基于ProE的摄像头制品的注塑模具设计

基于Pro/E的摄像头制品的注塑模具设计作者姓名xxx专业材料成型及控制工程指导教师姓名xx专业技术职务xx目录摘要 4第一章绪论 51.1中国模具工业技术发展现状 51.2我国模具工业发展与国外的差距 61.3模具研究的内容、目的及意义 8第二章 122.1注塑件的设计 122.2PC的介绍 12第三章PRO/E软件介绍 143.1软件在产品开发过程中的应用 163.2软件在产品开发后期的应用 18第四章分型面及排气系统的设计 184.1分型面设计 4.2排气系统的设计 19第五章浇注系统设计 245.1浇注系统的组成及设计原则 5.2流道及浇口设计 第七章导向机构的设计 7.1合模导向机构的设计 7.2脱模导向机构的设计 7.3侧向分型抽芯机构的设计 第八章成型零件的设计 总结 参考文献 31致谢 32摘要本课题主要是针对摄像头后盖的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。介绍了模具发展的趋势，国内外注塑模研究现状。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，完成摄像头制品注塑模具的总装图及零部件的三维模型。其优点在于使用PRO/E制图，三维的展现了模具的制作和结果，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、推出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计。该模具生产出的产品外表面光滑，结构巧妙紧凑，适于批量生产。随着科学技术的进步和国民经济的发展，模具行业会得到迅速的发展。模具机械化、自动化技术的发展和大型铸件逐步将进入应用。关键词：注塑模具浇注系统设计AbstractThemainissueisthecamera'srearcoverdiedesign,throughtheprocessofplasticpartsforanalysisandcomparison,thefinaldesignofaninjectionmold.Introducedthedevelopmenttrendofmold,injectionmoldresearchathomeandabroad.Theproductmixfromtechnologyissues,andspecificmoldstructure,thecompletecameramanufacturesinjectionmoldsandpartsoftheassemblymapofthethree-dimensionalmodel.TheadvantageisthattheuseofPRO/Edrawing,showsthehree-dimensionalmoldoftheproductionandtheresultsofthecastingmoldsystem,moldformingpartofthestructure,theintroductionofsystems,coolingsystems,thechoiceofinjectionmoldingmachineandrelatedcalibrationparametersaredetaileddesign.Themoldtoproduceasmoothsurfaceoftheproducts,structurecleverlycompact,suitableformassproduction.

Withthescientificandtechnologicalprogressandevelopmentofthenationaleconomy,moldindustrywillberapiddevelopment.Diemechanization,automationtechnologydevelopmentandlarge-scaleapplicationswillbegraduallycastingKeywords：InjectionMoldRunnergatingsystemDesign第一章绪论1.1中国模具工业技术发展现状我国模具工业近年来发展很快，据不完全统计，2006年我国模具生产厂点约有3万家左右，从业人员约100多万人，近年来，模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，增长在20%以上。2006年模具销售额为720亿元。2006年进口模具20.47亿美元，与上年基本持平，比2005年减少1.03%：出口总量为10.41亿美元，比2005年增长41.06%，出口首次突破10亿美元。从地区分布来说，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区（模具规模已占全国总量的70%左右）发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。2006年模具进口按地区分，进口最多的是江苏，其次为广东，上海和天津，都超过了2亿美元。江苏进口量3.92亿美元，占总进口比例为19.15%，上海进口量2.52亿美元，占总进口比例为12.35%，长三角地区的江苏。上海、浙江、山东进口量就有8.51亿美元，占总进口比例为41.58%。2006年在模具出口最多的10个省市中，广东、天津、浙江、江苏、上海、山东、福建、辽宁、北京、安徽。浙江、江苏、上海、山东、安徽分居第三位，四位、五位、六位、十位。模具行业结构调整和体制改革步伐加快，我国模具制造水平有了很大的提高，模具的CAD／CAM已很普遍，CAE／CAPP也在积极推广。如今我国生产的模具精度已达到微米级，与20年前相比，模具寿命提高了几十倍，模具生产周期缩短了约3/4，模具的标准件使用覆盖率从几乎是零，达到45%左右。我国模具总量虽然已位居日、美之后，但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，与英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等也有差距。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品，塑料模和压铸模比例增大，专业模具厂数量增加，能力提高较快，“三资”及私营企业发展迅速，国企股份制改造步伐加快等2006年模具行业固定资产投人量仍旧很大，估计全行业总计会有150亿元左右。二是外资及社会投资模具产业增长显著。许多地方加强了吸引外资及合资投入模具工业的工作，由于汽车产业发展的拉动，社会投资模具产业有所加强，如五粮液集团投资5亿元建立汽车模具生产厂，比亚迪公司投资2亿元建立了北京汽车模具公司，等等。此外，除模具集群生产基地的建设外，汕头天阳模具公司、广东巨轮模具股份有限公司、四川宜宾普什模具有限公司、河源龙记金属制品有限公司、柳州广菱模具技术有限公司、青岛海信模具有限公司、三井富士汽车模具公司等，2006年都完成了1亿元以上的固定资产投入。一汽模具制造有限公司、无锡国盛精密模具有限公司，东风汽车模具有限公司、无锡曙光模具有限公司、宁波合力模具有限公司、青岛海尔模具有限公司、保定长城模具中心等几十家企业，分别完成了2000万元至9000万元的固定资产投入模具集群式生产基地的建设继“十五”之后仍为亮点之一。许多地方政府进一步认识到模具工业对发展制造业的重要意义，因此加强了模具工业园区的建设。已有的园区进一步扩大，如宁波余姚、宁海和苏州昆山等模具园区都有所扩大，新的模具工业园区（或模具城）正在加紧建设，如成都、大连、深圳、苏州、常州等市已建立模具园区（或模具城），另外沈阳，西安、上海，宁波北仑、浙江黄岩等地都在积极筹备建立模具园区，以利带动地区模具及相关产业链乃至制造业的发展。有些高科园区内模具企业已占有相当的份量，像天津高新区就有40多家模具企业。特别是在高新技术园区和工业园区，外资、合资模具企业进一步增加，如苏州昆山模具园区，60%以上是外资企业。大连模具园区到日本、韩国招商。而有些地区高科技园内模具企业已占有相当的份量，像天津高新区有40多家模具企业。由于集群生产具有方便协作、降低成本、扩大市场、利于交流及可享受较为优惠的政策等优势，因此2006年这一生产方式得到进一步发展。现在已具有相当规模的模具园区(或“模具城”、模具集聚生产基地)等全国已有十来个，正在建设、筹建或规划的还有十多个。除集群生产之外，有些地方还在发展模具联合体及虚拟制造。这些也有类似于集群生产的一些优点。大部分模具园区(或“模具城”、模具集聚生产基地)每年都有1亿元以上的投入。截止到2006年底，全国已有这种集群式生产基地20多个，其中一半以上已形成一定规模在国家大力支持下，经多年发展，模具行业逐步涌现出了一些行业领军企业。应企业要求，2006年，中国模具工业协会开展了“中国重点骨干模具企业”的授牌工作。至年底，已批准50个企业为“中国重点骨干模具企业”。这些企业大都是各类模具的领军企业。他们技术设备先进，技术力量强，产品质量优良，生产经营管理规范，生产水平、能力和发展情况明显好于一般模具企业，他们是模具行业的中坚力量。其中20家企业，是行业公认的领军企业，具有很好的发展前景。品牌和技术进步得到进一步重视，高新技术企业队伍不断扩大，由于模具的从属性和对特殊用户的依赖性，品牌在模具行业长期不被重视。但是随着市场经济的发展，品牌效应已日显重要，“经营品牌”已成为企业一项很重要的工作。因此，模具行业品牌和技术进步在2006年受到越来越多企业的重视。据了解，全国已有10个左右的省、市级驰名(著名)商标和品牌，个别企业已在申报全国著名商标，更多的企业在2006年启动了品牌工作。除了企业品牌之外，集体品牌也显示出了其优越性。随着质量管理工作的不断深入和环保的日显重要，2006年又有一大批模具企业通过了ISO9000的国际质量体系认证及IS014000环境管理认证。同时，2006年又增加了一大批高新技术企业，包括国家级和省、市级。还有不少企业在2006年建立了模具技术中心或研发中心，其中有一部分被当地有关部门认定为省、市级技术中心或研发中心，这些也都是技术进步的体现1.2我国模具工业发展与国外的差距 模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母”，在我国国民经济中的地位非常重要，在“十五”、“十一五”期间，国家给予了重点扶植，中国模具工业水平不仅在量和质的方面有很大提高，而且行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展，特别是塑料模具发展迅速，跃居模具产业第二位。我国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具;精密塑料模具方面,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齿轮模具,所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平,而且还采用最新的齿轮设计软件,纠正了由于成型收缩造成的齿形误差,达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。虽然近年来我国模具技术有了迅速的发展，但与制造强国相比尚有较大差距。目前我国技术含量较低的模具已供过于求，而精密、复杂的高档模具则大量依靠进口。具体国内外塑料模具局势比较表。国内外塑料模具局势比较表项目

国外

国内

注塑模型腔精度0.005～0.01mm0.02～0.05mm

型腔表面粗糙度

Ra0.01～0.05μm

Ra0.20μm

非淬火钢模具寿命

10～60万次10～30万次

淬火钢模具寿命

160～300万次

50～100万次

热流道模具使用率

80%以上

总体不足10%

标准化程度

70～80%小于30%

中型塑料模生产周期一个月左右2～4个月在模具行业中的占有量30～40%

25～30%

塑料模具占模具总量近40％，而这个比例仍不断上升。塑料模具中为汽车和家电配套的大型注塑模具，为集成电路配套的精密塑料模具，为电子信息产业和机械及包装配套的多层、多腔、多材质、多色精密注塑模，为新型建材及节水农业配套的塑料异型材挤出模及管路和喷头模具等，目前虽然已有相当技术基础并正在快速发展，但技术水平与国外仍有较大差距，总量也供不应求，每年进口达几亿美元，因此“十一五”期间应重点发展。按2005年进出口情况来看，塑料橡胶模具进口11.45亿美元，占进口总额的55.4%，出口5.32亿美元，占出口总额的72.1%，与上一年情况相当，说明塑料橡胶模具仍保持相对较好的水平。在制造技术方面,CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，但依旧和国外存在差距。

以生产家用电器的企业为代表,陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统,使我国模具行业实现了CAD/CAM的集成,并能支持CAE技术对成型过程,如充模和冷却等进行计算机模拟,取得了一定的技术经济效益,促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来,我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展,主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等,这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点,为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来,国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢,如:一、渗碳型塑料模具用钢

0Cr4NiMoV、12CrNi3A，二、预硬化塑料模具钢P20、P4410、，Cr2MnWMoVS（8Cr2S）、Y55CrNiMnMoV（SM1），三、时效硬化型塑料模具用钢25CrNi3MoAl、18Ni、06Ni6CrMoVTiAl（06Ni），四、镜面塑料模具钢Y20CrNi3AlMnMo（SM2）五、耐蚀塑料模具钢PCR、0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR)等,对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响,但总体使用量仍较少。现时，我国已有50多项模具标准共300多个标准号及汽车冲模零部件方面的14种通用装置和244个品种共363个标准。国内已有较大产量的模具标准件，主要是塑料模标准模架、导向件、推杆推管、弹性元件、热流道系统元件等，但质量较差、品种规格较少。这些产品不但国内配套大量需要，出口前景也很好，应继续大力发展。氮气缸和热流道元件国内至今仍缺乏像样的专业厂生产，主要依靠进口，应在现有基础上提高水平，形成标准，并组织规模化生产。近年来虽然由于外资企业的介入，模具标准化和商品化比例已有较大提高，但总的来说还很低，据初步估计，目前这一比例大致为40%~45%而国际上一般在70%以上，其中中小模具80%以上，仍有很大差距。

此外，大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品。专业模具厂数量增加，能力提高较快。“三资”及私营企业发展迅速，国企股份制改造步伐加快模具设计的内容、目的及意义1.3.1研究内容 冲压工艺与模具设计是进行冲压生产的重要技术准备工作。冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况，从零件的质量、生产效率、生产成本、劳动强度、环境的保护以及生产的安全性各个方面综合考虑，选择和设计出技术先进、经济上合理、使用安全可靠的工艺方案和模具结构，以使冲压件的生产在保证达到设计图样上所提出的各项技术要求的基础上，尽可能降低冲压的工艺成本和保证安全生产。一般来讲，设计的主要内容及步骤包括：⒈工艺设计(1)零件及其冲压工艺性分析根据冲压件产品图，分析冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求、原材料尺寸规格和力学性能，并结合可供选用的冲压设备规格以及模具制造条件、生产批量等因素，分析零件的冲压工艺性。良好的冲压工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、占用设备数量少、模具结构简单而寿命高、产品质量稳定、操作简单。(2)确定工艺方案，主要工艺参数计算在冲压工艺性分析的基础上，找出工艺与模具设计的特点与难点，根据实际情况提出各种可能的冲压工艺方案，内容包括工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式等。有时同一种冲压零件也可能存在多个可行的冲压工艺方案，通常每种方案各有优缺点，应从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度和寿命高低、生产成本、操作方便与安全程度等方面进行综合分析、比较，确定出适合于现有生产条件的最佳方案。此外，了解零件的作用及使用要求对零件冲压工艺与模具设计是有帮助的。工艺参数指制定工艺方案所依据的数据，如各种成形系数(拉深系数、胀形系数等)、零件展开尺寸以及冲裁力、成形力等。计算有两种情况，第一种是工艺参数可以计算得比较准确，如零件排样的材料利用率、冲裁压力中心、工件面积等；第二种是工艺参数只能作近似计算，如一般弯曲或拉深成形力、复杂零件坯料展开尺寸等，确定这类工艺参数一般是根据经验公式或图表进行粗略计算，有些需通过试验调整；有时甚至没有经验公式可以应用，或者因计算太繁杂以致于无法进行，如复杂模具零件的刚性或强度校核、复杂冲压零件成形力计算等，这种情况下一般只能凭经验进行估计。(3)选择冲压设备根据要完成的冲压工序性质和各种冲压设备的力能特点，考虑冲压加工所需的变形力、变形功及模具闭合高度和轮廓尺寸的大小等主要因素，结合工厂现有设备情况来合理选定设备类型和吨位。常用冲压设备有曲柄压力机、液压机等，其中曲柄压力机应用最广。冲裁类冲压工序多在曲柄压力机上进行，一般不用液压机；而成形类冲压工序可在曲柄压力机或液压机上进行。⒉模具设计模具设计包括模具结构形式的选择与设计、模具结构参数计算、模具图绘制等内容。(1)模具结构形式的选择与设计根据拟定的工艺方案，考虑冲压件的形状特点、零件尺寸大小、精度要求、生产批量、模具加工条件、操作方便与安全的要求等选定与设计冲模结构形式。(2)模具结构参数计算确定模具结构形式后，需计算或校核模具结构上的有关参数，如模具工作部分(凸、凹模等)的几何尺寸、模具零件的强度与刚度、模具运动部件的运动参数、模具与设备之间的安装尺寸，选用和核算弹性元件等。(3)绘制模具图模具图是冲压工艺与模具设计结果的最终体现，一套完整的模具图应该包括模具和使用模具的完备信息。模具图的绘制应该符合国家制定的制图标准，同时考虑模具行业的特殊要求与习惯。模具图由总装图和非标准件的零件图组成。总装配图主要反映整个模具各个零件之间的装配关系，应该对应绘制说明模具构造的投影图，主要是主视图和俯视图及必要的剖面、剖视图，并注明主要结构尺寸，如闭合高度、轮廓尺寸等。习惯上俯视图由下模部分投影而得，同时在图纸的右上角绘出工件图、排样图，右下方列出模具零件的明细表，写明技术要求等。零件图一般根据模具总装配图测绘，也应该有足够的投影各必要的剖面、剖视图以将零件结构表达清楚。此外，要标注零件加工所需的所有结构尺寸、公差、表面粗糙度、热处理及其他技术要求。对于一个完整的生产过程，冲压工艺与模具设计是密不可分的，二者相互联系，相互影响，因此前述督可能需要交叉、反复进行。若方案有变化，则需重新进行设计计算。⒊编写工艺文件及设计计算说明书为了规范生产，加强管理，每一种冲压产品的生产需写相应的工艺文件(如工序卡片)。对零件冲压工艺和模具设计应编写设计计算说明书，以供日后查阅。设计计算说明书应该包括冲压件的工艺分析以及模具设计的主要内容。1.3.2研究目的及意义模具被称为“百业之母”。的确,模具是工业生产中最基础和最具有源头意义的一环，无论在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中,60%~80%的零部件都依靠模具孕育而来。作为制造业的上游部分,模具对产品质量、效益的决定作用会在工业流程的洪波中成倍放大,远远超出人们的想象。因此，要说模具决定着一个国家制造业的国际竞争力,半点都不夸张。二十多年来，我国模具工业发展迅猛，至近几年尤显疾劲。“十五”期间，模具业年均增速达２０％。２００５年，中国模具市场容量已近８００亿元人民币，市场规模仅次于日本和美国。据专家预测，“十一五”期间，中国模具业市场份额更将达到１２００亿元。如此惊人的广阔市场带来了灿烂机遇，与之对应的前提是我们的整体技术水平必须大幅提升。当前，国内模具企业大多集中在中低档领域，技术水平和附加值偏低，而一些高精密、高质量的模具制品仍依赖进口。对于模具行业来讲，提升技术含量，走向高端，是未来的必然选择。同时，国际模具界巧妙借力于IT技术，以网络提升效率、优化服务，这种做法也是值得效仿的方向。对于从业者来说，模具业一直存在且不断扩大的人力资源缺口也是个人前景的莫大机遇。但细分来讲，人力缺口同样以兼具国际眼光与实战经验的高端人才为主，而普通设计人员并不缺乏。在大部分模具生产企业。一套模具的设计由设计部门完成，模具零件加工工艺由工艺部门完成。为了应用和管理方便设计部门和工艺部门对模具零件采用统一的编码体系。即模具设计人员在总装图上标示零件件号、编制明细表时，将零件序号与零件GT码合为一体，共用十位代码表示，前两位表示零件序号，后八位为零件GT码在CAD/CAM/CAPP技术应用中，必须解决好零件信息的描述与输入问题，简明、准确地描述零件信息是实现CAPP系统的前提条件和CAPP系统进行工艺决策分析的可靠保证，也是CAPP系统运行的基础和依据。同时对于CAPP系统的输出质量和运行效率也具有决定性的影响。注塑模具零件的分类编码系统为实现信息的存储、查询提供了有效的解决方法。通过零件分类编码，实现合理、有序排放模具数据库中的信息，快速、准确检索信息。实现了真正意义上的模具零件CAD/CAPP信息集成。利用成组技术对模具零件进行分类编码，并利用成组技术建立典型工艺库，对模具零件的设计与制造采用统一的编码体系。解决了CAD系统与CAPP系统之间的信息传递难题。基于成组技术对注塑模具零件进行分类编码，并建立相应的典型工艺库。在以后的设计中可以参照成组设计资料中的相似零件进行设计，最大限度地利用已有的设计信息和前人的经验。在减少设计工作量的同时也实现了模具设计的标准化。第二章注塑件2.1注塑件的设计功能设计是要求塑件应具有满足使用目的功能,并达到一定的技术指标.该塑件是日用品,承受外力的几率不大,如冲击载荷,振动,摩擦等情况比较少;塑件的工作温度是室温,这使得在材料选择时对热变形温度,脆化温度,分解温度的要求降低;作为一种日用品,生产批量应该是大批大量生产,这样,就必须考虑生产成本和模具寿命,在材料的选择时要综合各种因素;此外,塑料都会老化,作为一种光学用品,还要考虑到材料的光氧化等问题.1、塑件材料的选择：选用材料为PC（聚碳酸酯）。2、色调：乳白。3、生产批量：批量。4、塑件工艺性分析：外表面光滑，外形为圆形壳类零件，腔体为14mm深，壁厚均匀2mm，表面粗糙度可取Ra1.6。塑件内部没有较高的粗糙度要求。塑件未注公差按照SJ1372中8级精度公差。2.2pc的介绍2.2.1P聚碳酸酯（Polycarbonate）缩写为PC是一种无色透明的无定性热塑性材料。其名称来源於其内部的CO3基团。聚碳酸酯耐酸，耐油。聚碳酸酯不耐紫外光，不耐强硷。2.2.2物理性质：聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94V-0级阻燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低，并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。随着聚碳酸酯生产规模的日益扩大，聚碳酸酯同聚甲基丙烯酸甲酯之间的价格差异在日益缩小。聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。2.2.3生产现状：聚碳酸酯(PC)作为五大工程塑料中唯一的透明产品，国内外产能增长迅猛，2000年全球生产能力约为185万吨，2001年为220万吨，2002年265万吨，2003年275万吨，预计2004年将增加到290万吨，2005年达到325万吨，年均增长率约为12%左右。我国PC产能多年来一直较小，仅有3家企业维持生产，产能不足5000吨/a，年产量2000吨左右，随着我国PC需求快速增长，目前我国掀起了PC合资合作建设装置的热潮，拜耳公司与上海华谊集团氯碱化工公司在上海化工园区建设20万吨/aPC装置，预计一期5万吨/a装置将于2004年底投产，2006年初完成二期工程达到10万吨/a，鉴于我国PC市场巨大需求，最终将使该PC装置扩能至20万吨/a，装置生产主要是光学级产品，用于生产CD、DVD光盘、汽车照明系统等。日本帝人化学正在浙江嘉兴建设5万吨/aPC装置，预计2005年4月投产，主要原料双酚A由日本三井化学供应，氯气和烧碱则来自当地企业，一氧化碳自己生产，产品为通用级产品，主要供应电气组件、汽车零部件的生产，计划在2006年将添加一套5万吨/a生产装置；同时该公司在上海高桥贸易自由区独资建设1.8万吨/aPC、ABS复合物装置，目前已投产，计划2005年上半年增建2万吨/a第二条生产线。日本三菱瓦斯化学公司拟在四川建设10万吨/aPC装置，预期2007年投产。此外，国内还有一些企业与国外合作或采用国产化技术建设规模化PC生产装置，因此未来几年我国PC生产将步入新阶段，2006年国内生产能力将增至25万吨/a左右，2010将达到50-60万吨/a。针对我国PC潜力巨大市场，国外著名的PC公司不仅在我国合作建设生产装置，还在中国台湾、韩国、新加坡、泰国等国家和地区建设规模化装置，相对多装置投资是针对我国市场的。PC生产工艺进展主要发展趋势是开发非光气合成工艺以替代目前主要合成工艺界面缩聚光气法，GE塑料和拜耳公司都开发各自的非光气法生产技术并推向工业化生产，此外旭/奇美、三菱化学/三菱瓦斯、帝人公司、LG化学公司均开发出非光气工艺技术，正在建设或计划建设非光气法PC装置，非光气法路线将成为未来PC的主要生产路线2.3.4市场分析：20世纪90年代末期以来我国PC的需求由原来的纺织业用沙管转向电子/电气、光盘、建筑、汽车工业等领域，需求量急剧增加。1999年国内消费量约为14万吨，而2003年消费量增高达到38万吨，年均增长率约28%左右，远远高于国民经济的平均增长速度和其它通用工程塑料的增长速度。由于国内产量极小，我国使用的PC主要从国外进口。1999-2003年我国PC的净进口量分别为13.8万吨、23.5万吨、21.2万吨、34.2万吨、38.1万吨，而且尚未包括相当数量走私进来的PC，亦未考虑进口的成品和边角料，所以实际国内进口与消费数据要比上述海关统计要高出许多，国内外PC界一致认为我国市场潜力巨大其相对稳定。1999年-2003年我国PC市场快速增长主要是电子电气产品、中空阳光板、CD和DVD光盘及非一次性饮用水桶和食品容器需求拉动，目前我国PC的消费结构大致如下：电子电气及计算机配件约占42%；中空阳光板约占26.3%；CD和DVD光盘约为13.1%；饮用水桶和食品容器约占10.5%；复合材料和汽车工业等领域约占9.1%。今后几年我国原有的主要消费领域仍将继续保持高速增长势头，计算机和家用电器持续增长，该领域未来对PC的年均增长率约为10%-12%；铁路、公路、机场及城市建设，对中空阳光板需求依然强劲，而且近年来国内长江和珠江三角洲一带利用PC加工生产板材企业经济效益比许多聚合物树脂生产企业好很多，预计中空阳光板未来对PC的需求年均增长率为12-15%左右；目前我国成为世界上第二大光盘消费国，以前全部依赖进口光盘级PC生产，随着拜耳公司上海光盘品级PC投产，未来几年光盘对PC需求仍将保持20%以上高速度增长；专家预测未来国内PC需求增长最快的领域将是以PC为基材共混合金类复合材料，其中汽车工业将是主要拉动力。预计未来几年我国PC的需求年均增长率将保持15%-20%之间，2006年国内的PC市场需求量将达到55-65万吨/a。国内产能仍无法满足国内市场需求，将从周边国家日本、韩国、泰国等进口大量产品供应国内市场。PC/ABS合金新品种主要用于汽车工业应用进展目前全球PC应用已向高功能化、专用化方向发展，鉴于我国PC生产能力和市场需求均呈现快速发展局面，尤其是国内多套规模化装置的建设，加上汽车工业迅猛发展拉动，未来几年我国PC工业进入一个新的发展阶段，其中最为关键的是加快PC的应用研究。首先国内生产企业应充分利用国内生产能力增加和在塑料改性及塑料合金方面积累的经验，加快PC合金等复合材料开发、生产及应用，其中最为重要的是：PC/ABS合金，PC与ABS共混物可以综合PC和ABS的优良性能，一方面可以提高ABS的耐热性、抗冲击和拉伸强度，另一方面可以降低PC成本和熔体粘度，改善加工性能，减少制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性。目前PC/ABS合金发展迅速，全球产量约为85万吨/a左右，我国需求量约为20万吨/a左右。世界各大公司纷纷开发推出PC/ABS合金新品种，如阻燃、玻纤增强、电镀、耐紫外线等品种，主要用于汽车工业、计算机、复印机和电子电气部件等。国内主要研究与生产公司有上海杰事杰公司、中科院长春应用化学所、兰州大学等单位。PC/PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)合金，将PBT与PC共混制得合金材料可以提高PC流动性、改善了加工性能和耐化学药品性。日本科研人员用PC和PBT在酯交换催化剂存在下，制得PC/PBT共混物，综合性能良好，而且具有较好透明性；用与PC折光率相近的玻璃纤维增强PC/PBT，不但体系综合性能优良，而且具有很好的透明性，可以做玻璃代替材料。目前国外PC/PBT合金产品主要用于汽车保险杠、包装薄膜材料、汽车底座和座位等。国内研究刚刚起步。此外PC/PS(聚苯乙烯)合金、PC/PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)合金、液晶聚酯改性PC、PET/PCL(由乙二醇、低分子量聚已内酯和对苯二甲酸共聚而成的多嵌段共聚酯)与PC共混改性、聚(1,4-环已烷二甲酸-1，4-环已烷二甲醇)酯改性PC等值得关注和研究开发。其次应紧跟国际发展潮流，加之PC合金材料的研究不断进展，PC的应用范围不断扩大，要加快PC消费领域的拓展。宽波透光的光学器械，PC片材特别适宜于制作眼镜镜片，在PC分子链中引入硅氧基团，可以提高其硬度及耐擦伤性。PC作为高折射率塑料，用于制作耐高温光学纤维的芯材，若在PC分子链中的C-H链为C-F链所取代，则可以对可见光的吸收减少，能有效降低传递途中的信号损失。另外PC良好透光性，在透明窗材、高层建筑幕墙、机场和体育场馆透明建筑材料等方面应用非常普遍和具有潜力，今后重点是提高表面硬度和抗静电性。PC片抗冲击。眼镜片的薄厚：普通树脂片很厚，玻璃片较厚，中折树脂片较薄，PC片和高折树脂片更薄，高折玻璃片最薄。阻燃环保的通信电器，今后应重点开发阻燃PC用于通信电器领域中，因此无污染阻燃PC材料成为开发重点，溴系阻燃剂由于毒性在减少使用，而无卤环保磷系阻燃剂会明显降低PC的热变形温度和冲击强度，因此比较适宜的是有机硅系阻燃剂。另外随着通信电器轻量小型化对PC材料提出更高要求，目前PC/ABS合金就特别适宜在通信电器及航空航天工业中应用。表面金属化的汽车部件，PC表面金属化后具有良好的金属光泽及高强度，广泛应用于各种汽车零部件中，但是电镀过程中会降低它的冲击韧性，因此采用弹性体与PC进行共混合改性，所含弹性体分散了致开裂应力，虽经电镀也不会降低其冲击韧性，因此电镀级PC树脂非常具有开发前景。另外表面金属化的PC还可以作为电磁波的屏蔽材料，应用计算机中。低残留有害物的食品容器，工业合成PC是双酚A型，由于合成时候有微量未反应的单体双酚A残留在树脂中，在作为饮用水桶和食品容器时候，易被溶出从而影响人们身体健康，因此要开发卫生级的PC树脂，用作饮水桶和其他食品容器的生产与使用，作为饮水桶和其他食品包装材料及容器PC在国内应用前景非常看好。防开裂脆化的医疗器械，PC具有诸多优异性能，目前已经应用医疗器械中，由于其耐化学品性较差，在化学药品存在下易引起内应力开裂，如PC在人工透析器、人工肺等医疗器械中应用要解决高温消毒导致裂纹的老化现象，若克服这些缺点，PC在医疗器械中应用可迅速扩大。第三章PRO/E软件介绍Pro/Engineer是美国PTC公司的产品，于1988年问世。10多年来，经历20余次的改版，已成为全世界及中国地区最普及的3DCAD/CAM系统的标准软件，广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、航天、家电、玩具等行业。Pro/E是全方位的3D产品开发软件包，和相关软件Pro/DESINGER（造型设计）、Pro/MECHANICA（功能仿真），集合了零件设计、产品装配、模具开发、加工制造、钣金件设计、铸造件设计、工业设计、逆向工程、自动测量、机构分析、有限元分析、产品数据库管理等功能，从而使用户缩短了产品开发的时间并简化了开发的流程；国际上有27000多企业采用了PRO/ENGINEER软件系统，作为企业的标准软件进行产品设计。Pro/E独树一帜的软件功能直接影响了我们工作中的设计、制造方法。与其他同类三维软件（MDT、UG、CATIA等）相比，Proe/ENGINEER的不同之处在于以下几点：1）基于特征的（Feature-Based）Pro/ENGINEER是一个基于特征的（Feature-Based）实体模型建模工具，利用每次个别建构区块的方式构建模型。设计者根据每个加工过程，在模型上构建一个单独特征。特征是最小的建构区块，若以简单的特征建构模型，在修改模型时，更有弹性。（2）关联的（Associative）通过创建零件、装配、绘图等方式，可利用Proe/ENGINEER验证模型。由于各功能模块之间是相互关联的，如果改变装配中的某一零件，系统将会自动地在该装配中的其他零件与绘图上反映该变化。（3）参数化（Parametric）Pro/ENGINEER为一参数化系统，即特征之间存在相互关系，使得某一特征的修改会同时牵动其他特征的变更，以满足设计者的要求。如果某一特征参考到其他特征时，特征之间即产生父/子（parent/child）关系。（4）构造曲面（surface）复杂曲面的生成主要有三种方法：1）由外部的点集，生成三维曲线，再利用Pro/E下surface的功能生成曲面。2）直接输入由Pro/desinger（造型设计）产生的曲面。3）利用import（输入）功能，以IGES、SET、VDA、Neutral等格式，输入由其他软件或三维测量仪产生的曲面。（5）在装配图中构建实体根据已建好的实体模型，在装配（component）中，利用其特征（平面，曲面或轴线）为基准，直接构建（Create）新的实体模型。这样建立的模型便于装配，在系统默认（default）状态下，完成装配。如图2所示，电饭煲的内锅是在装配图中，以外锅体的轴线为基准，完成设计3.1软件在产品开发过程中的应用1．产品外观造型设计在产品进行设计之前，首先要搞清楚利用软件进行设计的步骤或流程。面以电饭煲的外观设计为例，阐述造型的大致过程：（1）确定产品的基本结构分析产品的基本结构，确定将产品分为几部分，根据产品的特征，建立特征曲线；使用pro/E可接受的造型方法，构建产品的主体轮廓。如图2所示，可将电饭煲分为三部分：锅盖总成、按键总成、锅体总成构成。在设计时，可先将锅盖、锅体、按键作为一体来考虑，设计完成后，用分模的方法分为三部分，按键的形状及装配位置要同锅体的曲面配合；因此，该产品应按照锅盖部分、锅体部分、按键部分的顺序进行设计。（2）建模按照Pro/E建模的规则，使用各种适当的建模方法，建立主体模型。其设计思路是由简到繁，由基本到复杂。复杂的几何体都是由一个简单的几何特征组合构成的。如电饭煲的整机部分分解设计过程如图3所示。图3电饭锅整体部分分解设计（3）修剪曲面使用surface菜单下的各种选项，如merge（融合曲面，包括：join（连接）、intersect（相交）、trim（修剪曲面）、extend（延伸曲面）等，对曲面进行修剪、编辑，完成模型的初步设计。（4）曲面检测检查曲面光滑度、曲率变化的连续性等项目，来确认曲面是否符合设计要求。一般情况下，对曲面进行渲染render或shading处理，通过visibility（可见度）、transparency（透明度）、light（灯光设置）等手段，产生高清晰度的曲面，判断曲面的光滑性。此外，还可以用Analysis-Surfaceanalysis工具，对曲面的最小曲率半径、最大曲率半径、高斯曲率（Gausscurvature）等项目进行检测，从曲率图表、彩色图象的颜色变化，可以直观地了解曲面的光滑性，如图4所示。如果曲面的外观质量不符和设计要求，可以修改曲面的参数，以得到效果符合要求的曲面。由于Pro/E软件的基本特征之一就是参数化，通过改变参数实现曲面的变化是很容易的。（5）圆顺边角在建立CAD模型时，特征与特征之间存在父/子关系，如果增加特征或修改特征，则会引起边、面的改变，从而导致圆角特征失败。因此，边、面的圆角或光滑过度一般在模型设计的后期进行。Pro/E提供强大的圆角功能，可以完成单一边界、多边界，单一半径、变半径的圆角。此外利用软件提供的AndvancedRound（高级圆角功能），通过指定圆角的形式、圆角相交时截面的形状，可达到圆顺部分不同的外观效果，是区别于其他三维软件的特色之一。在实际使用过程中，笔者发现倒圆角有一定的先后顺序，遵循由大到小、先凹后凸的原则，一般可获得成功。如果产生失败，采用改变圆角顺序、Boundary（边界曲面）和特征结合使用的方法，往往能得到满意的效果。2．产品结构建模首先要生成壁厚，在外观设计的基础上，有两种产生壁厚的方法：1）如果外观设计产生的是实心体，使用（抽壳）功能，产生等或不等的壁厚。2）如果外观设计产生的是曲面，使用偏移曲面片的方法，产生均匀壁厚。然后根据产品的内部结构、添加特征，如填料（Protrusion）、切除（Cut）、加强筋（Rib）、孔（Hole）等，逐步完成模型的设计。

3．动态仿真该功能是由软件自带的机构模块实现的。机构模块（Mechanisms）主要有两大功能：定义机构和机构仿真运动。由此可见，该模块主要应用于产品结构检测及仿真设计。产品各零件之间的装配关系，可使用仿真模块模拟实际操作。它可快速、准确地检测零部件的干涉、物理特征，模拟使用产品的操作过程，直观显示存在问题的区域及相关的零部件，指导设计者直接、快速地修改模型，从而缩短修改时间，提高设计效率。如图5所示，a为原始位置，b为转过一定角度的位置。3.2软件在产品开发后期的应用1．生成工程图Pro/E可以用来实现基于实体建模的工作流程而生成工程图纸，用户可以轻松地生成和保存2D工程图纸，由于工程图纸和3D零件动态连接，因此当用户修改生成视图的3D模型时，零件视图、尺寸和注释等都自动更新，节约了图纸管理和维护的时间。2．演示市场销售Pro/E的渲染工具可帮助用户以真实的照片有效地交流其设计。用户完成的高质量的零件、装配图、装配爆炸效果图，可用于演示、设计检查、市场销售、制作说明书等用途。最直观的Pro/E抛弃传统CAD/CAM软件中的线框和表面模型，而直接签于3D实体。这使我们的设计环境完全从2D或2D与3D混合状态上升为纯3D模式。产品或模具的描述信息变得更加完整，概念更加清晰，更易于抓住设计意图。设计质量和速度也