星形烟灰缸用ProE研究设计说明.doc

基于Pro/E的模具设计说明书

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目录

绪论1
一、Pro/E的简介1
1. 1Pro/E的概述1
1.2Pro/E的特点和优势1
1.3 Pro/E的历届版本2
1.4Pro/E软件的主要模块组成3
二、 烟灰缸的零件设计4
三、 烟灰缸的模具设计7
3.1模具模型的设计7
3.2模具的收缩率10
3.3建立模具的分型面10
3.4体积块的分割11
3.5模具元件的抽取12
3.6铸模12
3.7模具分模12
3.8凹模内浇口的设计13
3.9凸模顶杆的设计14
3.10冷却系统的设计15
四．材料ABS的性能16

绪论
Pro/Engieer(Pro/E)是美国PTC公司旗下的产品Pro/Engineer软件的简称。Pro/E（Pro/Engineer操作软件）是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）的重要产品。是一款集CAD/CAM/CAE功能一体化的综合性三维软件，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。

一、Pro/E的简介
1. 1Pro/E的概述
　　在中国也有很多用户直接称之为“破衣”。1985年，PTC公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER诞生了。经过10余年的发展，Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了Pro/ENGINEER WildFire6.0（中文名野火6)。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了全面、集成紧密的产品开发环境。是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能的综合性MCAD软件。
1.2Pro/E的特点和优势
　　经过20多年不断的创新和完善，Pro/E现在已经是三维建模软件领域的领头羊之一，它具有如下特点和优势：
Proe5.0参数化设计和特征功能 Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。
　　单一数据库 Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何　一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。
　　例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。
　　全相关性：Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。
　　基于特征的参数化造型：Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。
　　装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。
　　数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了Pro/ENGINEER独特的全相关性功能，因而使之成为可能。
　　装配管理：Pro/ENGINEER的基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体中零件的数量不受限制。
　　易于使用：菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得容易学习和使用。

1.3 Pro/E的历届版本
　　proe最早进入中国市场的版本是proe18版，其后经过十几年的发展和完善，逐渐发行了下列的后续主版本：
Pro/Engineer WildFire
proe 2000i
1996
proe 200i-2
1998
proe 2001
2000
WildFire
2001
WildFire2.0
2003
WildFire3.0
2005
WildFire4.0
2007
WildFire5.0
2008
当然,其中每个主版本中间还会有发现一些小改动的日期代码变化的小版本。

1.4Pro/E软件的主要模块组成
（1）Pro／Engineer Pro/Engineer是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer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（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用 C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下(没有任何附加模块)具有大部分的设计能力，组装能力(人工)和工程制图能力(不包括ANSI，ISO， DIN或 JIS标准)，并且支持符合工业标准的绘图仪(HP，HPGL)和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。Pro/Engineer功能如下：

　　a． 特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）；
　　b． 参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）；
c． 通过零件的特征值之间，载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计；
　　d． 支持大型、复杂组合件的设计(规则排列的系列组件，交替排列，Pro／PROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等)；
e． 贯穿所有应用的完全相关性(任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动)。

（2）Pro／ASSEMBLY
　　Pro/ASSEMBLY是一个参数化组装管理系统，能提供用户自定义手段去生成一组组装系列及可自动地更换零件。Pro/ASSEMBLY是 Pro/ADSSEMBLY的一个扩展选项模块，只能在 Pro/Engineer环境下运行，它具有如下功能：

　　a． 在组合件内自动零件替换(交替式) ；
b． 规则排列的组合(支持组合件子集) ；
　　c． 组装模式下的零件生成(考虑组件内已存在的零件来产生一个新的零件) ；
　　d． Pro/ASSEMBLY里有一个 Pro/Program模块，它提供一个开发工具。使用户能自行编写 ；
e． 组件特征(绘零件与，广组件组成的组件附加特征值．如：给两中零件之间加一个焊接特征等）。

二、 烟灰缸的零件设计
1.新建—零件（实体）—取名（烟灰缸）—确定。

2、 拉伸（如图所示）直径200mm，直径400高250mm—确定

3. 拉伸（反向去除材料），高180mm。

4、 烟灰缸放烟口直径为100mm并用阵列（如图所示）

5、 倒圆角半径10mm（如图所示）

6.完成烟灰缸的零件设计。

三、 烟灰缸的模具设计
3.1模具模型的设计
1.新建—制造（模具型腔）—取名（烟灰缸）—如图所示。

2.模具模型—装配—参照模型—缺省（如图所示）—确定。

3.创建—工件—手动—取名（wp如

4.创建特征—实体（加材料）—拉伸—确定—建立如图草绘平面。

3.2模具的收缩率
因烟灰缸所选用的材料是ABS，收缩率为0.005，收缩—1+s—0.005—确定。
3. 3建立模具的分型面
1．用侧面影像曲线创建分型线（如图曲面）

2. 分型面—编辑—裙状曲面—选取线—完成—外侧—修改方向—双击延伸—确定—添加—选取方向不对的点（选面确定延伸方向）—完成—确定。

3.按Ctrl键，选中除分型面以外的外表面—复制—粘贴；按Ctrl键，选中分型面和外表面—合并。

3.4体积块的分割
体积块分割—完成—分割曲面选择—确定—起名1—确定—起名2—确定。

3.5模具元件的抽取
点击模具元件—抽取—1、2全选—确定（抽取结果如图）。

3.6铸模
点击铸模—取名0—回车—取名0—回车（铸模结果如图）。

3.7模具分模
1.点模具进料孔—定义间距—定义移动（如图）。

2.定义凸凹模移动间距为400mm（如图所示）

3.8凹模内浇口的设计
把凸模，铸件隐藏起来—选择特征—模具型腔—实体，切减材料—旋转—完成—定义内部草图—旋转（如图所示）。

3.9凸模顶杆的设计
把其他隐藏剩下凸模—点开关打开—点草绘—选底边作为画点的边—草绘平面—将地面的四条边作为参照线—创建4个点（如图所示）—完成—特征—型腔组件—顶针孔—在点上—完成—Ctrl+点—完成—选刚刚点所在的平面—正向—然后自动添加—小径4mm大径8mm长度为10mm—完成—完成如图所示。

3.10冷却系统的设计
先建立冷却系统所在的平面—打开平面建立命令—建立ADTM1作为冷却系统所在平面—选择特征—型腔组件—等高线—冷却管的直径8mm—选择ADTM1平面—缺省—建立草绘平面—选四条边作为参照线—画出冷却道的位置（如图所示）。

完成—选择凹模为实体—确定
四．材料ABS的性能
ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。
塑料ABS树酯是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PB，PAN，PS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。经过实际使用发现：ABS塑料管材，不耐硫酸腐蚀，遇硫酸就粉碎性破裂。
物料性能：
1. 综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好；
2. 与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理；
3. 有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；
4. 流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好；
5. 适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。
成型性能：
1. 无定形材料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时；
2. 宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度；
3. 如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法；
4. 如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置；
5. 冷却速度快，模具浇注系统应以粗，短为原则，宜设冷料穴，浇口宜取大，如：直接浇口，圆盘浇口或扇形浇口等，但应防止内应力增大，必要时可采用调整式浇口。模具宜加热，应选用耐磨钢；
6. 料温对塑件质量影响较大，料温过低会造成缺料，表面无光泽，银丝紊乱料温过高易溢边，出现银丝暗条，塑件变色起泡；
7. 模温对塑件质量影响很大，模温低时收缩率，伸长率，抗冲击强度大，抗弯，抗压，抗张强度低。模温超过120度时，塑件冷却慢，易变形粘模，脱模困难，成型周期长；
8. 成型收缩率小，易发生熔融开裂，产生应力集中，故成型时应严格控制成型条件，成型后塑件宜退火处理；
9. 熔融温度高，粘度高，对剪切作用不敏感，对大于200克的塑件，应采用螺杆式注射机，喷嘴应加热，宜用开畅式延伸式喷嘴，注塑速度中高速。