基于EMX的手機面板注塑模具設(shè)計和數(shù)控加工

1、陜西理工學院畢業(yè)論文（設(shè)計）目 錄目 錄1第一章 緒論1第二章 軟件簡介32.1 Pro/E簡介32.2 模具專家系統(tǒng)EMX簡介32.3 Mastercam簡介4第三章 塑料模具與工藝分析63.1 塑料模具63.1.1 塑料模具產(chǎn)品的基本知識63.1.2 塑料模具技術(shù)應用63.2 工藝分析63.2.1 尺寸及精度63.2.2 壁厚73.2.3 脫模斜度73.2.4 圓角73.2.5 粗糙度83.2.6 塑料性能的分析83.2.7 注塑機選擇93.2.8 塑料顧問（PRO/PLASTIC ADVISOR）93.2.9 冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則：10第四章 模具設(shè)計114.1 塑件（手機面板）制品114.

2、2 加載毛坯工件114.2.1 進入模具模式114.2.2 裝配參照零件124.2.3 設(shè)置收縮124.2.4 創(chuàng)建工件134.2.5 拔模檢測144.2.6 厚度檢測144.3 建立澆注系統(tǒng)154.3.1 確定最佳進交口的位置154.3.2 模流分析154.3.3 創(chuàng)建基準平面164.3.4 創(chuàng)建主流道164.3.5 創(chuàng)建分流道174.3.6 創(chuàng)建交口174.4 創(chuàng)建分型面184.4.1 復制分型曲面184.4.2 創(chuàng)建平面分型曲面184.4.3 合并分型曲面194.4.4 著色分型曲面194.5 分割體積塊194.6 抽取模具元件194.7 鑄模204.8 仿真開模20第五章 EMX在手機

3、面板模架及其他機構(gòu)設(shè)計的應用225.1 新建EMX項目225.3 頂出系統(tǒng)設(shè)計245.4 建立冷卻系統(tǒng)255.5 碰鎖系統(tǒng)設(shè)計255.6 開模仿真及干涉檢測265.7 材料清單275.8 模具裝配圖275.9 模具文件轉(zhuǎn)換IGS文件28第六章 手機面板模具型腔的數(shù)控模擬加工296.1 手機面板凸模加工296.1.1 導入加工凸模296.1.2 確定加工工藝306.1.3 凸模的模擬加工306.1.4 后置處理316.2 手機面板凹模加工316.2.1 導入加工凹模316.2.2 確定加工工藝316.2.3 凹模的模擬加工326.2.4 后置處理336.3 加工結(jié)果分析33致 謝34參考文獻35

4、基于EMX的手機面板注塑模具設(shè)計和數(shù)控加工所在單位：（陜理工機械工程學院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)機自專升本081班，陜西 漢中 723000）指導老師： 摘要：本次設(shè)計的作品為ABS手機面板注塑模具設(shè)計和數(shù)控加工,使用三維設(shè)計軟件Pro/E和模具專家系統(tǒng)EMX,建構(gòu)出手機面板的三維模型，并在Pro/E軟件的制造模塊中，做出手機面板的注塑模具（使用模具專家系統(tǒng)加載模架），并進行模具的仿真加工生成NC代碼（Mastercam軟件中完成）,并使用生成的NC代碼在實驗室加工出手機面板模具。關(guān)鍵詞：手機面板；塑料；模具；數(shù)控加工；Pro/E;emx;Mastercam;Abstract：The wor

5、ks for ABS mobile phone panel Design of Injection mold design and NC machining using three - dimensional design software -ProE and mold expert system for -EMX, constructing a three - dimensional model of mobile phone panel, and in the manufacture of ProE software modules, injection mould used in cel

6、l phone panel mold expert system for loading mould and mould machining simulation of NC code complete the Mastercam software and use the generated NC code in the laboratory processing of mobile phone panel die.Key words: Mobile phone panel;plastics;mold; numeral control processing;Pro/E；EMX；Masterca

7、m；引 言畢業(yè)論文是在修完所有課程之后，在我即將走上社會之前的一次綜合設(shè)計。本次論文的題目是基于EMX手機面板注塑模具設(shè)計和數(shù)控加工，也是對過去幾年大學學習的總結(jié)和檢驗。在本次論文中，主要用到所學的注射模設(shè)計，以及機械設(shè)計等方面的知識。著重說明了設(shè)計一副注射模的一般流程。即注射成型的分析、注射機的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核。模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計，注射模具設(shè)計的有關(guān)計算，模具總體尺寸的確定與結(jié)構(gòu)草圖的繪制、模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作目的繪制、全面審核投產(chǎn)制造等。其中模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計既是重點又是難點，主要包括成型位置的及分型面的選擇，模具型腔數(shù)的確定及型腔的排列和流道布局和澆口位置的選擇，棋具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，

8、推出機構(gòu)的設(shè)計。拉料桿的形式選擇，排氣方式設(shè)計等。在本次的設(shè)計中主要是通過使用Pro/E軟件進行手機面板結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計，再利用Plastic Advisor（塑料顧問）進行零部件的各項分析，以求達到合適的標準，接下來使用Pro/E的mold design 模塊進行模具設(shè)計，最后再利用模具專家系統(tǒng)EMX5.0進行加載標準模架，并生成模架材料清單，以及模具裝配圖。最后利用Mastercam 數(shù)控加工軟件對手機面板的模具進行模擬數(shù)控加工編程。通過本次畢業(yè)論文設(shè)計，使我對模具設(shè)計有了更深的了解，懂得如何查閱相關(guān)資料以及怎樣解決在實際設(shè)計中遇到的實際問題。這為我以后從事模具工作打下了良好的基礎(chǔ)。本次畢業(yè)

9、設(shè)計得到了張老師和同學的幫助，在此深表感謝!由于缺乏實踐經(jīng)驗，水平有限，且時間倉促。設(shè)計過程中難免有錯誤之處，請各位老師和同學指正批評。第一章 緒論我國塑料模具發(fā)展趨勢：我國塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了跨越式的發(fā)展，模具水平有了較大提高。我國塑料模具行業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)統(tǒng)計，目前塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比重約為30%，隨著中國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，這一比例將持續(xù)提高。相關(guān)專家預測，在未來的市場中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，塑料模具在模具行業(yè)中的比例將不斷提高。塑料模具已形成完整而強大的產(chǎn)業(yè)鏈。我國塑料模具近年來伴隨著高技術(shù)驅(qū)動和支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成了一個完整而強大的產(chǎn)業(yè)鏈條。

10、塑料模具相關(guān)產(chǎn)業(yè)從上游的原輔材料工業(yè)和加工、檢測設(shè)備到下游的機械、汽車、摩托車、家電、電子通信、建筑建材等幾大應用產(chǎn)業(yè)，都顯示出勃勃生機。我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，預計到2005年，僅汽車行業(yè)將需要各種塑料制件36萬噸；電冰箱、洗衣機和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過1000萬臺；彩電的年產(chǎn)量已超過3000萬臺。到2010年，在建筑與建材行業(yè)方面，塑料門窗的普及率為30%，塑料管的普及率將達到50%，這些都會大大增大對模具的需求量?，F(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標準化、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進的設(shè)計與制造技術(shù)、專用的機床設(shè)備，更重要的是生產(chǎn)技術(shù)的管理等。21世紀模具行

11、業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標是提高產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設(shè)計及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應變能力，滿足用戶需要。塑料模具發(fā)展趨勢： （1）大力普及、廣泛應用CAD/CAE/CAM技術(shù)，逐步走向集成化?，F(xiàn)代模具設(shè)計制造不僅應強調(diào)信息的集成，更應該強調(diào)技術(shù)、人和管理的集成。 （2）提高大型、精密、復雜與長壽命模具的設(shè)計與制造技術(shù)，逐步減少模具的進口量，增加模具的出口量。 （3）在塑料注射成型模具中，積極應用熱流道，推廣氣輔或水輔注射成型，以及高壓注射成型技術(shù)，滿足產(chǎn)品的成型需要。 （4）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。（5）積極研究

12、與開發(fā)模具的拋光技術(shù)、設(shè)備與材料，滿足特殊產(chǎn)品的需要。（6）開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)，提高模具的可靠性。 （7）研究和應用模具的高速測量技術(shù)、逆向工程與并行工程，最大限度地提高模具的開發(fā)效率與成功率。（8）開發(fā)新的成型工藝與模具，滿足未來的多學科多功能綜合產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計技術(shù)。第 35 頁 共 35頁第二章 軟件簡介2.1 Pro/E簡介1985年，PTC公司成立于美國波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。1988年，V1.0的Pro/E誕生了。經(jīng)過10余年的發(fā)展，Pro/E已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了Pro/E proewildfire5.0。PTC的系列軟件包括了在工業(yè)

13、設(shè)計和機械設(shè)計等方面的多項功能，還包括對大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。Pro/E還提供了目前所能達到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。下面就Pro/E的特點及主要模塊進行簡單的介紹Pro/e主要特性：（1）全相關(guān)性：Pro/E的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進行的修改，能夠擴展到整個設(shè)計中，同時自動更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵在開發(fā)周期的任一點進行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。（2）基于特征的參數(shù)化造型：Pro/E使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的

14、構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機械對象，并且可以按預先設(shè)置很容易的進行修改。例如：設(shè)計特征有弧、圓角、倒角等等，它們對工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。裝配、加工、制造以及其它學科都使用這些領(lǐng)域獨特的特征。（3）數(shù)據(jù)管理：加速投放市場，需要在較短的時間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實現(xiàn)這種效率，必須允許多個學科的工程師同時對同一產(chǎn)品進行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時進行的各項工作，由于使用了Pro/E獨特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。（4）裝配管理：Pro/E的基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時保持設(shè)

15、計意圖。高級的功能支持大型復雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。2.2 模具專家系統(tǒng)EMX簡介“專家模具基體擴展EMX（Expert Moldbase Extension）”,模具專家系統(tǒng)擴展，是Pro/E軟件的模具設(shè)計外掛，是PTC公司合作伙伴BUW公司的產(chǎn)品。EMX可以使設(shè)計師直接調(diào)用公司的模架，節(jié)省模具設(shè)計開發(fā)周期，節(jié)約成本，減少工作量?？傮w來說，使用EMX插件來設(shè)計模架有以下特點:（1）內(nèi)建大量模架庫，支持15個模型組件供應商信息。（2）只能模具組件及組裝。（3）自動生成各模板的二維工程圖，自動創(chuàng)建BOM表。（4）可進行干涉檢查及開模仿真。通常使用的右側(cè)工具欄是右擊P

16、ro/e的窗口右上方，在彈出的工具條中選擇“命令”，彈出“定制”對話框，可以根據(jù)自己的需要調(diào)出相應的命令。EMX窗口界面如圖2.2所示。 圖2.1 圖2.22.3 Mastercam簡介 Mastercam是美國CNC Software.Inc公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM軟件。它集二維繪圖、三維實體造型、曲面設(shè)計、體素拼合、數(shù)控編程、刀具路徑摸擬及真實感摸擬等到功能于一身，對系統(tǒng)運行環(huán)境要求較低，使用戶無論是在造型設(shè)計、CNC銑床、CNC車床或CNC線切割等加工操作中，都能獲得最佳效果。它具有方便直觀的幾何造型 Mastercam提供了設(shè)計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能

17、可設(shè)計出復雜的曲線、曲面零件。Mastercam9.0以上版本還有支持中文環(huán)境，而且價位適中，對廣大的中小企業(yè)來說是最理想的選擇。Mastercam窗口界面如圖2.3所示。Mastercam具有強勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。Mastercam提供了多種先進的粗加工技術(shù)。Mastercam還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選擇最好的方法，加工最復雜的零件。Mastercam的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性?？煽康牡毒呗窂叫ｒ灩δ躆astercam可模擬零件加工的整個過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況。圖2.3第三章 塑料模具

18、與工藝分析3.1 塑料模具3.1.1 塑料模具產(chǎn)品的基本知識一種用于壓塑、擠塑、注射、吹塑和低發(fā)泡成型的組合式塑料模具，它主要包括由凹模組合基板、凹模組件和凹模組合卡板組成的具有可變型腔的凹模，由凸模組合基板、凸模組件、凸模組合卡板、型腔截斷組件和側(cè)截組合板組成的具有可變型芯的凸模。模具凸、凹模及輔助成型系統(tǒng)的協(xié)調(diào)變化?？杉庸げ煌螤?、不同尺寸的系列塑件。我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品，大到機床的底座、機身外殼，小到一個螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼，無不與模具有著密切的關(guān)系。模具的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形，模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質(zhì)量。因為各種產(chǎn)品的材質(zhì)、外觀

19、、規(guī)格及用途的不同，模具分為了鑄造模、鍛造模、壓鑄模、沖壓模等非塑膠模具，以及塑膠模具。3.1.2 塑料模具技術(shù)應用近年來，隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應用范圍也在不斷擴大，如：家用電器、儀器儀表，建筑器材，汽車工業(yè)、日用五金等眾多領(lǐng)域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一個設(shè)計合理的塑料件往往能代替多個傳統(tǒng)金屬件。工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品塑料化的趨勢不斷上升。注塑過程說明：模具是一種生產(chǎn)塑料制品的工具。它由幾組零件部分構(gòu)成，這個組合內(nèi)有成型模腔。注塑時，模具裝夾在注塑機上，熔融塑料被注入成型模腔內(nèi)，并在腔內(nèi)冷卻定型，然后上下模分開，經(jīng)由頂出系統(tǒng)將制品從

20、模腔頂出離開模具，最后模具再閉合進行下一次注塑，整個注塑過程是循環(huán)進行的。3.2 工藝分析3.2.1 尺寸及精度塑件尺寸的大小取決于塑料的流動性。在注射成型過程中，流動性差的塑料及薄壁塑件等的尺寸不能設(shè)計的過大。大而簿的塑件在塑料尚未充滿型腔時已經(jīng)固化，或勉強能充滿，但料的前鋒已不能很好的熔合而形成冷接縫影響塑件的外觀和結(jié)構(gòu)強度。塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，即所獲塑件尺寸的準確度影響塑件的精度的因素很多，首先是模具的制造精度和模具的磨損程度，其次是塑料收縮率的波動以及成型是工藝條件的變化、塑件成型后的時效變化和模具的結(jié)構(gòu)等。因此，塑件的尺寸精度一般不高，應在保證

21、使用要求的前提下盡可能選用低級精度。根據(jù)我國目前塑件的成型水平，塑件的尺寸公差可依據(jù)SJ1372-78塑料制件公差數(shù)值標準確定。該標準將塑件分成8個等級，每種塑料可選其中三個等級，即高精度、一般精度、低級精度，12級精度要求較高，一般不采用。此外，對塑件圖上無公差要求的自由尺寸，建議采用標準中的a級精度。對孔類尺寸數(shù)值冠以（），對于軸類尺寸數(shù)值冠以（一）。3.2.2 壁厚 塑料制件規(guī)定它的最小壁厚值，它隨塑件大小不同而異。塑件過厚不但造成原料浪費，而且對熱塑性塑料增加了冷卻時間，降低了生產(chǎn)率，另外也影響了產(chǎn)品的質(zhì)量，如產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷熱塑性塑料易于成型薄壁塑件，最小壁厚達到0.2mm

22、,但一般不宜小于0.60.9mm,常取24mm，在本設(shè)計中，壁厚取2mm左右。同時，同一塑件的壁厚應盡可能一致，否則因冷卻或固化的速度不同產(chǎn)生附加內(nèi)應力，使塑件產(chǎn)牛翹曲、縮孔、裂紋甚至開裂等的缺陷。3.2.3 脫模斜度為了便于脫模，防止脫模拉傷，塑件在設(shè)計時，必須使塑件塑料封頭內(nèi)外表面沿脫模方向留有足夠的脫模斜度。脫模斜度取決于塑件的形狀、壁厚及塑料收縮率。一般取30 1°30取斜度的方向，一般，內(nèi)形以小端為準，符合圖樣要求，斜度由擴大方向取得；外形以大端為準，符合圖樣要求，斜度由縮小方向取得，而且脫模斜度不包括在塑料制品公差范圍內(nèi)。3.2.4 圓角在塑料制品設(shè)計中，制品的轉(zhuǎn)角處應盡

23、可能采用圓弧過渡。因為帶有尖角的塑件，往往會在尖角處產(chǎn)生應力集中，在受力或受沖擊振動時會發(fā)生破裂，甚至在脫模過程由于成型內(nèi)應力而開裂，特別是塑件的內(nèi)角處，理想的內(nèi)圓角半徑應為壁厚的1/3以上這樣避免應力集中，提高塑料制品的強度，改善制品成型時的塑料流動情況及脫模。此外，有了圓角，模具在淬火或使用時不致因應力集中而開裂。但是，采用圓角會使凹模型腔加工復雜化，使鉗工勞動量增大通常內(nèi)壁圓角半徑應是壁厚的一半，而外壁圓角半徑可為壁厚的1.5倍，一般圓角半徑不應小于0.5mm。3.2.5 粗糙度 塑件的外觀要求越高，表面粗糙度應越低。這除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點來保證外，主要取決于模

24、具型腔表面粗糙度。一般模具粗糙度要比塑件的要求低12級。塑料制件表面粗糙度一般為0.80.2m之間模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷加大，所以應隨時給以拋光復原。透明塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同，而不透明塑件，則根據(jù)使用情況決定他們的表面粗糙度。3.2.6 塑料性能的分析塑料的選用及相應特征的說明：選擇的塑料的要求價格合適，具有較好的加工性能、機械性能，該塑料制品選用的ABS塑料，ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種單體的三元共聚物，英文名稱:Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS具有較高的強度、硬度、耐熱性及耐化學腐蝕性：具有彈性和較高的沖擊強

25、度：它具有優(yōu)良的介電性能及成型加工性能等綜合的優(yōu)良性能，且價格便宜，原料易得。比重：1.05克/立方厘米，成型收縮率：0.40.7%，成型溫度：200240，干燥條件：8090 ，2小時。ABS物料性能：（1）綜合性能較好,沖擊強度較高,化學穩(wěn)定性,電性能良好。(2）與372有機玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理。(3）有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。(4）流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，柔韌性好。適于制作一般機械零件，減磨耐磨零件，傳動零件和電訊零件。ABS成型性能： (1）無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件，須長時間預

26、熱干燥8090度,3小時。(2）宜取高料溫，高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為>270度)，對精度較高的塑件，模溫宜取5060度，對高光澤，耐熱塑件，模溫宜取6080度。 (3）如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?4）如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn)37天后模具表面會殘存塑料分解物，導致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。3.2.7 注塑機選擇完整的注射成型工藝過程，按其先后順序應包括：成型前的準備、注射過程、塑件的后處理等。 (1）成型前的準備:為使注射成型過程能順利進行，并保證塑料制件的質(zhì)量，在成型前應做一些必要

27、的準備工作，包括:a.原料的檢驗和預處理,在成型前應對原料進行外觀（如色澤、顆粒大小、均勻度）及工藝性能（如流動性、熱穩(wěn)定性、收縮性、水分含量等）的檢驗；b.料筒的清洗；c.嵌件的預熱；d.脫模劑的選用。 (2）注射過程:完整的注射過程包括加料、塑化、注射、保壓、冷卻和脫模幾個步驟。其流動的情況又可分為充型、保壓、倒流和澆口凍結(jié)后的冷卻四個階段。 (3）塑件的后處理:塑件在成型過程中，由于塑化不均勻或由于塑料在型腔中的結(jié)晶、定向以及冷卻不均勻而造成塑件各部分收縮不一致，或因其他原因使塑件內(nèi)部不可避免地存在一些內(nèi)應力而導致在使用過程中變形或開裂。因此常需要進行適當?shù)暮筇幚硪韵嬖诘膬?nèi)應力，改善

28、塑件的性能和提高尺寸穩(wěn)定性，其主要方法是退火和調(diào)濕處理。3.2.8 塑料顧問（PRO/PLASTIC ADVISOR） 在零件模式下單擊主菜單里的APPLICATIONS(應用程序)PLASTIC ADVISOR(塑料顧問)，主要功能：    塑料顧問，提供一些常用的分析，如時間、壓力、模溫、冷卻等等，給設(shè)計人員以方向性的指導，塑料設(shè)計顧問軟件包是專門用來處理塑料射出成形的模流分析，它與PRO/E無縫連接，可以直接讀取模型資料，無須進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，避免數(shù)據(jù)格式不同而產(chǎn)生一些缺陷;它在計算時把塑料視為牛頓膠體，即線性假設(shè)，易于用牛頓剪切流動規(guī)律描述其流變學性質(zhì)；它內(nèi)建

29、豐富的塑料經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫，包括世界知名的大廠，利于工程人員進行有效的分析。塑料顧問能有效的節(jié)約開發(fā)時間和成本，采用計算機來模擬塑件成型過程，能避免各種不良問題的發(fā)生;確保塑件的質(zhì)量，塑件的翹曲、過填充、溢料、應力集中產(chǎn)生開裂都會降低，預測熔接線的位置，確定排氣孔的位置，發(fā)現(xiàn)注射壓力、溫度過高不足等，這樣能及時修改模具設(shè)計方案，避免了遲緩的周期設(shè)計變更;當然這樣的設(shè)計具有較大的靈活性，試驗不同的材料流動性，從而選擇出最合理的材料。塑料顧問通過提供一個充分定義的通用塑料材料庫、典型注塑機器參數(shù)的自動選擇功能塑料模設(shè)計顧問消除了對專業(yè)塑料加工知識的需求。塑料顧問用于評估注塑工藝性的每次設(shè)計更改，而不是每

30、個設(shè)計，所以它是與注塑設(shè)計有關(guān)的行業(yè)節(jié)省成本和時間的理想工具?？梢苑奖愕剡x擇材料類型和提議的澆口位置，它可提供了填模動畫、描述設(shè)計“可模塑性”的圖形以及熔合線和氣坑等可能出現(xiàn)的問題的位置。塑料顧問可設(shè)定工藝參數(shù)、塑料的型號和建議注射位置，便可模擬塑料填充過程，可以直觀看到溫度和壓力分布、熔接痕、氣泡的位置、熱縮性、產(chǎn)品質(zhì)量預測?？商峁┰O(shè)計整體可加工性的指導，指出潛在問題及提出修正建議。塑料顧問用于評估注塑工藝性的每次設(shè)計更改，而不是每個設(shè)計，它是注塑設(shè)計節(jié)省成本和時間的理想工具。 3.2.9 冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則(1）盡量保證塑件收縮均勻,維持模具的熱平衡； (2）冷卻水孔的數(shù)量越多，孔

31、徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻； (3）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，當塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔表面的距離應處處相等。當塑件壁厚不均勻時，壁厚處應強化冷卻、水孔應靠近型腔、距離要小，但也不應小于10mm； (4）澆口處加強冷卻。一股在注射成型時，澆口附近溫度最高，距澆口越遠溫度越低，因此要加強澆口處的冷卻； (5）應降低進水與出水的溫差。如果進水與出水溫差過大，將使模具的溫度分布不均勻，尤其對流程很長的大型塑件，料溫越流越低，對于矩形模具，通常沿模具寬度方向開設(shè)水孔，使進水與出水溫度差不大千5°C； (6）合理選擇冷卻水道的形式，對于收縮大的塑件應沿收縮方向開設(shè)冷卻水

32、孔： (7）合理確定冷卻水管接頭位置，為不影響操作，進出口水管接頭通常設(shè)在注射機背面的模具同一側(cè)； (8）冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象，設(shè)計時要通盤考慮； (9）冷卻水管進出接頭應埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運過程中造成損壞；第四章 模具設(shè)計4.1 塑件（手機面板）制品圖4.1 手機面板形狀如圖4.1所示。技術(shù)要求：(1）塑件所采用的塑料名稱：ABS(2）塑件的生產(chǎn)批量：大批量(3）收縮率：0.5%(4）產(chǎn)品的表面不允許有交口痕跡和飛邊4.2 加載毛坯工件4.2.1 進入模具模式(1）單擊主菜單中的“文件”“設(shè)置工作目錄”命令，打開“選取工作目錄”對話框。然后通過“查找范圍”

33、下拉列表框，改變目錄到所選文件所在的目錄。(2）單擊對話框底部的“確定”按鈕，即可將所選文件所在的目錄設(shè)置為當前進程中的工作目錄。(3）單擊“文件”工具欄上的圖標按鈕，打開“新建”對話框。然后選中“類型”區(qū)域中的“制造”單選按鈕和“子類型”區(qū)域中的“模具型腔”單選按鈕，并在“名稱”文本框中輸入文件名，如圖4.2所示。(4）單擊“確定”按鈕，進入模具模式。圖4.24.2.2 裝配參照零件單擊菜單管理器“模具”菜單中的“模具模型”“裝配”“參照模型”命令，彈出“打開”對話框。選擇“參照零件”所在文件夾，并在其中選取“參照零件”文件，單擊“打開”按鈕，打開參照模型。圖4.3此時，系統(tǒng)彈出“裝配”操控

34、板。單擊“放置”按鈕，在彈出的下滑面板中選擇“約束類型”為“缺省”，單擊“確定”按鈕，同時彈出如圖4.3所示的“創(chuàng)建參照模型”對話框。單擊“確定”按鈕，完成參照模型的裝配。4.2.3 設(shè)置收縮(1）單擊“確定”按鈕，進入模具模式。單擊“模具”工具欄上的圖標按鈕，打開“按比例收縮”對話框。(2）單擊“確定”按鈕，進入模具模式。（3）單擊“坐標系”區(qū)域的按鈕，然后再圖形窗口中選取“PRT_CSYS_DEF”坐標系。在“收縮率”文本框中輸入收縮率“0.005”，如圖4.4所示。圖4.44.2.4 創(chuàng)建工件單擊“模具/鑄件制造”工具欄中的（自動工件）按鈕，彈出“自動工件”對話框。選擇模具模型的坐標系N

35、OLD_DEF_CSYS作為“模具原點”。單擊“形狀”選項組中的（矩形）按鈕，創(chuàng)建直角工具。在“統(tǒng)一偏距”輸入“20”。單擊“確定”按鈕，完成工件的創(chuàng)建，結(jié)果如圖4.5所示。圖4.54.2.5 拔模檢測（1）單擊主菜單中的“分析”“模具分析”命令，打開“模具分析”對話框。然后在下拉菜單中選擇“拔模檢測”選項，如圖4.6所示。（2）單擊“曲面”區(qū)域中的按鈕，然后在圖形窗口中選取參照零件，并單擊“選取”對話框中的按鈕，返回“模具分析”對話框。在“角度選項”區(qū)域中選中“雙項”單選按鈕，然后在“拔模角度”文本框中輸入角度值“2”。（3）單擊按鈕，打開“拔模檢測顯示設(shè)置”對話框。然后在對話框中設(shè)置“色彩

36、數(shù)目”為“3”，并選中“動態(tài)更新”復選框。（4）單擊對話框底部的按鈕，返回“模具分析”對話框。單擊按鈕，系統(tǒng)將自動進行計算，然后顯示如圖4.7所示的計算結(jié)果。（5）單擊“已保存分析”選項前面的三角形符號，打開如圖所示的“已保存分析”區(qū)域。然后在“名稱”文本框中輸入分析結(jié)果名稱“check_1”，并單擊右側(cè)的按鈕保存分析結(jié)果。最后選中保存的“check_1”分析結(jié)果，并單擊按鈕，將其遮蔽。（6）單擊對話框底部的“確定”按鈕，完成拔模檢測操作。 圖4.6 圖4.74.2.6 厚度檢測使用厚度檢測功能可以確定在參照零件中指定區(qū)域的厚度是否大于或小于指定的最大值或最小值。單擊主菜單中的“分析”“厚度檢

37、測”命令，系統(tǒng)彈出如圖4.8所示的“模具分析”對話框。在該對話框中，可以使用以下兩種選項，執(zhí)行后度檢測： 平面：該選項用于檢查所選平面的厚度。要檢測所選平面的厚度，只需選取要檢測厚度的平面，并輸入最大和最小厚度值。系統(tǒng)將創(chuàng)建通過所選平面的橫截面，并檢測橫截面的厚度。 層切面：該選項用于檢查以某個間距值等量增加的一系列平行平面的厚度。要使用平行層切面；還需要指定層切面偏距值及檢測的最大和最小厚度值。對參照零件執(zhí)行厚度檢測后，系統(tǒng)將橫截面內(nèi)大于最大壁厚的區(qū)域以紅色剖面線顯示，而小于最小壁厚的區(qū)域以藍色剖面線顯示，如圖4.9所示。 圖4.8 圖4.94.3 建立澆注系統(tǒng)4.3.1 確定最佳進交口的位

38、置 單擊主菜單中的“應用程序”“Plastic Advisor”命令，然后單擊鼠標中鍵，進入注塑顧問窗口。由于并不清楚澆口設(shè)置在何處，在隨后彈出的窗口選擇取消，進入Plastics Advisor6.0，運行澆口位置分析，藍色的位置是最佳的注射點，一般需要做一個基準點（這里選擇兩個基準點黃點所示），這樣選擇比較準確，然后就可以模流分析(Plastic Flow Analysis)了，如圖4.10、4.11所示。 圖4.10 圖4.114.3.2 模流分析單擊“Advisor”工具欄上的圖標按鈕，然后選擇如圖4.11所示的黃點位置為交口位置。單擊彈出來對話框的“是”按鈕，打開“另存為”對話框。在

39、對話框中指定好保存位置后，然后單擊對話框中的“保存”按鈕，返回注塑顧問窗口。單擊“Advisor”上的圖標按鈕，打開“選擇分析”對話框，然后選擇“塑料填充”選項，單擊對話框底部的“下一步”按鈕，接受默認的材料設(shè)置，單擊“下一步”，接受默認的設(shè)置。然后單擊下一個對話框中的“是”按鈕，此時，系統(tǒng)將開始進行分析。分析完成后，系統(tǒng)彈出如圖4.12所示的“Result Rummary”對話框。然后單擊該對話框底部的按鈕，退出對話框。系統(tǒng)自動選擇“Confidence of Fill”結(jié)果類型，并用色譜圖表示分析結(jié)果，如圖4.13所示，從圖中可以看出填充質(zhì)量的好壞。 圖4.12 圖4.13在“Result

40、 Rummary”對話框的頂部有一個符號，如果顯示綠燈，表示零件能夠被順利填充，如果顯示黃燈，則表示可能存在問題，如果顯示紅燈，則表示存在問題。4.3.3 創(chuàng)建基準平面單擊“基準”工具欄中的按鈕，彈出“基準點”對話框。根據(jù)交口位置的分析，選擇兩曲線的0.3處作為基準點，然后單擊“確定”按鈕，生成APNT0和APNT1兩個基準點。單擊“基準”工具欄中的按鈕，彈出“基準平面”對話框。選取剛才建立的兩個基準點和工件的上表面作為放置參照，單擊“確定”按鈕，生成基準平面ADTM1。同理生成基準平面ADTM2和軸AA_1。4.3.4 創(chuàng)建主流道單擊菜單管理器中的“特征”“型腔組件”“實體”“切減材料”“旋

41、轉(zhuǎn)”“實體”“完成”命令，彈出“旋轉(zhuǎn)”操控板。單擊“放置”按鈕，在彈出下滑面板中單擊“定義”按鈕，彈出“草繪”對話框。選取“草繪”平面和參照平面，單擊“草繪”按鈕，進入二維“草繪”環(huán)境，繪制如圖4.14所示的截面。繪制完成后，單擊按鈕，退出“草繪”環(huán)境。在操控板的“方向”工具欄中，確認切減材料側(cè)指向旋轉(zhuǎn)軸，設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度為360°，單擊按鈕，完成主流道的創(chuàng)建，結(jié)果如圖4.15所示。4.3.5 創(chuàng)建分流道單擊“特種操作”菜單中的“模具”“流道”“倒圓角”命令，信息區(qū)提示“輸入流道直徑”，輸入“2”，單擊按鈕。選取ADTM2作為“草繪”平面，單擊“方向”菜單中的“正向”“缺省”命令，進入二

42、維“草繪”環(huán)境，繪制分流道軌跡后，單擊按鈕，退出“草繪”環(huán)境，彈出“相交元件”對話框。先單擊“自動添加”按鈕，再單擊“確定”按鈕，接著單擊“流道”對話框中的“確定”按鈕，創(chuàng)建的分流道如圖4.16所示。4.3.6 創(chuàng)建交口單擊“特征操作”菜單中的“模具”“流道”“倒圓角”命令，根據(jù)信息區(qū)的提示輸入流道直徑為“1”。單擊“設(shè)置草繪平面”菜單的“使用先前的”“正向”命令，進入二維“草繪”環(huán)境，繪制完交口后，單擊按鈕，退出“草繪”環(huán)境，彈出“相交元件”對話框。先單擊“自動添加”按鈕，再單擊“確定”按鈕，接著單擊“流道”對話框中的“確定”按鈕，創(chuàng)建的交口如圖4.17所示。 圖4.14 圖4.15 圖4.

43、16 圖4.174.4 創(chuàng)建分型面分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模。Pro/E提供了強大的曲面設(shè)計功能，用于創(chuàng)建分型面。創(chuàng)建分型曲面時，必須遵循以下兩個基本原則： （1）分型曲面必須與工件完全相交。 （2）分型曲面自身不能相交。4.4.1 復制分型曲面 單擊工具欄上的圖標按鈕，同時把“創(chuàng)建工件”隱藏，然后在手機面板上表面選取如圖4.16所示的面為“種子面”，此時被選中的面呈紅色。然后按住“shift”,選取“邊界面”，對于所選表面有孔的面，單擊“選取”按鈕，在彈出的“選項”面板中選中“排除曲面并填充孔”

44、單選按鈕，再在圖形窗口中選取“孔”面。單擊操控面板右側(cè)的按鈕，完成復制曲面操作。4.4.2 創(chuàng)建平面分型曲面 單擊主菜單中的“編輯”“填充”命令，打開“填充”操控面板。然后在圖形窗口中單擊鼠標右鍵，并在彈出的快捷菜單中選擇“定義內(nèi)部草繪”命令，打開“草繪”對話框。 選取一個基準面作為“草繪”平面，系統(tǒng)自動選取參照平面，單擊鼠標中鍵進入草繪模式。使用按鈕，選取如圖4.17所示的框線后呈現(xiàn)黃色，單擊操控面板右側(cè)的按鈕，完成填充操作。 圖4.16 圖4.174.4.3 合并分型曲面按住“Ctrl”鍵不放，選擇上面步創(chuàng)建的曲面和平面，單擊“合并”命令，打開“合并”操控面板。單擊“選項”按鈕，然后在彈出

45、的“選項”面板中選擇“連接”單選按鈕，最后單擊操控面板右側(cè)的按鈕，完成合并操作。4.4.4 著色分型曲面 單擊主菜單中的“視圖”“可見性”“著色”命令，著色的分型面如圖4.18所示。 圖4.18 圖4.194.5 分割體積塊（1）單擊“模具遮蔽對話框”工具欄上的按鈕，打開“遮蔽取消遮蔽”對話框。然后單擊“取消遮蔽”按鈕，切換到“取消遮蔽”選項卡。在“遮蔽的元件”列表中，選中遮蔽的元件，然后單擊“去除遮蔽”按鈕，將其顯示出來。（2）單擊對話框底部的“關(guān)閉”按鈕，推出對話框。單擊“模具”工具欄上的圖標按鈕，系統(tǒng)彈出“分割體積塊”菜單。（3）單擊“分割體積塊”菜單中的“兩個體積塊”“所有工件”和“完

46、成”命令，打開“分割”對話框。在圖形窗口中選取分型曲面，然后單擊“選取”對話框中的“確定”按鈕，返回“分割”對話框，單擊對話框底部的“確定”按鈕。此時系統(tǒng)加亮顯示分割生成的體積塊，單擊對話框底部的“確定”按鈕。這時，系統(tǒng)會加亮顯示分割生成的另一個體積塊，并彈出“屬性”對話框。單擊對話框底部的“確定”按鈕，完成分割操作。4.6 抽取模具元件 模具元件是通過用實體材料填充創(chuàng)建的模具體積塊生成的，這一自動執(zhí)行的過程成為抽取。完成模具體積塊的抽取后，這些模具元件就成為實體零件，可以在零件模式中打開它們，并增加各種新特征。 單擊右側(cè)“模具”菜單中的“模具元件”命令，并在彈出的“模具元件”菜單中單擊“抽取

47、”命令，系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建模具元件”對話框，點擊“全選”按鈕，單擊底部的“確定”按鈕，完成抽取模具元件。4.7 鑄模在Pro/E中，可以通過交口、流道和注入口來模擬填充模具型腔，從而創(chuàng)建鑄模。由于創(chuàng)建的鑄件有完整的流道系統(tǒng)，因此可用于模流分析。單擊右側(cè)“模具”菜單中的“鑄?！泵?，系統(tǒng)彈出“鑄模”菜單。單擊“創(chuàng)建”命令，并在消息區(qū)的文本框中輸入零件的名稱后，即可創(chuàng)建鑄模。如果系統(tǒng)提示不能生成鑄模，則表示先前的分模過程有錯誤，或者參照零件有幾何交錯的現(xiàn)象。4.8 仿真開模（1）單擊右側(cè)“模具”菜單欄中的“模具進料孔”“定義間距”“定義移動”命令，然后在圖形窗口中選擇模具上模元件，并單擊“選取”對話框

48、中的“確定”按鈕。（2）在圖形窗口中選取沿模具元件開模方向的一條邊，并在消息區(qū)的文本框中輸入數(shù)值“150”，然后單擊右側(cè)的按鈕，返回“定義間距”菜單。（3）單擊“定義間距”菜單中的“完成”命令，返回“模具”菜單。此時，所選模具上模將會上移，單擊“選取”對話框中的“確定”按鈕。（4）同理，選擇“molding”元件，進行移動。（5）單擊“模具”菜單中的“分解”命令，進行仿真開模。如圖4.19(a) (b)所示。圖4.19（a）圖4.19(b)第五章 EMX在手機面板模架及其他機構(gòu)設(shè)計的應用 當模仁零件設(shè)計完后，開始進入模架及幾大常用的模具系統(tǒng)設(shè)計進程，當模仁裝配在模架內(nèi)，并有完整的模具系統(tǒng)時，才

49、是一幅完整的模具。5.1 新建EMX項目新建EMX項目的具體操作步驟如下：（1）執(zhí)行“EMX5.0”“項目”“新建”菜單命令，如圖5.1所示。（2）彈出“定義新項目”對話框，在“項目名稱”欄里輸入相應的名稱，“主單元”勾選“mm”,“模具基體類型”勾選“組件·模型：ASM”。然后單擊“確定”按鈕。（3）單擊右側(cè)工具欄上的按鈕，把模具裝配進來，選取“缺省”進行裝配。（4）執(zhí)行“EMX5.0”“項目”“分類”菜單命令，選取圖形窗口中的MOLD_VOL_2，設(shè)定其為“插入定模”，如圖5.2所示。 圖5.1 圖5.25.2 加載并定義模架（1）執(zhí)行“EMX5.0”“模架”“組件定義”菜單命令

50、，如圖5.3所示。然后單擊“模架定義”菜單下的“編輯”“型腔”命令，彈出如圖5.4所示的窗口進行編輯，單擊按鈕。 圖5.3 圖5.4（2）執(zhí)行“模架定義”“定模板”命令，編輯設(shè)置后，單擊按鈕。然后選取“動模板”命令，編輯設(shè)置后，單擊按鈕。分別選取“模座”、“模座”、“支承塊”、“居中頂板導柱”、“導套”命令，并分別進行編輯設(shè)置后，分別單擊按鈕，構(gòu)建出如圖5.5所示的模架圖形。（3）執(zhí)行“EMX5.0”“模架”“元件狀態(tài)”菜單命令，彈出“元件狀態(tài)”窗口，選取按鈕，單擊按鈕。（4）執(zhí)行“模架定義”“頂桿固定板”命令，編輯設(shè)置后，單擊按鈕。然后分別編輯設(shè)置“頂桿固定板”、“定位環(huán)定?！薄ⅰ爸髁鞯酪r套

51、”、“支承塊”、“居中頂板導柱”、“導套”命令，分別單擊按鈕，構(gòu)建出如圖5.6所示的模架圖形。 圖5.5 圖5.6（5）執(zhí)行“模架定義”“夾具螺釘定模”命令，編輯設(shè)置后，單擊按鈕，如圖5.7所示。（6）執(zhí)行“EMX5.0”“螺釘”“螺釘定義”命令，編輯設(shè)置后，單擊按鈕。如圖5.8所示。（7）執(zhí)行“模架定義”“夾具螺釘動?！泵?，編輯設(shè)置后，單擊按鈕，如圖5.9所示。 圖5.7 圖5.8 圖5.9 圖5.10 （8）執(zhí)行“模架定義”“支承塊定位銷”命令，編輯設(shè)置后，單擊按鈕，如圖5.10所示。5.3 頂出系統(tǒng)設(shè)計關(guān)閉“模架定義”窗口，在繪圖窗口左側(cè)的模型樹中選取“SJMB_ZDP.ASM”“SJ

52、MB_ZDP_REF.PRT”并打開，然后在打開的手機面板模型上設(shè)置頂桿的6個頂出位置，如圖5.11所示，關(guān)閉“SJMB_ZDP_REF.PRT”窗口。執(zhí)行“EMX5.0”“頂桿”“定義”命令，編輯設(shè)置后，單擊按鈕，如圖5.12所示。 圖5.11 圖5.125.4 建立冷卻系統(tǒng)（1）首先，隱藏定模板上的模座，選取創(chuàng)建平面，以定模板上表面為基準向下偏移“30”，創(chuàng)建新的平面ADTM6，取消定模板的隱藏，選取ADTM6為“草繪”平面，繪制冷卻水線，如圖5.13黃線所示。（2）然后，執(zhí)行“EMX5.0”“冷卻”“定義”命令，編輯設(shè)置后，單擊按鈕，如圖5.14、5.15所示。 圖5.13 圖5.14

53、圖5.15 圖5.165.5 碰鎖系統(tǒng)設(shè)計（1）先在分型面上建立兩個坐標系作為碰鎖的參照坐標系。首先創(chuàng)建基準點，其參照如圖所示，選取邊參照，如圖5.16所示，以這兩個基準為參照分別創(chuàng)建參照坐標系，注意Z軸的方向與開模方向一致，X軸的方向朝向模具基體外側(cè)，如圖5.17所示。圖5.17（2）單擊菜單欄中的“EMX5.0”“碰鎖”“定義”命令，彈出“選取”對話框。在圖形區(qū)選取ACS0作為參照坐標系，彈出“碰鎖”對話框。選擇Z174型碰鎖，如圖5.18所示，選擇碰鎖參數(shù)，注意“平面控制板”和“平面碰鎖栓”這兩個參照的選擇。選擇完后單擊按鈕，系統(tǒng)自動裝配碰鎖。（3）單擊菜單欄中的“EMX5.0”“碰鎖”“重新裝配”命令，在圖形取選取另一邊坐標系作為參照坐標系，并在模型樹中選擇剛定義的碰鎖組件，系統(tǒng)自動生成另一側(cè)的碰鎖，如圖5.19所示。 圖5.18 圖5.195.6 開模仿真及干涉檢測單擊“EMX5.0”工具欄中的按鈕，或單擊菜單欄中的“EMX5.0”“模