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1、 1 引言 随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。 N .J7l 近年来，塑料模具的产量和水平发展十
2、分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。 1.1 CAD技术的现状与发展趋势1.1.1 CAD技术发展历程及现状第一次CAD技术革命贵族化的曲面造型系统。60年代出现的三维CAD系统只是极为简单的线框式系统，它只能表达基本的几何信息，不能有效表达几何数据间的拓扑关系。第二次CAD技术革命生不逢时的实体造型技术。70年代末到80年代初，由于计算机技术的大跨步前进，CAE、CAM技术也开始有了较大发展。第三次C
3、AD技术革命。一鸣惊人的参数化技术.正当实体造型技术逐渐普及之时，CAD技术的研究又有了重大进展。第四次CAD技术革命更上层楼的变量化技术。参数化技术的成功应用，使得它在90年前后几乎成为CAD业界的标准。 1.1.2 CAD技术的发展趋势CAD技术的发展趋势主要围绕在标准化、开放式、集成化、智能化四方面。（1）标准化 目前，除了CAD支撑软件逐步实现ISO标准和工业标准外，面向应用的标准零部件库、标准化设计方法已成为CAD系统中的必备内容，且向合理化工程设计的应用方向发展。 （2）开放性 CAD系统目前广泛建立在开放式操作系统视窗95/98/2000/NT和UNIX平台上，为最终用户提供二次
4、开发环境，甚至这类环境可开发其内核源码，使用户可定制自己的CAD系统。 （3）集成化CAD技术的集成化体现在三个层次上：其一是广义CAD功能CAD/CAE/CAPP/CAM/CAQ/PDM/ERP经过多种集成形式成为企业一体化解决方案；其二，是将CAD技术能采用的算法，甚至功能模块或系统，做成专用芯片，以提高CAD系统的效率；其三是CAD基于网络计算环境实现异地、异构系统在企业间的集成。 （4）智能化智能化设计是一个含有高度智能的人类创造性活动领域，智能CAD是CAD发展的必然方向。 1.2 我国塑料模具技术的现状与发展趋势1.2.1 我国塑料模具技术的现状我国塑料模具无论是在数量上，还是在质
5、量、技术和能力等方面都有了很大发展，但与国民经济发展需求和世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具已供过于求，市场竞争激烈；一些技术含量不太高的中档塑料模具也有一些趋向于供过于求。 现将2004年我国塑料模具市场情况简介如下： 2004年，我国塑料模具总产值约212亿元，其中出口约3亿美元，约合25亿元。根据海关统计资料，2004年我国共进口塑料模具约8亿美元，约合66亿元。从上述数字可以得出，2004年我国塑料模具总需求约253亿元，国产模具总供给约187亿元，市场满足率73.9%。进口的塑料模具中，最多
6、的是为汽车配套的各种饰件模具、为家电配套的各种塑壳模、为通信及办公设备配套的各种注塑模具和为建材配套的挤塑模及为电子工业配套的各种塑封模等。出口的塑料模具以中低档居多。由于我国塑料模具价格较低，在国际市场上有较强的竞争力，因此，进一步扩大出口的前景很好，2004年出口比2003年增长50%就是一个很好的证明。从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展技术含量高的大型、精密、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。由于我国塑料工业的快速发展，特别是工程塑料的高速发展，我国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度。近年内，年增长率仍将保持20%左右的水平。 近年来，港资、台资、外
7、资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的塑料模具无确切的统计资料，因此未能计入上述的数字之中。 1.2.2 我国塑料模具技术的发展趋势目前，我国塑料模具行业日趋大型化，而且精度将越来越高。10年前，精密塑料模具的精度一般为5，现在已达23。不久，1精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度公差就要求在1以下，这就要求发展超精加工。 专家认为，我国塑料模具行业要进一步发展多功能复合模具，一套多功能模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务。通过这种多功能的模具生产出来的不再是成批零件，而是成批的组件，如触头与支座的组件、各种微小电机、电器及仪
8、表的铁芯组件等。多色和多材质塑料成形模具也将有较快发展。这种模具缩短了产品的生产周期，今后在不同领域将得到发展和应用。 随着热流道技术的日渐推广应用，热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件的原材料，这项技术的应用在国外发展很快，已十分普遍。国内热流道模具也已经生产，有些企业已达左右，但总的来看，比例太低，亟待发展。随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型工艺的模具将随之发展。 有关专家认为，模具标准件的应用将日渐广泛，模具标准化及模具标准件的应用能极大地影响模具制造周期。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，
9、而且能提高模具质量和降低模具制造成本。同时，快速经济模具的前景十分广阔。由于人们要求模具的生产周期越短越好，因此开发快速经济模具越来越引起人们的重视。例如研制各种超塑性材料来制作模具；用环氧、聚酯或在其中填充金属、玻璃等增强物制作简易模具。这类模具制造工艺简单，精度易控制，收缩率较小，价格便宜，寿命较高。还可用水泥塑料制作汽车覆盖件模具。中、低熔点合金模具，喷涂成型模具，电铸模，精铸模，层叠模，陶瓷吸塑模及光造型和使用热硬化橡胶快速制造低成本模具等快速经济模具将进一步发展。快换模架、快换冲头等也将日益发展。另外采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模装置技术也会得到发展和提高。 专家
10、认为，模具行业中压铸模的比例将不断提高。随着车辆和电机等产品向轻量化方向发展，对压铸模的数量、寿命和复杂程度将提出越来越高的要求。随着以塑料代钢、以塑代木的发展和产品零件的精度和复杂程度的不断提高，塑料模的比例将不断提高，其精度和复杂程度也将随着相应提高。 1.3 课题概述随着世界制造加工业的竞争愈加激烈，对注塑产品与模具的制造提出了新的要求，应用CAD/CAE/CAM技术从根本上改变了传统的产品开发和模具生产方式，大大提高了产品质量，缩短了产品开发周期，降低了生产成本，强有力的推动了模具行业的发展。本设计的研究课题是基于ProE的产品设计及塑料模具CAD。以PrOE为平台，建立音箱外壳的三维
11、几何造型，并在基础上，进行虚拟装配，同时选择音箱外壳零件进行塑料模具设计，详细叙述了分型面选择、模具型腔数目的确定、冷却水道布局以及浇口位置的设置、模具工作零件的结构设计、分型面的设计、推出及顶出机构的设计、标准模架的选用。2 计算机辅助设计软件的选用随着设计自动化的不断发展，世界上出现了越来越多的CAD/CAE/CAM一体化设计软件，来自PTC公司的Pro/ENGINEER就是其中最成功的一款设计软件之一。1988年Pro/ENGINEER问世，目前已是世界上最为普及的CAD/CAM软件，基本上成为3D CAD的一个标准平台。Pro/ENGINEER广泛的应用于电子、机械、模具、工业设计、汽
12、车、航空航天、家电、玩具等行业，是一个全方位的3D产品开发软件，集零件设计、产品装配、模具开发、NC加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构模拟、压力分析、产品数据管理等功能于一体。ProE系统中含有一个EMX外挂模块，专门用来建立各种标准模架及模具标准件和滑块、斜销等附件，能够自动产生模具工程图及明细表，还可以模拟开模过程进行动态仿真和干涉检查，并可将仿真结果输出成视频文件，是一个功能非常强大且使用非常方便的模具设计工具。综上所述并结合毕业设计的要求，所以本毕业设计选用ProE作为计算机辅助设计软件。3 音箱外壳的产品设计设计流程1由LAYOUT自由发挥建立音箱外壳，
13、音箱外壳如图3.1所示。图3.1 音箱外壳3.1 音箱外壳的设计1新建组件输入文件名称“yinxiang”不使用缺省模板确定mmns-asm-design确定。2设置工作目录点击草绘选取TOP面确定。3在FRONT平面上进行草绘如图3.2所示。图3.2 草绘4单击确定按钮。5选择拉伸按钮进行拉伸选择指定深度拉伸拉伸厚度30确定，如图3.4所示。 图3.4 拉伸6对其拉伸件一些部分进行斜度确定，如图3.5所示。 图3.5斜度7对其进行倒圆角角度R8确定如图3.6所示。 图3.6 倒圆角8倒圆角角度R5确定，如图3.7所示。 图3.7 倒圆角9对底面进行抽壳抽壳厚度为3确定，如图3.8所示，完成对音箱外壳零件的设计。 图3.8 抽壳10在TOP面上绘制圆确定，最终效果图如图3.9所示。 图3.9 绘圆11拉伸完全贯穿反向切除材料确定，如图3.10所示 图3.10 拉伸切除12对其拉伸件一些部分进行斜度确定，如图3.11所示。 图3.11 斜度13在TOP面上草绘一个圆半径为R10确定，如图3.12所示。 图3.12 画圆14拉伸完全贯穿反向切除材料确定，如图3.13所示 图3.13 拉伸切除15对其拉伸件一些部分进行斜度确定，如图3.14所示。 图3.14 斜度16点击草绘选取FRONT面直线15圆弧圆心与端点确定，如图3.15所示。 图3.15 圆弧1
