【正文】 基于 PRO/E 筆記本鍵盤外殼注塑模設(shè)計(jì) 摘要 ： 基于 pro/e 的筆記本鍵盤外殼塑模設(shè)計(jì)是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，利用 pro軟件完成注塑模的各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，先進(jìn)行塑件的設(shè)計(jì)，然后 pro/e 根據(jù)塑件的形狀可以生成型心和型腔，最后在標(biāo)準(zhǔn)模架系統(tǒng)下生成型心、型腔和標(biāo)準(zhǔn)模架的裝配圖，完成整個(gè)模具的設(shè)計(jì)。 Pro/e功能強(qiáng)大，囊括了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品組立、模具開(kāi)發(fā)、 NC加工、板金件設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)，造型設(shè)計(jì)、自動(dòng)測(cè)量、機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)、應(yīng)力分析、數(shù)據(jù)庫(kù)管理等多種功能。他的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的 CAD/CAM 作業(yè)方式，參數(shù)花設(shè)計(jì)及全關(guān)聯(lián)性數(shù) 據(jù)庫(kù)使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)變得更加容易，大大縮短了用戶開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的時(shí)間。但是，這一切都是建立在對(duì)傳統(tǒng)的注塑模設(shè)計(jì)方法的熟練掌握的基礎(chǔ)上。只有熟悉注塑材料知識(shí)和通曉常規(guī)設(shè)計(jì)的人，才能更好地應(yīng)用和掌握 CAD 技術(shù)。 關(guān)鍵詞： PRO/E 筆記本鍵盤外殼 注塑模 1 引言 關(guān)于 PRO/E 設(shè)計(jì)軟件 PRO/ENGINEER 是有美國(guó) PTC 公司推出的一套三維的 CAD/CAM 參數(shù)化軟件系統(tǒng)，其被容涵蓋了產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)，工業(yè)造型設(shè)計(jì)，三維模型設(shè)計(jì)，分析計(jì)算，動(dòng)態(tài)模擬與仿真，工程圖的輸出，生產(chǎn)加工產(chǎn) 品的全過(guò)程，其中還包括了大兩的電纜和管道布線，模具設(shè)計(jì)與分析等使用模塊。應(yīng)用領(lǐng)域涉及到了航空航天，汽車，機(jī)械，數(shù)控（ CNC）加工，電子等諸多行業(yè)。 PRO/E 軟件是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)。工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型 ；另外， PRO/E 是建立在統(tǒng)一基礎(chǔ)上的單一數(shù)據(jù)庫(kù)。所謂單一數(shù)據(jù)庫(kù)就是工程中的資料全部來(lái)自一個(gè)庫(kù)，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶不管是哪一個(gè)部門都為一件產(chǎn)品造型而工作。這使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化 ，成品質(zhì)量更高，價(jià)格也更便宜。 PRO/E 功能包括參數(shù)化功能定義、實(shí)體零件及組裝造型、三維上色實(shí)體或線框造型和完整工程圖及不同視圖。 PRO/E 是一個(gè)功能定義系統(tǒng)，即造型是通過(guò)各種不同的設(shè)計(jì)專用功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中包括：筋、槽、倒角和抽空等。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式， PRO/E 還可以輸出三維和二維圖形給予其它應(yīng)用軟件 ，諸如有限元分析及后置處理軟件等。 關(guān)于 EMX 模具裝架系統(tǒng) 注塑模具設(shè)計(jì)專家（ EMX）是一個(gè)基于知識(shí)庫(kù)的模架裝配和細(xì)化工具，它增強(qiáng)了 PRO/E 的模具設(shè)計(jì)功能。使用 EMX 進(jìn)行注塑模設(shè)計(jì)，能夠簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)過(guò)程，提高生產(chǎn)效率。 EMX 裝架系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)： 1. 可以快速選取標(biāo)準(zhǔn)模 架和配件 2. 根據(jù)選取的頂桿規(guī)格，自動(dòng)切出相應(yīng)的孔位及沉孔 3. 按照預(yù)先定義的曲線輕松設(shè)計(jì)冷卻水孔，并自動(dòng)安裝水管堵頭 4. 自動(dòng)生成裝配圖、零件圖及 BOM 下料單 5. 完整的滑快、開(kāi)模、斜頂?shù)冉Y(jié)構(gòu) 6. 自動(dòng)生成各類零件，并放置在相應(yīng)的圖層中 但是由于本人所學(xué)知識(shí)有限，不能完全運(yùn)用其強(qiáng)大功能，請(qǐng)各位老師見(jiàn)諒。 關(guān)于模具的簡(jiǎn)介 模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要裝備，它被用來(lái)成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。在各種材料加工工業(yè)中廣泛地使用著各種模具， 75%以上的金屬制品（含半成品）， 95%以上的塑料制品是通過(guò) 模具（包括壓延輥筒）來(lái)成型的，如金屬制品成型的壓鑄模、鍛壓模、澆鑄模、非金屬制品成型的玻璃模、陶瓷模、塑料模等。每種材料成型模具按成型方法不同又分為若干種類型。 采用模具生產(chǎn)制件具有生產(chǎn)率高，質(zhì)量好，切削少，節(jié)約能源和原材料，成本低等一系列的優(yōu)點(diǎn)，模具成型已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最具潛力的發(fā)展方向。模具是機(jī)械、電子等行業(yè)的基礎(chǔ)工業(yè)，它對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展起著越來(lái)越大的作用。 注塑成型作為一種重要的成型加工方法，在家電行業(yè)、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)等都有廣泛的應(yīng)用，且生產(chǎn)的制件具有精度高、復(fù) 雜度高、一致性高、生產(chǎn)率高和消耗低的特點(diǎn)，有很大的市場(chǎng)需求和良好的發(fā)展前景。 2 注塑模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí) 塑料的基本性能 塑料是以高分子量合成樹(shù)脂為主要成分，在一定條件下（如溫度、壓力）可塑制成一定形狀且在常溫下保持形狀不變的材料。塑料按受熱后表現(xiàn)的性能不同，可以分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩大類。塑料都是以合成樹(shù)脂為基本原料，并加入一定的填料、增塑劑、染料、穩(wěn)定劑等各種輔助料而組成的。不同品種牌號(hào)的塑料，由于選用的樹(shù)脂和輔助料的性能、成分、配比以及塑料的生產(chǎn)工藝的不同，則其使用性能、成型性能及工藝特 性不同。所以在設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須了解所用塑料的工藝特性。 設(shè)計(jì)塑料筆記本鍵盤外殼時(shí)選用 ABS， ABS樹(shù)脂（丙烯腈 苯乙烯 丁二烯共聚物， ABS 是 Acrylonitrile Butadiene Styrene 的首字母縮寫(xiě)）是一種強(qiáng)度高、韌性好、易于加工成型的熱塑型高分子材料 。 ABS 樹(shù)脂是丙烯腈（ Acrylonitrile）、 1,3丁二烯（ Butadiene）、苯乙烯（ Styrene）三種單體的接枝共聚物。 ABS 材料的物理力學(xué)主要性能： 相對(duì)密度： 導(dǎo)熱系數(shù) (102 K/（ ))： ～ 線脹系數(shù)（ 105 1/K）： ～ 吸水率（ 24時(shí)）（ %）： ～ 成型收縮率（ %）： ～ 摩擦系數(shù)（與鋼）： 硬度： R108～ R115（洛氏） 拉伸強(qiáng)度 MPa： ～ 拉伸彈性模量（ 102 MPa） ： ～ 斷裂伸長(zhǎng)率（ %）： 5～ 20 沖擊強(qiáng)度（ J/m）缺口： ～ 熱變形溫度（ ） (℃ )： 85～ 106 連續(xù)最高工作溫度（℃）： 65 塑料制品的成型 方法 塑料制品的生產(chǎn)是把成型所需的塑料原料裝入各種形式的成型模具中，并使之硬化成要求的形狀。在一般情況下，熱固性塑料主要采用壓縮和壓注成型，而熱塑性塑料主要采用注塑和擠出成型。 塑料成型的常用設(shè)備 液壓機(jī)是熱固性塑料壓縮和壓注成型的主要設(shè)備。 擠出機(jī)是擠出出成型的主要設(shè)備。 注塑機(jī)是熱塑行塑料和部分熱固性塑料注塑成型的主要設(shè)備。 3 塑料筆記本鍵盤外殼塑件 塑料筆記本鍵盤外殼塑件分析 表面質(zhì)量分析 該零件的表面除要求沒(méi)有、毛刺、缺肉、消水、斷柱，表面光滑度好。 塑件壁 厚 塑料制 品應(yīng)該 有一定的厚度， 這不僅 是 為 了塑料制品本身在使用中有足 夠 的強(qiáng) 度和 剛 度，而且也是 為 了塑料在成型 時(shí) 有良好的流 動(dòng)狀態(tài) 。 塑件壁厚受使用要求、塑料材料性能、塑件幾何尺寸以及成型 工藝 等 眾 多因素的制 約 。根據(jù)成型成型 工藝 的要求， 應(yīng)盡 量使制件各部分壁厚均 勻 ，避免有的部位太厚或者太薄，否 則 成型后 會(huì) 因 收縮 不均 勻 而使制品 變形 或 產(chǎn) 生 縮 孔，凹陷燒傷 或者填充不足等缺陷。 熱塑 性塑料的壁厚 應(yīng)該 控制在 1mm— 4mm之間 。太厚，會(huì)產(chǎn) 生氣泡和缺陷，同 時(shí) 也不易冷 卻 。 尺寸精度分析 塑件的尺寸精 度是指成型后所 獲 得的塑件 產(chǎn) 品尺寸和 圖紙 中尺寸的符合程度。一般而言，塑件尺寸精度是取 決 于塑料因材 質(zhì) 和 工藝條 件引起的塑料 收縮 率范 圍 大小，模具制造精度、型腔型芯的磨 損 程度以及 工藝 控制因素。而模具的某些 結(jié) 構(gòu)特 點(diǎn) 又在相 當(dāng) 大程度的影 響 塑件的尺寸精度。故而，塑件的精度 應(yīng)盡 量 選擇 的低些 創(chuàng)建筆記本鍵盤外殼的三維模型 （ 1） 設(shè)置工作目錄為“ zq 畢業(yè)設(shè)計(jì)”，新建零件文件“ zq”，選擇模板為“ mmns_part_solid”。 (2) 單擊，拉伸 —— “定義”。選擇草繪平面 單擊“草繪”。 在草圖上畫(huà)如圖所示 ，繼續(xù)當(dāng)前部分 。 填寫(xiě)拉伸長(zhǎng)度為“ 10”， 確定“ ”。 （ 3）單擊拉伸按鈕“ ”，定義草繪平面 畫(huà)如上右圖所示： 繼續(xù)當(dāng)前部分 選擇拉伸方式為“至選擇面”，“去除材料”。 效果如圖所示： （ 4）單擊“拉伸” —— “放置” —— “定義”，選擇如圖的草繪平面。 畫(huà)如圖所示，并“繼續(xù)當(dāng)前部分” 。 選擇拉伸方式為“至選擇面”，“去除材料”。 效果如圖所示： （ 5）單擊“拉伸” —— “放置” —— “定義”，選擇如圖的草繪平面 畫(huà)如圖所示，并“繼續(xù)當(dāng)前部分” 選擇拉伸方式為 “至選擇面”，“去除材料”。 效果如圖所示： （ 6）單擊“拉伸” —— “放置” —— “定義”，選擇如圖的草繪平面。 畫(huà)如圖所示，并“繼續(xù)當(dāng)前部分” 選擇拉伸方式為“至選擇面”，“去除材料”。 效果如圖所示： （ 7）選定 ，再單擊“陣列 ”。 再點(diǎn)選“選取項(xiàng)目 ”。 再點(diǎn)選 再填寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)： 選擇尺寸陣列，并將陣列數(shù)填寫(xiě)為 14 個(gè)，陣列間距填寫(xiě) 。點(diǎn) ，得效果圖如下： （ 8）同第（ 7）步拉伸陣列畫(huà)出下面系列圖 （ 9）單擊“拉伸” —— “放置” —— “定義”， 選擇如圖的草繪平面。 畫(huà)如圖所示，并“繼續(xù)當(dāng)前部分” 選擇拉伸方式為“至選擇面”，“去除材料”。 效果如圖所示： （ 10）單擊“拉伸” —— “放置” —— “定義”，選擇如圖的草繪平面。 畫(huà)如圖所示，并“繼續(xù)當(dāng)前部分” 選擇拉伸方式為“至選擇面”，“去除材料”。 效果如圖所示： （ 11）單擊“拉伸” —— “放置” —— “定義”，選擇如圖的草繪平面。 畫(huà)如圖所示，并“繼續(xù)當(dāng)前部分” 選擇拉伸方式為“指定深度”，“去除材料”。 填寫(xiě)深度為“ ”， 最后單擊完成“ ” 得到效果 圖如下： （ 12）單擊倒圓角工具 ，選擇過(guò)渡模式，倒圓角半徑設(shè)置為“ ”，如下圖所示： 按住 ctrl 鍵點(diǎn)選倒圓角的邊如下圖所示： 單擊完成鍵 得出下圖 : (13)同上一步驟得出下圖： （ 14）單擊“拉伸” —— “放置” —— “定義”，選擇如圖的草繪平面。 畫(huà)如圖所示，并“繼續(xù)當(dāng)前部分” 選擇拉伸方式為“指定深度”，“去除材料”。 填寫(xiě)深度為“ ”， 單擊完成鍵 得出下圖 : （ 15）單擊倒圓角工具 ，選擇過(guò)渡模式，倒圓角半徑設(shè)置為“ ”，如下圖所示： 點(diǎn)選倒圓角的邊如下圖所示： 單擊完成鍵 得出下圖 : （ 16）同上一步驟得出以下倒圓角圖形： （ 17）單擊“拉伸” —— “放置” —— “定義”，選擇如圖的草繪平面。 畫(huà)如圖所示，并“繼續(xù)當(dāng)前部分” 選擇拉伸方式為“至選擇面”，“去除材料”。 效果如圖所示： (18) 單擊“拉伸” —— “放置” —— “定義”，選擇如圖的草繪平面。 畫(huà)如圖所示，并“繼續(xù)當(dāng)前部分” 選擇拉伸方式為“指定深度”，“去除材料”。 填寫(xiě)深度為“ ” , 單擊完成鍵 得 出下圖 : （ 19）單擊“拉伸” —— “放置” —— “定義”，選擇如圖的草繪平面。 畫(huà)如圖所示，并“繼續(xù)當(dāng)前部分” 選擇拉伸方式為“至選擇面”，“去除材料”。 單擊完成鍵 得出下效果圖 : （ 20）單擊“拉伸” —— “放置” —— “定義”，選擇如圖的草繪平面。 畫(huà)如圖所示，并“繼續(xù)當(dāng)前部分” 選擇拉伸方式為“指定深度”，“去除材料”。 填寫(xiě)深度為“ ” , 單擊完成鍵 得出下效果圖 : （ 21）單擊基準(zhǔn)平面工具 ，選擇參照平面并填寫(xiě)偏移距離“ ”如下圖： （ 22）單擊“拉伸” —— “放置” —— “定義”，選擇如圖的草繪平面。 畫(huà)如圖所示，并“繼續(xù)當(dāng)前部分” 選擇拉伸方式為“指定深度”，“去除材料”。 填寫(xiě)深度為“ ”。 單擊完成鍵 得出下效果圖 : （ 23）單擊倒圓角工具 ，選擇過(guò)渡模式，倒圓角半徑設(shè)置為“ 20”，如下圖所示： 點(diǎn)選倒圓角的邊得下面的圖： 單擊完成鍵 得出下效果圖 : （ 24）單擊倒圓角工具 ，選擇過(guò)渡模式，倒圓角半徑設(shè)置為“ 20”，如下圖所示： 點(diǎn)選倒圓角的邊得下面的圖： 單擊完成鍵 得出下效果圖 : （ 25）單擊倒圓角工具 ，選擇過(guò)渡模式，倒圓角半徑設(shè)置為“ 20”，如下圖所示： 點(diǎn)選倒圓角的邊得下面的圖： 單擊完成鍵 得出下效果圖 : （ 26）單擊倒圓角工具 ，選擇過(guò)渡模式，倒圓角半徑設(shè)置為“ 12”，如下圖所示： 點(diǎn)選倒圓角的邊得下面的圖： 單擊完成鍵 得出下效果圖 : （ 27）單擊倒圓角工具 ，選擇過(guò)渡模式，倒圓角半徑設(shè)置為“ 12”，如下圖所示： 點(diǎn)選倒圓角的邊得下面的圖： 單擊完成鍵 得出下效果圖 : （ 28）單擊“拉伸” —— “放置” —— “定義”，選擇如圖的草繪平面。 畫(huà)如圖所示，并“繼續(xù)當(dāng)前部分” 選擇拉伸方式為“至選擇面”，“去除材料”。 單擊完成鍵 效果如圖所示： （ 29）單擊“拉伸” ——