【正文】 a blackboard based expert system for process design (KPC)。Expert system。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我們一次鍛煉自我的機(jī)會(huì)，從整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)到了很多知識(shí)，同時(shí)對(duì)于我們掌握的知識(shí)進(jìn)行了應(yīng)用，是一個(gè)理論結(jié)合實(shí)際的有效途徑。圖19 縮痕分析圖由分析圖可以看出，三通管只有一些部分會(huì)產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，從而我們可以根據(jù)模擬來(lái)解決這些問(wèn)題。 圖15 結(jié)果圖 圖16 填充圖切換查看方式，我們可以得到塑料熔體的流動(dòng)方向和流動(dòng)狀態(tài)等信息，如圖17所示：黃色椎體表示澆口位置，而箭頭則表示熔體的流動(dòng)方向和流體的密集程度。如圖13所示：圖13 澆口位置分析圖根據(jù)分析的結(jié)果選擇三通管中心處為澆口位置，如圖13所示：圖14 澆口的位置⑵ 成型條件分析在對(duì)話框中選擇“Molding Window”，點(diǎn)擊“下一步” ，“完成” 后得到的對(duì)話框，表示分析結(jié)果合格。⑴ 澆口位置的分析在Pro/e環(huán)境中打開要分析的零件，點(diǎn)擊“應(yīng)用程序”下的“Plastic Advisor” 進(jìn)入塑料顧問(wèn)界面。見表7。 表4 注塑模成型零件的制造精度塑料件精度SJ 1372—197812345678模具精度GB/T 1800—1998IT6IT7IT8IT9IT9IT10IT10IT11 因此模具精度為IT9。 本論文中所設(shè)計(jì)的等徑直三通公稱尺寸為90mm，所選材料為硬質(zhì)聚氯乙烯。 圖10 二維工程圖 模具尺寸的計(jì)算 按平均收縮率Scp方法計(jì)算成型零件工作尺寸 按平均收縮率scp方法可簡(jiǎn)捷地計(jì)算成型零件工作尺寸，是國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的方法。 圖9 初步建立二維工程圖 （4）雙擊視圖，在視圖顯示中選擇隱藏線和無(wú)。如圖7所示完整實(shí)體圖。單擊圖標(biāo)完成去除材料特征的創(chuàng)建。同樣依次單擊“放置”，“定義”按鈕，之后選擇需要放置擴(kuò)口的表面為草繪平面，點(diǎn)擊“草繪”。單擊完成倒圓角。單擊圖標(biāo)按鈕，確保黃色箭頭指向?qū)嶓w的外側(cè)。（9）單擊拉伸方式圖標(biāo)按鈕右側(cè)的箭頭，在展開的圖標(biāo)按鈕中單擊圖標(biāo)，使草繪截面自草繪平面拉伸至選定的點(diǎn)、曲線、平面或曲面。（6）在拉伸特征操控板對(duì)話框單擊圖標(biāo)按鈕，使其呈按下狀態(tài)，表示去除材料。（3）在拉伸特征操控板對(duì)話框中依次單擊“放置”，“定義”，在系統(tǒng)彈出對(duì)話框中單擊草繪，以DTM1作為草繪平面。 圖3 拉伸對(duì)話框 圖4 拉伸對(duì)話框 選擇TOP面為草繪平面，單擊“草繪”，進(jìn)入草繪環(huán)境。 表1 GB 422084 單位：mm公稱尺寸d1d2LdDtr=t/2基本尺寸公差基本尺寸公差基本尺寸公差基本尺寸最小尺寸最小尺寸9051270對(duì)應(yīng)尺寸如圖2所示。熔化溫度187℃，注射加工溫度范圍149℃204℃，斷裂伸長(zhǎng)率2040%，硬度7090（洛氏），吸水率（24h）%（），熱變形溫度6077℃（）、82℃（），分解溫度200300℃，比體積742690cm3/kg。外側(cè)有凸起,需要設(shè)置斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)。不足之處是制品尺寸伴隨吸濕性的增大而增大。 （7）模具零部件調(diào)入、裝配和修改，完成模具零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （3）澆注系統(tǒng) 應(yīng)用Feature→Cavity Assem→Solid→Cut建立模具澆注系統(tǒng)。根據(jù)多年的生產(chǎn)實(shí)踐提出了臺(tái)階斜配合面式分型面, 通過(guò)優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)到控制動(dòng)、定模的間隙, 有效地解決了飛邊的產(chǎn)生及其處理所產(chǎn)生的缺陷, 保證了產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。其產(chǎn)生的原因在于動(dòng)、定模合模時(shí), 分型面的間隙大于塑料分子的直徑, 從而造成熔融的塑料從分模面處溢出而形成的。塑件除尺寸及形狀的要求外, 特別是增加了四周不得有飛邊及由于處理飛邊時(shí)留下的痕跡的要求。根據(jù)實(shí)際情況及所設(shè)計(jì)的異徑三通管的材料，結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等方面要求，大徑取用Φ4mm，小徑也取用Φ4mm。塑件的壁厚對(duì)熔體充滿模具型腔的流程影響很大，壁太厚就很難達(dá)到完全均勻的硬度，且易產(chǎn)生氣泡、縮孔等缺陷；太薄則鋼度差，在脫模、裝配、使用中會(huì)發(fā)生變形，影響塑件的使用和裝配的正確性。壁厚過(guò)大,會(huì)增加產(chǎn)品成形的冷卻時(shí)間。 在確定脫模斜度的過(guò)程中，要考慮3個(gè)方面： ⑴在必須保證塑料件尺寸精度時(shí)，脫模斜度造成的制品尺寸誤差必須限制在該尺寸精度的公差之內(nèi)。 塑件的脫模斜度： 脫模斜度應(yīng)在對(duì)塑料成型時(shí)的脫模力分析和估算的基礎(chǔ)上。因此，注射時(shí)間控制與所設(shè)計(jì)的澆口厚度關(guān)系密切。尤其對(duì)結(jié)晶性塑料，隨著模溫的升高，由于結(jié)晶條件充分，結(jié)果收縮率增大。摸具溫度的高低影響著塑件的冷卻速度。通常保壓壓力與注射壓力基本一致。型腔內(nèi)壓力越大，樹脂的彈性就越大，因此， 注射壓力越高，成型收縮率就減小。 ④ 冷卻系統(tǒng) 模具冷卻通道布置與尺寸設(shè)計(jì)不當(dāng)也會(huì)影響成型收縮率的波動(dòng)。結(jié)晶性塑料中，除聚甲醛表現(xiàn)出特殊的影響方式外，其余均隨壁厚的增加，收縮率增大。取向是高聚物熔體充模流動(dòng)時(shí)， 分子鏈沿注射壓力作用方向整齊排列的結(jié)果。 ② 彈性膨脹 熔融塑料由于受注射成型壓力的作用而被壓縮，當(dāng)成型塑件脫模后，塑件溫度尚未達(dá)到室溫，而注射壓力和模具的壓縮力都消失了，由于彈性恢復(fù)，便造成了整個(gè)塑件的體積膨脹。 %～ % ，小口徑管取下限，大口徑管取上限。影響塑料收縮率的主要有熱收縮、相變收縮、取向收縮、壓縮收縮與彈性回復(fù)等因素，而這些影響因素與注塑制品的成型條件或操作條件有關(guān)。內(nèi)外圓角半徑必須是r=a/2，R=3a/2。在運(yùn)用Pro/E設(shè)計(jì)模具的過(guò)程中，還可以隨時(shí)對(duì)參考零件（添加到裝配體中的制品模型）或模具部件進(jìn)行分析檢測(cè)，如拔模角度檢測(cè)、制品厚度檢測(cè)、分型面檢測(cè)、投影面積計(jì)算、充模仿真、開模仿真以及裝配干涉檢測(cè)等。其目的是為了大幅度地提高生產(chǎn)力、降低成本，而以標(biāo)準(zhǔn)、公認(rèn)的設(shè)計(jì)作為新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，它能夠快速生成整個(gè)產(chǎn)品系列。 （3）硬件獨(dú)立性 Pro/E 軟件可以在UNIX、Windows NT、Windows 9Windows 95 等多種平臺(tái)上運(yùn)行，并在不同的系統(tǒng)中都維持相同的用戶界面。特征造型使產(chǎn)品模型不但具有幾何拓樸信息，同時(shí)還具有與材料、精度、裝配、加工等相關(guān)的工程語(yǔ)義信息。在設(shè)計(jì)階段的任何時(shí)候進(jìn)行的數(shù)據(jù)更改，都會(huì)擴(kuò)展到整個(gè)制造過(guò)程中，自動(dòng)更新所有的工程文件，將設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤減少到最小。 Pro/E軟件技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面。參數(shù)化設(shè)計(jì)Parametric ( 也叫尺寸驅(qū)動(dòng)Dimension Driven) 是CAD 技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中提出的課題, 它不僅可使CAD 系統(tǒng)具有交互式繪圖功能,還具有自動(dòng)繪圖的功能。 Pro/E 使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。 PRO/E軟件的優(yōu)點(diǎn) Pro/E 是建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)上, 不像一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上。工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能來(lái)生成模型, 如腔、殼、倒角及圓角等, 用戶可以任意勾畫草圖, 輕易改變模型, 這樣就給工程設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)上提供了很大的簡(jiǎn)易性和靈活性。其總體設(shè)計(jì)思想體現(xiàn)了MDA（MechanicalDesign Automation）軟件的新發(fā)展方向，所采用的新技術(shù)比其他MDA 軟件更具有優(yōu)越性。在模具設(shè)計(jì)中采用三維CAD 軟件的企業(yè)已經(jīng)接近90%。一些大型的商品化CAD/CAM軟件，Pro/Engineer、UnigraphicsII、Cimatron等，都已開發(fā)出專門用于注塑模具設(shè)計(jì)的功能模塊，為模具設(shè)計(jì)提供了十分方便的工具。采用這種方法既可以生產(chǎn)小而精巧的電子器件和醫(yī)療用品，也可以生產(chǎn)大型的汽車配件或建筑構(gòu)件。 總之, 生產(chǎn)節(jié)能、低成本的聚氯乙烯管材、管件是個(gè)長(zhǎng)線產(chǎn)品, 推廣聚氯乙烯管材、管件利國(guó)利民。 此外采用管灌還可以改造土壤, 改造鹽堿地, 并可在短期內(nèi)見成效, 這對(duì)于改良土壤, 增加耕地面積, 抑制土地沙漠化也是一個(gè)有效的方法。加之, 我們的生產(chǎn)廠能夠根據(jù)市場(chǎng)需求推出系列化的多品種、多用途的各種聚抓乙烯管材管件供應(yīng)市場(chǎng), 聚抓乙烯管材是不愁銷路的。努力開發(fā)聚氯乙烯管材管件市場(chǎng), 對(duì)發(fā)展聚氯乙烯和相關(guān)行業(yè)都有巨大的推動(dòng)作用。 聚氯乙烯管材管件在我國(guó)建筑、農(nóng)業(yè)、電力、通訊市場(chǎng)有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。Pro/Engineer是美國(guó)PTC公司出品的CAD/CAM軟件，它提供的參數(shù)化設(shè)計(jì)具有3D實(shí)體造型(Solid Model)、單一資料庫(kù)（Single Database）以及特征作為設(shè)計(jì)單位（Featurebased Design）等特點(diǎn)因此它可使設(shè)計(jì)者隨時(shí)計(jì)算出產(chǎn)品的體積、面積、質(zhì)心、重量、慣性矩等。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們的工作方式也有了很大的進(jìn)步，就結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言當(dāng)下就有很多可供選擇的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。本文詳細(xì)介紹了PRO/E軟件用于三通管件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程，PRO/E軟件用于設(shè)計(jì)實(shí)體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，并對(duì)三通管件材料的選擇、加工工藝的選擇、注射機(jī)的選擇、二維工程圖的繪制等進(jìn)行了闡述，同時(shí)對(duì)制造三通管件所用的模具進(jìn)行了粗略的尺寸計(jì)算。而且應(yīng)用塑料顧問(wèn)模塊對(duì)設(shè)計(jì)的展品進(jìn)行定性分析，模擬其注塑過(guò)程。在國(guó)內(nèi)外塑料加工行業(yè)中約有95 %的產(chǎn)品靠模具生產(chǎn), 其中注射模具的產(chǎn)量占世界塑料成型模具總產(chǎn)量的50 %以上。由于PRO/E軟件使用方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，此次設(shè)計(jì)選用PRO/E軟件設(shè)計(jì)帶有擴(kuò)口的Φ90mm的直三通管件。但是, 從我國(guó)管材管件生產(chǎn)和銷售情況來(lái)看并不十分樂(lè)觀。 從國(guó)外聚氯乙烯產(chǎn)品市場(chǎng)來(lái)分析,聚氛乙烯管材和建材是聚氯乙烯產(chǎn)品的主要市場(chǎng), 消費(fèi)聚氯乙烯樹脂量占發(fā)達(dá)國(guó)家聚抓乙烯樹脂總消費(fèi)量的65%, 僅管材一項(xiàng)消費(fèi)量平均占32%左右, %, 差距很大, 關(guān)鍵是市場(chǎng)沒(méi)有很好地開發(fā), 有些環(huán)節(jié)還需進(jìn)一步調(diào)整。其次, 農(nóng)用灌溉管的發(fā)展要加大力度。 根據(jù)我國(guó)聚抓乙烯管材、管件市場(chǎng)潛力巨大的具體情況, 一要進(jìn)一步開發(fā)市場(chǎng), 二要在提高現(xiàn)有管材、管件的質(zhì)量方面作深人細(xì)致的工作。在今后10年中, 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 建筑市場(chǎng)的興旺, 必然帶來(lái)聚抓乙烯管材和其它建材的發(fā)展科技興農(nóng)也是個(gè)百年大計(jì), 我國(guó)有億萬(wàn)畝土地需要人們?nèi)ジ脑? 發(fā)展聚氯乙烯管材、管件不但可獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益, 還可獲得巨大的社會(huì)效益。隨著塑料新品種的不斷出現(xiàn)以及塑料制品在結(jié)構(gòu)、外觀上要求的日益提高，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)過(guò)程變得越來(lái)越復(fù)雜。有資料統(tǒng)計(jì)表明，采用CAD 技術(shù)可以使模具設(shè)計(jì)時(shí)間縮短50%。目前，國(guó)內(nèi)也有不少企業(yè)開始應(yīng)用CAD 軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。 PRO/E軟件簡(jiǎn)介 Pro/Engineer是美國(guó)PTC公司出品的CAD/CAM軟件，它提供的參數(shù)化設(shè)計(jì)具有3D實(shí)體造型(Solid Model)、單一資料庫(kù)（Single Database）以及特征作為設(shè)計(jì)單位（Featurebased Design）等特點(diǎn)因此它可使設(shè)計(jì)者隨時(shí)計(jì)算出產(chǎn)品的體積、面積、質(zhì)心、重量、慣性矩等。 在國(guó)內(nèi)外塑料加工行業(yè)中約有95 %的產(chǎn)品靠模具生產(chǎn), 其中注射模具的產(chǎn)量占世界塑料成型模具總產(chǎn)量的50 %以上。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), 所有模塊都是全相關(guān), 使得每一個(gè)獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作, 不管工作人員是哪一個(gè)部門的, 只要其在產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的某一處進(jìn)行了修改, 其修改都能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中, 同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔, 包括裝配體、設(shè)計(jì)圖樣以及制造數(shù)據(jù), 也可以前后反映在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程所有相關(guān)環(huán)節(jié)上。這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象, 并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易地進(jìn)行修改。目前它是CAD 技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要的、且待進(jìn)一步研究的課題。 （1）數(shù)據(jù)的全相關(guān)性 過(guò)去的二維設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員把大量時(shí)間都花在了圖形繪制和錯(cuò)誤修改上，產(chǎn)品數(shù)據(jù)的更改常常是顧此失彼。 （2）基于參數(shù)化的特征造型Pro/E問(wèn)世之前，CAD軟件所流行的是采用自由化設(shè)計(jì)的實(shí)體造型技術(shù)?？吹絇o/E的成功后，其他CAD軟件公司也紛紛采用基于參數(shù)化的特征造型設(shè)計(jì)方案。企業(yè)可以根據(jù)自己的需要選用最經(jīng)濟(jì)的硬件設(shè)備，再混用或搭配任何一種平臺(tái)組合。 Pro/E設(shè)計(jì)模具功能十分強(qiáng)大。 Pro/E還有一個(gè)外掛軟件—塑料顧問(wèn)（Plastic Advisor），用來(lái)模擬塑料熔體在流道與型腔內(nèi)流動(dòng)和充填過(guò)程，以便在模具投入制造前能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，并有目的的進(jìn)行改進(jìn)，減小因設(shè)計(jì)失誤造成的不必要損失。塑料件上采用圓角不僅降低了應(yīng)力集中系數(shù)，提高了抗沖擊抗疲勞能力，而且改善了塑料熔體的流動(dòng)充模性能，減少了流動(dòng)阻力。因此，在設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮這些影響因素與注塑條件的關(guān)系及其表觀因素，如注塑壓力與模腔壓力及充模速度、注射熔體溫度與模具溫度、模具結(jié)構(gòu)及澆口形式與分布，以及澆口截面積、制品壁厚、塑料材料中增強(qiáng)填料的含量、塑料材料的結(jié)晶度與取向性等因素的影響。 通過(guò)用比例方式，對(duì)所有尺寸用公式S = 1 +α進(jìn)行設(shè)置；常溫下的塑件尺寸與模具尺寸之間存在著差值, 這是成型收縮引起的, 我們用成型收縮率來(lái)表示。 ③ 結(jié)晶收縮 結(jié)晶性塑料，如聚丙烯材料成型的塑件是在成型的冷卻過(guò)程中結(jié)晶的，這一過(guò)程伴隨著塑件的體積收縮，為結(jié)晶收縮。由于模具澆口位置、結(jié)構(gòu)、尺寸等不同， 造成了熔料流動(dòng)方向的不同，取向性的表現(xiàn)也不同。 ③ 澆口厚度 澆口厚度設(shè)計(jì)過(guò)分小于成型件的壁厚時(shí)，由于澆口先硬化，即使有足夠大的