【正文】 基于 Pro/E 的手機(jī)上蓋注塑模設(shè)計(jì)摘要：Pro/ENGINEER(簡稱 Pro/E) 是當(dāng)今世界上最普及的三維 CAD/CAM 系統(tǒng)軟件之一，其具有的零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、鈑金件設(shè)計(jì)、NC 開發(fā)、造型設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)彷鎮(zhèn)和鑄造件設(shè)計(jì)等強(qiáng)大功能，在航空航天、機(jī)械、電子、汽車、家電以及玩具等工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域有 %以上的設(shè)計(jì)任務(wù)是通過它來完成的。參數(shù)化設(shè)計(jì)，全關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)庫等特點(diǎn)和絕對的主導(dǎo)地位使其已經(jīng)成為工程設(shè)計(jì)人員的“入門標(biāo)準(zhǔn)語言” ，誰能熟練運(yùn)用它，誰就擁有了更強(qiáng)的競爭能力?；趐ro/e 的手機(jī)上蓋注塑模設(shè)計(jì)是對傳統(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芯和型腔，最后在標(biāo)準(zhǔn)模架系統(tǒng)下生成型芯、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)。關(guān)鍵詞：PRO/E 注塑模 手機(jī)上蓋 1 引 言模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要裝備，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模具（包括壓延輥筒）來成型的。采用模具加工產(chǎn)品具有生產(chǎn)率高、操作簡便、質(zhì)量好，切削少，節(jié)約能源和原材料，成本低便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化等一系列的優(yōu)點(diǎn)。模具是機(jī)械、電子等行業(yè)的基礎(chǔ)工業(yè)，它對國民經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展起著越來越大的作用。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)率和消耗低的特點(diǎn)，有很大的市場需求和良好的發(fā)展前景隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域的三維設(shè)計(jì)軟件也得到了前所未有的發(fā)展，各種三維 CAD/CAM 軟件系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，各具特色，其中 PTC（美國參數(shù)技術(shù)）公司開發(fā)的 PRO/EIGINEER 軟件系統(tǒng)表現(xiàn)得非常突出，其“參數(shù)化”及“單一數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、NC 加工、鈑金件設(shè)計(jì)、自動測量、機(jī)構(gòu)仿真和應(yīng)力分析等多種功能。它的出現(xiàn)徹底改變了傳統(tǒng)的 CAD/CAM 作業(yè)方式，大大縮短了設(shè)計(jì)周期。利用 PRO/E 可簡化設(shè)計(jì)過程，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的和質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)人員的重復(fù)勞動，從而使設(shè)計(jì)人員能將其主要精力集中于模具創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)工作上.2 塑料產(chǎn)品介紹塑料制品的類型很多，隨著生產(chǎn)工藝方法不同，產(chǎn)品類型也就各異。例如用壓制成型、壓鑄成型、注塑成型，可以得到各種形狀和尺寸的塑料制件，用擠出成型可得到各種截面形狀的連續(xù)型材，如管、棒、片、薄板，帶材和各種異形材等，用擠出吹塑可以制得薄膜，用擠出或注射中空吹塑可制地各種瓶、罐、桶等中空容器，用壓延可以得到薄膜、板材和人造革等。用壓制、壓鑄、注塑成型所得到的 塑料制品，都是在封閉的模腔中成型的，稱為塑料制件，簡稱塑件，以區(qū)別于其他形式的塑料制品。注塑成型所得到的塑件成為注塑件。本設(shè)計(jì)研究的就是注塑模的設(shè)計(jì)。3 注塑過程特點(diǎn) 塑料件的成型，特別是注塑過程，具有下述幾個(gè)特點(diǎn)。對這些特點(diǎn)的認(rèn)識和正確運(yùn)用，對于合理設(shè)計(jì)塑件和取得良好的塑件質(zhì)量有直接關(guān)系。㈠ 注塑是在封閉的模腔中進(jìn)行的 塑件是在封閉的模腔中形成的，成型時(shí)是將已受熱熔化的塑料熔體在壓力下通過細(xì)小的澆注道注入已經(jīng)逼和的模具腔體，這與金屬材料的切削加工大不相同，而于金屬的模鑄或壓鑄過程在形式上頗為相似。在在封閉模腔中成型塑件，塑件冷卻凝固后應(yīng)能順利從模腔中取出，因此對塑件集合形狀設(shè)計(jì)提出了不能過分復(fù)雜的要求，塑件形狀應(yīng)以不防礙從摸強(qiáng)中脫出為原則，且應(yīng)盡可能不會使模具結(jié)構(gòu)過分復(fù)雜，使模具易于制造和維修，不致使模具有過高的制造成本。㈡ 注塑過程受多種工藝參數(shù)的影響 注塑過程受多種工藝參數(shù)影響，對過程的控制十分復(fù)雜。從注塑機(jī)方面看，有對料桶溫度（控制著塑料熔體溫度，料桶溫度一般最少分三階段控制） 、注射壓力（包括注射壓力和保壓壓力） 、注射時(shí)間和保壓時(shí)間等參數(shù)的控制。從模具方面來看，有模具溫度及其分布，澆注系統(tǒng)的許多參數(shù)，如澆口位置、澆口類型、澆口斷面積大小，分流道端面形狀和大小，排氣槽的開設(shè)情況等，對塑件的質(zhì)量都有重大影響，脫模機(jī)構(gòu)和抽芯機(jī)構(gòu)的合理性和可靠性也與塑件質(zhì)量密切相關(guān)。 注塑過程是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，近年來，計(jì)算機(jī)在注塑成型中的應(yīng)用日益廣泛。 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用使這一極其復(fù)雜的問題科學(xué)化，代替人們反歲哦的勞動，大大提高了工作效率和改善了塑件質(zhì)量。㈢ 成型過程有熱交換作用并隨著相變和聚集態(tài)變化 塑料注塑過程中，塑料在注入模腔前，必須先有顆粒狀或粉末狀的固態(tài)加熱到熔融的粘流狀態(tài)，而進(jìn)入模具后，則是從粘流狀態(tài)冷卻凝固為具有且能保持住模腔形狀的固體狀態(tài)，因而在鍵入模腔前和進(jìn)入模腔后，都存在著熱交換作用。熔體進(jìn)入型腔后，熔體與模具的熱交換情況對于獲得優(yōu)質(zhì)塑件有極重要影響。熔體冷卻凝固變?yōu)楣虘B(tài)過程中，聚合物從粘流態(tài)變?yōu)楦邚棏B(tài)再變?yōu)椴ＡB(tài)，結(jié)晶型塑料從熔融態(tài)結(jié)晶為晶態(tài)。熔體告訴進(jìn)入型腔時(shí)受到剪切作用，分子鏈沿流動方向取向，剪切作用停止后，未冷卻凝固的取向分子鏈亦可以由于熱運(yùn)動解取向（松弛） 。因此。熔體與模具的熱交換情況，即熔體的冷卻速率、冷卻速率的分布情況對上述聚集態(tài)變化和相變有決定性影響。4 注塑成型的基本原理和過程注塑成型是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一，注塑成型制品約占塑料制品總量的 20%30%。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料。其成型周期短，花色品種多，制品尺寸穩(wěn)定，產(chǎn)品易更新?lián)Q代，生產(chǎn)可自動化、高速化，具有極高的經(jīng)濟(jì)效益。注塑成型所用的設(shè)備為注塑成型機(jī)和注塑模具。注塑模具依其制品的形狀而定，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。注塑成型機(jī)按及結(jié)構(gòu)形式分為柱塞式和螺桿式兩類，按其外形特征分為立式、臥式、角式、轉(zhuǎn)盤式等多種。目前使用量最大的是往復(fù)螺桿式注塑成型機(jī)。注塑成型是一個(gè)循環(huán)過程，完成注塑成型需要經(jīng)過預(yù)塑、注塑、冷卻定型三個(gè)階段。1 預(yù)塑階段螺桿開始旋轉(zhuǎn)，將后端從料斗來的塑料向螺桿前端輸送，塑料在高溫和剪切力的作用下塑化均勻并逐步聚集在料筒的前部，當(dāng)熔融塑料越集越多時(shí)，壓力越來越大，最后克服螺桿背壓將螺桿逐步往后推，當(dāng)料筒前部的塑料達(dá)到所需的注射量時(shí)，螺桿停止轉(zhuǎn)動和后退，預(yù)塑階段結(jié)束。2 注塑階段螺桿在注塑油缸的壓力作用下向前移動，將儲存在料筒前部的塑料以多級速度和壓力向前推壓，經(jīng)過流道和澆口注入已閉合的模具型腔中。3 冷卻定型階段塑料在模具型腔中經(jīng)過保壓，防止塑料倒流直到模具澆口固化，最后冷卻定型。5 注塑模與注塑機(jī)的關(guān)系㈠ 最大注塑量 Mmax=VDV 是注塑機(jī)最大注射量㎝D 是所注射的塑料熔體密度㈡ Mmax=M B iMmax 是注射任意種塑料時(shí)實(shí)際注射量 gMB注射機(jī)表訂的最大注射量 gDi 所注射的塑料密度 g/cm3DB是 ABS 塑料的密度 g/m3所設(shè)計(jì)的注塑模，塑件加澆注凝料所用的塑料量，不應(yīng)超過最大注射量。對于正常的批量生產(chǎn)，應(yīng)滿足如下公式：M R?Mr 是成型塑件所要求的最大注射量注射量6 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主流道設(shè)計(jì)〈1〉澆口套進(jìn)料口直徑 D= d+(~1)mm =3+1=4 mm d 是注塑機(jī)噴口直徑〈2〉球面凹坑半徑 R R= r +(~1)mm