【基于proe烟灰缸模具设计4700字（论文）】

基于proe烟灰缸模具设计中文摘要通过Pro/E、塑料顾间PlasticAdvisor)模块、EMX模架装配，并辅以必要的理论计算等方法对塑料制品到3D模具设计过程进行了介绍。整个设计过程将参数化设计和理论方法相结合，大大缩短了模具研发周期和设计过程，提高产品到模具的设计准确性，保证了产品成型质量和模具使用寿命、降低了产品生产成本。关键词：Pro/E;充模质量;3D模具设计目录TOC\o"1-3"\h\u90121引言 1226462模具设计发展趋势 1252823烟灰缸的模具设计 388543.1设计原则 3287063.1.1工序划分的主要原则 394353.1.2道具的选用 385213.1.3定位基准的选择 4174423.2烟灰缸的模具设计 470013.2.1调入模具参照模型 4322203.2.2设置收缩率 5265113.3制作步骤 5229613.3.1选择注塑机 532733.3.2创建模具工件 6208604结束语 714879参考文献 71引言Pro/E都是当今模具设计与制造领域中应用最为广泛的CAD/CAM软件。本文以常见的烟灰缸零件为例，在Pro/E中进行模具设计，将设计好的模具以IGES格式转换到MasterCAM中，进行刀具路径的设置和验证，并且后处理成NC文件。利用Pro/E和MasterCAM软件各自的优势，完成模具的设计和加工过程。在进行模具设计之前，我们在Pro/E中设计好烟灰缸模型零件yhg.prt如图1，模型的单位设置为mm。从图1（a）正面图和图1（b）反面图，可以看出该零件为底部进行抽壳的薄壁实体零件。本文主要介绍烟灰缸的模具设计和加工。（a）正面（b）反面图1烟灰缸模型2模具设计发展趋势今后，注塑模具CAD技术的发展方向是集成化、智能化、柔性化、网络化、并行设计等，以提高系统的实用性和方便性，并降低生产成本。注塑模具CAD与CAM系统集成为了提高模具的开发工作效率，人们将模具CAD与模具CAM两个过程有机地连接起来，实现了模具CAD/CAM一体化。这种系统将CAD的设计结果直接用于数控仿真和生成数控加工程序，并送到数控机床进行自动加工。在这种一体化系统的基础上，人们又积极开展计算机集成制造系统(ComputerIntegratedManufacturingSystemCIMS)的研制及其在模具开发方面的应用。模具CIMS系统基于计算机技术和信息技术，将模具设计、制造、生产管理以及经营决策等方面有机地结合成一个整体。实现模具CIMS系统的关键在于建立一个统一的全局模具产品数据模型，以实现CAD,CAM,CAE各单元之间的数据自动传递、转换以及信息共享。模具CIMS系统是物流和信息流的综合，能对产品开发、模具设计、零件加工、整机装配和检测检验的全过程实施计算机控制，从而大大缩短了模具的设计制造周期，降低了模具的生产成本，保证了模具加工质量，并为企业创造了良好的经济效益。(2)建立和应用注塑模具CAD网络环境随着模具工业规模的扩大，要做到全球资源信息共享、交换等，网络化是必然的发展道路。现在，将多台微型机CAD工作站联网或将多台微型机CAD工作站和工程工作站联网，构成分布式CAIN系统，己成为一种趋势。这种局域网络系统结构灵活、功能强大、价格较低。每个工作站可单独使用，也可相互配合，实现局域的资源和信息共享，也可实现并行设计和协同工作。这种CAD网络很适合企业单位的需要。因为企业中的产品设计与制造一般都不是个人行为，而是一个组或一个科室群体有组织有计划进行的工程项目。参加工作的各个成员必须相互配合、协同努力，在规定的权限下共享资源和已有的设计结果，有关负责人还要对各阶段的设计结果进行审核。这种CAD局域网络的建立以及设计管理和协同设计功能的实现，无疑将大大促进企业经济效益的提高。伴随广域网Internet/Intranet/Extranet的兴起和拓展，注塑模具网络CAD系统不再局限于企业内部，全球不同地域的设计人员可以相互协作，共同完成某项产品的设计。这无疑有利于全球资源信息共享，并符合经济全球化的要求。(3)人工智能(专家系统)技术在注塑模具CAD中的应用一般的模具CAD系统都是一种人机交互系统，即系统中包含了使用系统的人。使用模具CAD系统的设计者在系统行为中起着主导和决策的作用，因此设计结果往往带有人为的因素。人工智能(AI)、专家系统(ES)和基于知识的系统(Knowledge-BasedSystem,KBS)技术的发展及其在注塑模具设计领域的应用，为注塑模具CAD技术的发展开辟了新的途径，从而出现了新的面貌。所谓智能模具CAD系统，是一个具有大量模具设计知识与相关经验的程序系统。它采用人工智能技术，运用模具设计知识库中的设计知识进行推理、判断和决策，解决以前必须由模具设计专家解决的复杂问题，使模具CAD技术的发展达到一个新的水平。由于模具设计知识库中的知识来源于专家长期积累的设计经验，因此，一个成功的模具CAD专家系统可以达到甚至超过模具设计领域专家的水平。3烟灰缸的模具设计烟灰缸是一件常见的生活用品，随养人们生活水平的提高，对其功能和美观都提出了新的要求。木文针对旧烟灰缸存在的不足设计新型产品，完成产品的实体造型，绘制工程图，并能够合理的选择加工设备和夹具，分析加工工艺，独立完成数控编程，生成NC代码，最终完成产品的加工。主要有以下三步:1利用Cimatxnn软件设计工具，绘制精美新型的烟灰缸草图和实体，关键在于对约束、拉伸和布林运算的应用。2利用“数控编程与操作”理论知识和操作技能进行刀路设置，包括轮廓选择、参数设定及刀路生成等，为下一步实做工件做好准备。3运用数控铣床实做样品，包括工艺分析、工件装夹、测量等专业知识，通过最终检测完成零件编程和加工。3.1设计原则3.1.1工序划分的主要原则由于烟灰缸是由多个表而构成的，精度要求较高，为了达到烟灰缸的设计精度要求，加工顺序安排应遵循一定的原则:先粗后精的原则;基准而先加工原则;先而后孔原则;先内后外原则;减少换刀次数的原则。3.1.2道具的选用在数控加工中，铣削平而零件内外轮廓及铣削平而常用平底立铣刀，该刀具有关参数的经验数据如下:是铣刀半径RD应小于零件内轮廓而的最小曲率半径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，以保证刀具有足够的刚度;是用平底立铣刀铣削内槽底部时，由于槽底两次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半径Re=R-r,即直径为d=2Re=2(R-r)，编程时取刀具半径为Re=0.95(Rr)。对于一些立体型而和变斜角轮廓外形的加工，常用球形铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀和盘铣刀。3.1.3定位基准的选择(1)选择粗基准时，主要要求保证各加工而有足够的余量，使加工而与不加工而间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基而;(2)选择加工余量最小的表而为粗基准选择较为平整光洁、加工而积较大的表而为粗基准，以便工件定位可靠、夹紧方便。粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次，因为粗基准木身就是未经机械加工的毛坯而，其表而粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。精基准的选择应保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便结构简单。加工烟灰缸时选择精基准一般应考虑如下原则:①“基准重合”原则:为满足加工表而相对设计基准的位置精度，应选择加工表而的设计基准为定位基准。②“基准统一”原则:当某一组精基准定位可以比较方便的加工其它表而时，应尽可能在多数工序中采用粗精基准定位。③“自为基准”原则:当工件精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时，应选择加工表而木身作为定位基准。④“互为基准”原则:为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可采用互为基准反复加工的原则。3.2烟灰缸的模具设计烟灰缸的三维造型完成后，利用Pro/E系统下的【制造】/[模具型腔]模块进行模具组件的设计，它包括参照模型的布局、收缩率的设置、毛坯工件的设计、分型面的设计、分割体积块、抽取模具元件、铸模、开模等儿大部分。3.2.1调入模具参照模型选择在Pro/E菜单栏中的[文件」/[新建]命令建立新的文件，在弹出的【新建】对话框中，在【类型】栏选【制造】，在【子类型」栏选【模具型腔】，输入文件名为“Yhg”;取消【使用缺省模板】复选框，并在【模板】栏选择公制模具设计模板，单击【确定】按钮。选择[菜单管理器]中的[模具模型」/[装配」/【参照模型】命令，打开建立好的烟灰缸三维造型文件yhg.prl，将烟灰缸零件按自动装配的方式装入进来，注意开模方向。3.2.2设置收缩率考虑到材料的热胀冷缩效应，设计的零件要考虑收缩率。按尺寸进行收缩率的设置，收缩比率为“0.005"，不改变已经设计的零件尺寸。3.2.3设计毛坯选择菜单管理器中的[模具模型」/[创建」/[工件」/[手动]命令，手动创建毛坯工件。毛坯一般为长方体，创建主要使用拉伸命令，其三个方向的尺寸要能全部包含烟灰缸模型且有剩余。3.2.4设计分型面分型面的创建是模具设计的重点，也是难点。本例中的分型面是烟灰缸的外表面和底部所在平面的合并曲面。注意在复制外表面时要把所有的外表全部选中，底部的平面要超出毛坯的最大尺寸。3.2.5分割体积块选择菜单栏中的[模具体积块]/[分割]命令，接受其余缺省选项，选择“PRT_SURF_1”为分型面，对模具体积形状。将俯视图分成儿个部分，然后依次画出各部分的细节特征。3.3制作步骤3.3.1选择注塑机在“模型分析”对话框中测量组件质量属性,输入模型的密度为0.95,得到所有参照零件的体积约为48.9cm3。根据注射机注射量的计算公式,取浇注系统体积为制品体积的0.5倍,则浇注系统的体积为:0.5×48.9≈24.5cm3,制品体积与浇注系统的体积大约为:24.5+48.9=73.4cm3,由于生产中每次实际注射量为注射机公称注射量的0.75~0.45倍,在计算中取0.6。所以可以计算得到注射机的公称注射量大约为:73.4÷0.6≈122.4cm3,所以根据此值选取注射机型号为:SZ-125/630,其主要参数如表1所示。表1注塑机的主要参数理论注射容量/cm3140拉杆内间距/mm370×320螺杆(柱塞)直径40移模行程/mm270注射压力/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模具定位孔直径#125螺杆转速/(r/min)14~200喷嘴球半径/mmSR15锁模力/kN6303.3.2创建模具工件由于隐形眼镜盒下盖形状简单、比较容易制造,所以采用牢固、不易变形的整体式型腔。侧壁厚度计算如下:式中:a—模具的侧壁厚度;c—常数,与模具的L/h有关,c=3(L/h)42(L/h)4+66=1.47;p—模具内的型腔压力；h—型腔高度;E—模具材料的弹性模量,等于(2.1×105)MPa;—许用弹性模量,等于0.07,工件壁厚设置为40mm。制作烟灰缸的具体步骤:(1)制作一张木纹背景，并选择一个椭圆选区。然后反选将其删除，椭圆中选择小椭圆。再删除，不取消选区粘贴，同时，还要调整暗度，及其水平的翻转等:(2)中间的叫小圆，外面的叫大圆，第一轮选择先将小圆选定后向下移动到合适位置，然后反选、拷贝和粘贴，调整暗度后便可获得烟缸的内边:(3)回到小圆图层并将小圆选取，再做反选后移动到合适位置，然后进行羽化(18左右)，再调整暗度值。再将小圆选定，建一个新层进行描边(前景色是白色)，模糊，得到发光的轮廓。取消选择，画个大椭圆选区，并回到大圆图层。做反选后执行羽化和明暗度调整;(4)取消选区，保持选区向下移动数下后再调整的暗一些。取消选区返回小圆图层，画出一个圆形选区。这个选区进行羽化后执行虑镜“塑料包装”效果，设置结果如图。到大圆图层，以小圆同样的方法来处理大圆。这里大家不要合并图层，处理一下.细节:(5)做烟槽，新建一个图层并画出一个小矩形选区，用渐变工具拉出一个矩形的渐变色，再通过橡皮工具修出烟槽，复制三个，摆放好位置(注意透视效果);(6)随后制作出木纹桌面，同时给烟缸作出阴影，并有明显的色度等区分，这样烟缸就算完成了。4结束语掌握了AutoCAD的基本绘图命令后，就可以绘制图形了，同一张图形可以有很多种不同的绘制方法，只有正确掌握了绘图的步骤，准确把握图形的特点，才能够提高绘图的质量和效率。以上绘图方法和针对不同类型图样提出的画法特点有助于准确、清晰、高效地绘制机械图形。参考文献［1］李善锋，姜勇．AutoCAD2008中文版机械制图教程［M］．北京：人民邮电出版社，2010．［2］李善锋，姜勇，栗英杰．AutoCAD2009建筑制图实例教程［M］．北京：人民邮电出版社，200