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1、基于PRO/E的手机上盖注塑模设计基于PRO/E的手机上盖注塑模设计摘要：随着制造业和计算机软硬件的发展，模具已经得到了快速发展和广泛的应用，在模具工业不断发展的今天，计算机辅助设计以其先进的设计方式已经逐渐成为模具设计的主流方式，其在生产制造中使用得最为广泛。PRO/E作为计算机辅助设计的常用软件，具有强大的二维草绘和三维设计功能，在注塑模具的设计起到了很重要的作用。本论文以手机上盖注塑模具为例,对其结构、注塑工艺进行了分析设计。在PRO/E环境下，对手机上盖注塑模具进行了设置参照模型、设置收缩、添加毛坯文件、创建主分型面及分割型芯的分型面、创建流道、分割体积块、冷却系统设计、顶出机构设计等
2、设计,并介绍了设计过程中的原则，从而展现使用PRO/E进行注塑模具设计的优越性。关键词：手机上盖；注塑模；PRO/E；计算机辅助设计Design of Injection Mold for the Cover of Mobile Phone Based on PRO/EStudent majoring in mechanical and Electronic Engineering Tutor Zhang DongfangAbstract：With the development of manufacturing industry and the computer software and h
3、ardware, mould has been rapid development and wide application, In the development of the mould industry today, computer aided design is a main way of the mold design has its advanced design, the manufacture is the most widely used. PRO/E as the common software of computer aided design, with a stron
4、g two-dimensional sketch and three-dimensional design function, to a very important role in the design of injection mold for the. In this paper, mobile phone cover injection mold for example, analyzes the design of its structure, injection molding process. In the PRO/E environment, the mobile phone
5、cover injection mold was set the reference model, shrinkage, add a blank document, create the main parting surface and split core type face, creating a runner, size of block partition, the design of the cooling system, ejection mechanism design, and introduce the principles of the design process usi
6、ng PRO/E, which shows the superiority of the injection mold design.Key words: Mobile phone cover; Injection mould; PRO/E; CAD引言模具是工业生产的重要装备，在各种材料加工工业中广泛地使用着各种模具，75%以上的金属制品（含半成品），95%以上的塑料制品是通过模具（包括压延辊筒）来成型的。采用模具加工产品具有生产率高、操作简便、质量好，切削少，节约能源和原材料，成本低便于实现机械化和自动化等一系列的优点。模具是机械、电子等行业的基础工业，它对国民经济和社会的发展起着越来越大
7、的作用。注塑成型作为一种重要的成型加工方法，在家电行业、汽车工业、机械工业等都有广泛的应用，且生产的制件具有精度高、复杂度高、一致性高、生产率和消耗低的特点，有很大的市场需求和良好的发展前景。随着计算机技术的迅猛发展，工业领域的三维设计软件也得到了前所未有的发展，各种三维CAD/CAM软件系统应运而生，各具特色，其中PTC（美国参数技术）公司开发的PRO/EIGINEER软件系统表现得非常突出，其“参数化”及“单一数据设计、产品装配、模具开发、NC加工、钣金件设计、自动测量、机构仿真和应力分析等多种功能。它的出现彻底改变了传统的CAD/CAM作业方式，大大缩短了设计周期。利用PRO/E可简化设
8、计过程，提高产品设计的和质量，减少设计人员的重复劳动，从而使设计人员能将其主要精力集中于模具创造性的设计工作上1。1 课题研究背景及现状1.1 选题的目的及意义模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业的高度重视，模具生产已经成为现阶段工业发展的重中之重。模具生产的四高二低（高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低耗能、低耗材）使模具工业在制造业中的地位越来越重要。现代模具产业已成为技术密集型和资金密集型的产业，与高新技术产业成为相互依托的关系，一方面模具产业是为高新技术产业化服务的不可缺少的装备，另一方面模具本身又大量采用高新技术，因此模具制造已成为高新技术产业的重要组成部分。通过模具成
9、形零件的快速、优质、低耗、环保体现了国家可持续发展的战略和科学发展观。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。决定着产品质量效益和产品的研发能力。模具工业在我国国民经济中的重要性表现在国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石油化工和建筑都要求模具工业的发展与之相适应，以满足五大支柱产业发展的需要。 通过设计初步掌握塑料成型的基本原理的和工艺特点，熟悉成型设备对模具的要求。提高分析、解决问题的能力，增强自身的创新意识。在使用CAD和PRO/E设计制造过程中锻炼自己的创造思维能力，控制设计过程，使个人技能水平有所增加。1.2 国内外注塑模具的发展现状和发展趋势1.2.1 国内外注塑
10、模具的发展状况 我国塑料模具工业的发展迅速。从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大的发展,模具水平有了较大提高。在大型模具方面，已经能生产大屏幕彩电塑壳注塑模具等。精密塑料模具方面，可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。用这些模具生产的一些塑料制品制件达到了国外同类产品的水平。塑料模具的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术，已有相当规模的开发和应用,但与国外塑料模具的先进水平相比,依然存在一定差距。在模具方面，我国模具总量虽已居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和和标准化程度比国际水平低很多。在模具材料方面，专用塑料模具品种
11、少、规格不全质量尚不稳定，CAD、CAE、Solidworks等软件应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业多属劳动密集型企业。在加工设备、模具制造工艺和测量技术方面，（1）德国、日本模具企业的加工设备先进，基本都是数控、高速切削、单向走丝线切割或4轴5轴联动的高速加工机床，能实现模具表面的镜面加工。而国内模具企业的4轴5轴联动的高速加工机床占的比例有限，高光模具的加工与国外相比差距较大。（2）德国、日本汽车模具的制造工艺已标准化，制品精度高、制造周期短。精密模具零件的加工均采用在线测量，这方面国内至少差15-20年。因此，努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争力刻不
12、容缓。我国多所研究部门和许多高校也在积极地开展具有自主知识产权的CAG/CAE/CAM软件的探索研究，并且在一定领域已取得了可喜的研究成果。1.2.2 注塑模的发展趋势(1)在模具设计制造中全面推广应用AutoCAD、UG、PRO/E等技术。(2)模具CAD/CAE/CAM技术向集成化、网络化、智能化多方位发展。 (3)模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济方向发展，技术含量不断提高，制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化等方向发展。(4)推广应用热流道技术，气体辅助注射成型技术和高压注射
13、成型技术。(5)开发新的成型工艺和快捷经济模具，以适应多品种、少批量的生产方式。(6)应该重点提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。(7)提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。(8)应用优质材料和先进的表面处理技术来提高模具寿命和质量。1.3 模具设计软件(PRO/E)的介绍 PRO/E是有美国PTC参数技术公司推出的液体套三维CAD/CAM参数化软件系统，其被涵盖于产品概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图的输出、生产加工产品的全过程，其中包括了大量的电缆和管道布线，模具设计与分析等使用模块，应用领域涉及到了航空航天、汽车、机械、数控加工、电子等诸
14、多行业。PRO/E是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代产品造型系统，是一个参数化，基于特征的实体造型系统，并且具有单一的数据库功能。所为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不管是哪一个部门的都为一件产品造型而工作。这使得设计更优化，产品质量更高，价格也更便宜。PRO/E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、槽、倒角和抽空等。通过标准数据交换过格式，PRO/E还可以输出三维和二维图形给予其他软件，诸如有限元分析及后置处理软件等。以上功能模块可以对塑料产品造型、分型面的提取、模具结构三维设计、模具装配及模具动作状况进行模拟，检查
15、是否干涉等变得更加方便可靠，PRO/E软件的这些功能模块在注射模具设计的优势体现的更加淋漓尽致2。2 手机上盖结构及成型工艺分析2.1 手机上盖的结构分析手机上盖的塑料制品成型结构及数据如图：图2-1手机结构塑件为手机外壳的上半部分，应有一定的结构强度，由于中间有手机的按键及手机显示屏，后面有与后盖联接的塑料倒扣，所以应保证它有一定的装配精度；由于该塑件为手机外壳，因此对内表面粗糙度要求不高，但外边面应光洁无疤痕。2.2 手机上盖的成型工艺分析2.2.1 塑件的原材料性能分析本手机上盖选用的是ABS塑料，选用该塑料的原因是因为ABS是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯三种单体的三元共聚物，属热塑性塑料，从
16、使用性能上看，该塑料刚度好，耐水、耐热性强，其介电性能与温度和频率无关，是理想的绝缘材料；从成型性能上看，该塑料吸水性小，熔料的流动性较好，成型容易，但收缩率大。另外，该塑料成型时易产生缩孔、凹痕、变形等缺陷，成型温度低时，方向性明显，凝固速度较快，易产生内应力。因此，在成型时应注意控制成型温度，浇注系统应较缓慢散热，冷却速度不宜过快。ABS的主要性能指标见表2-1：表2-1 ABS各项性能参数表密度（g/cm3）105抗拉屈服强度（MPa）50比容（cm3/g）092拉伸弹性模量（MPa）0.8103吸水率24h（%）03机械性能（）无缺口261收缩率（%）1.30-1.60缺口11熔点（）1301
