establish in the physique wilfully between the size and the function relations, any parameter change, it also is connected the characteristic also can automatically revise. This kind of function causes the revision to be more convenient and may to make to design optimizes hastens perfectly. The modelli