毕业设计PROE的手机外壳注塑模设计.pdf

1、吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 1 页 共 59 页吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院毕 业 设 计题 目 ： PRO/E 的 手 机 外 壳 注 塑 模 设 计系 部 ：专 业 ： 计 算 机 辅 助 设 计 与 制 造姓 名 ：学 号 ：班 级 ：指 导 教 师 ：吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 2 页 共 59 页基 于 PRO/E 的 手 机 外 壳 注 塑 模 设 计摘 要 ： 基 于 pro/e的 音 箱 面 板 注 塑 模 设 计 是 对 传 统 设 计 的 创 新 ， 利 用 pro软 件 完 成 注塑 模 的 各 个 环 节 的 设 计 ， 先 进

2、 行 塑 件 的 设 计 ， 然 后 pro/e根 据 塑 件 的 形 状 可 以 生 成 型心 和 型 腔 ， 最 后 在 标 准 模 架 系 统 下 生 成 型 心 、 型 腔 和 标 准 模 架 的 装 配 图 ， 完 成 整 个 模具 的 设 计 。 pro/e是 美 国 ptc公 司 开 发 的 三 维 设 计 软 件 ， 自 问 世 以 来 ， 对 机 械 、 电 子 、汽 车 、 家 电 以 及 航 空 航 天 等 各 行 各 业 产 生 了 深 远 的 影 响 。Pro/e 功 能 强 大 ， 囊 括 了 零 件 设 计 、 产 品 组 立 、 模 具 开 发 、 NC 加 工

3、 、 板 金 件 设计 、 铸 造 件 设 计 ， 造 型 设 计 、 自 动 测 量 、 机 构 仿 真 设 计 、 应 力 分 析 、 数 据 库 管 理 等 多种 功 能 。 它 的 出 现 改 变 了 传 统 的 CAD/CAM作 业 方 式 ， 参 数 花 设 计 及 全 关 联 性 数 据 库 使产 品 的 设 计 变 得 更 加 容 易 ， 大 大 缩 短 了 用 户 开 发 产 品 的 时 间 。 但 是 ， 这 一 切 都 是 建 立在 对 传 统 的 注 塑 模 设 计 方 法 的 熟 练 掌 握 的 基 础 上 。 只 有 熟 悉 注 塑 材 料 知 识 和 通 晓 常

4、规设 计 的 人 ， 才 能 更 好 地 应 用 和 掌 握 Pro/e技 术 ， 才 能 在 注 塑 模 设 计 和 制 品 生 产 中 创 造辉 煌 业 绩 。关 键 词 ： PRO/E 手 机 外 壳 注 塑 模1 引 言1.1 关 于 PRO/E设 计 软 件PRO/ENGINEER是 有 美 国 PTC公 司 推 出 的 液 体 套 三 维 的 CAD/CAM参 数 化 软 件 系 统 ，其 被 容 涵 盖 了 产 品 概 念 设 计 ， 工 业 造 型 设 计 ， 三 维 模 型 设 计 ， 分 析 计 算 ， 动 态 模 拟 与仿 真 ， 工 程 图 的 输 出 ， 生 产 加

5、工 产 品 的 全 过 程 ， 其 中 还 包 括 了 大 两 的 电 缆 和 管 道 布 线 ，模 具 设 计 与 分 析 等 使 用 模 块 。 应 用 领 域 涉 及 到 了 航 空 航 天 ， 汽 车 ， 机 械 ， 数 控 （ CNC）加 工 ， 电 子 等 诸 多 行 业 。PRO/E软 件 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 ； 另 外 ， PRO/E是 建 立 在 统 一 基 础 上 的单 一 数 据 库 。 所 谓

6、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 不 管 是 哪 一 个 部 门 都 为 一 件 产 品 造 型 而 工 作 。 这 使 得 设 计 更 优 化 ， 成 品 质 量 更 高 ，价 格 也 更 便 宜 。 PRO/E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 和 完 整 工 程 图 及 不 同 视 图 。 PRO/E 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

7、 现 ， 其 中 包 括 ： 筋 、 槽 、 倒 角 和 抽 空 等 。 通 过 标 准 数 据吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 3 页 共 59 页交 换 格 式 ， PRO/E还 可 以 输 出 三 维 和 二 维 图 形 给 予 其 它 应 用 软 件 ， 诸 如 有 限 元 分 析 及后 置 处 理 软 件 等 。 以 上 功 能 模 块 可 以 对 使 塑 料 产 品 造 型 、 分 型 面 的 提 取 、 模 具 结 构 三维 设 计 、 模 具 装 配 及 模 具 动 作 情 况 进 行 模 拟 ， 检 查 是 否 干 涉 等 变 得 更 加 方 便 可 靠 。PRO/

8、E软 件 的 这 些 功 能 模 块 在 注 射 模 具 设 计 中 的 优 势 体 现 得 更 加 淋 漓 尽 致 。1.2 关 于 EMX模 具 装 架 系 统注 塑 模 具 设 计 专 家 （ EMX） 是 一 个 基 于 知 识 库 的 模 架 装 配 和 细 化 工 具 ， 它 增 强 了PRO/E的 模 具 设 计 功 能 。 使 用 EMX进 行 注 塑 模 设 计 ， 能 够 简 化 模 具 设 计 过 程 ， 提 高生 产 效 率 。 EMX装 架 系 统 有 以 下 优 点 ：1. 可 以 快 速 选 取 标 准 模 架 和 配 件2. 根 据 选 取 的 顶 杆 规 格

9、， 自 动 切 出 相 应 的 孔 位 及 沉 孔3. 按 照 预 先 定 义 的 曲 线 轻 松 设 计 冷 却 水 孔 ， 并 自 动 安 装 水 管 堵 头4. 自 动 生 成 装 配 图 、 零 件 图 及 BOM下 料 单5. 完 整 的 滑 快 、 开 模 、 斜 顶 等 结 构6. 自 动 生 成 各 类 零 件 ， 并 放 置 在 相 应 的 图 层 中但 是 由 于 本 人 所 学 知 识 有 限 ， 不 能 完 全 运 用 其 强 大 功 能 ， 请 各 位 老 师 见 谅 。1.3 关 于 模 具 的 简 介模 具 是 工 业 生 产 的 重 要 装 备 ， 它 被 用

10、来 成 型 具 有 一 定 形 状 和 尺 寸 的 各 种 制 品 。 在各 种 材 料 加 工 工 业 中 广 泛 地 使 用 着 各 种 模 具 ， 75%以 上 的 金 属 制 品 （ 含 半 成 品 ） ， 95%以 上 的 塑 料 制 品 是 通 过 模 具 （ 包 括 压 延 辊 筒 ） 来 成 型 的 ， 如 金 属 制 品 成 型 的 压 铸 模 、锻 压 模 、 浇 铸 模 、 非 金 属 制 品 成 型 的 玻 璃 模 、 陶 瓷 模 、 塑 料 模 等 。 每 种 材 料 成 型 模 具按 成 型 方 法 不 同 又 分 为 若 干 种 类 型 。采 用 模 具 生 产

11、制 件 具 有 生 产 率 高 ， 质 量 好 ， 切 削 少 ， 节 约 能 源 和 原 材 料 ， 成 本低 等 一 系 列 的 优 点 ， 模 具 成 型 已 成 为 当 代 工 业 生 产 的 重 要 手 段 ， 成 为 多 种 成 型 工 艺 中最 具 潜 力 的 发 展 方 向 。 模 具 是 机 械 、 电 子 等 行 业 的 基 础 工 业 ， 它 对 国 民 经 济 和 社 会 的发 展 起 着 越 来 越 大 的 作 用 。 注 塑 成 型 作 为 一 种 重 要 的 成 型 加 工 方 法 ， 在 家 电 行 业 、 汽车 工 业 、 机 械 工 业 等 都 有 广 泛

12、的 应 用 ， 且 生 产 的 制 件 具 有 精 度 高 、 复 杂 度 高 、 一 致 性高 、 生 产 率 高 和 消 耗 低 的 特 点 ， 有 很 大 的 市 场 需 求 和 良 好 的 发 展 前 景 。模 具 根 据 工 艺 方 法 和 加 工 对 象 的 不 同 ， 一 般 分 为 ： 冲 模 、 压 铸 模 、 锻 模 、 塑 料吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 4 页 共 59 页模 和 粉 末 冶 金 模 等 。本 次 设 计 中 ， 所 采 用 的 是 塑 料 模 。 塑 料 模 是 用 于 生 产 塑 料 制 品 的 主 要 工 艺 装 备 ，使 用 塑 料

13、 模 具 进 行 生 产 具 有 制 造 简 便 、 生 产 效 率 高 、 原 材 料 利 用 高 等 优 点 。 用 塑 料 模生 产 塑 料 制 品 ， 主 要 是 利 用 塑 料 在 高 温 条 件 下 具 有 的 流 动 性 和 可 塑 性 ， 将 其 成 型 为 具有 一 定 形 状 ， 并 通 过 塑 料 的 化 学 或 物 理 变 化 定 型 为 塑 料 制 品 。 塑 料 又 可 以 分 为 压 塑 模 、压 注 模 、 挤 出 模 、 注 塑 模 等 。 在 这 个 设 计 中 ， 采 用 的 是 注 塑 模 ， 它 是 成 型 热 塑 性 塑 料件 和 热 固 性 塑 料

14、 件 的 模 具 ， 是 应 用 最 为 普 遍 的 塑 料 模 具 加 工 方 法 之 一 。2 注 塑 模 具 设 计 的 基 础 知 识2.1 塑 料 的 基 本 性 能塑 料 是 以 高 分 子 量 合 成 树 脂 为 主 要 成 分 ， 在 一 定 条 件 下 （ 如 温 度 、 压 力 ） 可 塑制 成 一 定 形 状 且 在 常 温 下 保 持 形 状 不 变 的 材 料 。 塑 料 按 受 热 后 表 现 的 性 能 不 同 ， 可 以分 为 热 固 性 塑 料 和 热 塑 性 塑 料 两 大 类 。 塑 料 都 是 以 合 成 树 脂 为 基 本 原 料 ， 并 加 入 一

15、定的 填 料 、 增 塑 剂 、 染 料 、 稳 定 剂 等 各 种 辅 助 料 而 组 成 的 。 不 同 品 种 牌 号 的 塑 料 ， 由 于选 用 的 树 脂 和 辅 助 料 的 性 能 、 成 分 、 配 比 以 及 塑 料 的 生 产 工 艺 的 不 同 ， 则 其 使 用 性 能 、成 型 性 能 及 工 艺 特 性 不 同 。 所 以 在 设 计 模 具 时 ， 必 须 了 解 所 用 塑 料 的 工 艺 特 性 。设 计 塑 料 音 箱 面 板 时 选 用 ABS， ABS材 料 的 物 理 力 学 主 要 性 能 ：相 对 密 度 ： 1.05 1.07 导 热 系 数 (

16、10-2 K/（ m.K)： 13.8 31.2线 胀 系 数 （ 10-5 1/K） ： 5.8 8.6 吸 水 率 （ 24时 ） （ %） ： 0.20 0.45成 型 收 缩 率 （ %） ： 0.5 0.7 摩 擦 系 数 （ 与 钢 ） ： 0.50硬 度 ： R108 R115（ 洛 氏 ） 拉 伸 强 度 MPa： 43.5 55.2拉 伸 弹 性 模 量 （ 102 MPa） ： 22.8 27.6断 裂 伸 长 率 （ %） ： 5 202.2 塑 料 制 品 的 成 型 方 法塑 料 制 品 的 生 产 是 把 成 型 所 需 的 塑 料 原 料 装 入 各 种 形 式

17、的 成 型 模 具 中 ， 并 使之 硬 化 成 要 求 的 形 状 。 在 一 般 情 况 下 ， 热 固 性 塑 料 主 要 采 用 压 缩 和 压 注 成 型 ， 而 热 塑性 塑 料 主 要 采 用 注 塑 和 挤 出 成 型 。吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 5 页 共 59 页2.3 塑 料 成 型 的 常 用 设 备1.液 压 机液 压 机 是 热 固 性 塑 料 压 缩 和 压 注 成 型 的 主 要 设 备 。2.挤 出 机是 挤 出 出 成 型 的 主 要 设 备 。3.注 塑 机是 热 塑 行 塑 料 和 部 分 热 固 性 塑 料 注 塑 成 型 的 主 要

18、 设 备 。3 手 机 外 壳 塑 件3.1 手 机 外 壳 塑 件 分 析1. 表 面 质 量 分 析该 零 件 长 宽 尺 寸 较 小 ， 但 高 度 尺 寸 相 对 较 大 ， 无 特 殊 尺 寸 精 度 和 表 面 质 量 要 求 。2. 塑 件 壁 厚塑 料 制 品 应 该 有 一 定 的 厚 度 ， 这 不 仅 是 为 了 塑 料 制 品 本 身 在 使 用 中 有 足 够 的强 度 和 刚 度 ， 而 且 也 是 为 了 塑 料 在 成 型 时 有 良 好 的 流 动 状 态 。3. 尺 寸 精 度 分 析塑 件 的 尺 寸 精 度 是 指 成 型 后 所 获 得 的 塑 件 产

19、 品 尺 寸 和 图 纸 中 尺 寸 的 符 合 程度 。 一 般 而 言 ， 塑 件 尺 寸 精 度 是 取 决 于 塑 料 因 材 质 和 工 艺 条 件 引 起 的 塑 料 收 缩 率 范 围大 小 ， 模 具 制 造 精 度 、 型 腔 型 芯 的 磨 损 程 度 以 及 工 艺 控 制 因 素 。 而 模 具 的 某 些 结 构 特点 又 在 相 当 大 程 度 的 影 响 塑 件 的 尺 寸 精 度 。 故 而 ， 塑 件 的 精 度 应 尽 量 选 择 的 低 些 。3.2 创 建 手 机 外 壳 的 三 维 模 型(1)设 置 工 作 目 录 为 “ 手 机 外 壳 ” ， 新

20、 建 文 件 “ 毕 业 设 计 ” ,选 取 模 板“ mmns_part_solid”吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 6 页 共 59 页吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 7 页 共 59 页（ 2） 单 击 【 拉 伸 工 具 】 命 令 ， 草 绘 拉 伸 轨 迹（ 3） 草 绘 拉 伸 矩 形 拉 伸 高 度 为 42mm（ 4） 单 击 【 拉 伸 工 具 】 命 令 ， 草 绘 另 外 一 个 拉 伸 轨 迹吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 8 页 共 59 页（ 5） 拉 伸 厚 度 为 64mm吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 9 页

21、 共 59 页（ 6） 对 刚 刚 创 建 的 两 个 曲 面 进 行 合 并吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 10 页 共 59 页（ 7 ） 对 曲 面 进 行 修 剪吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 11 页 共 59 页（ 8） 对 棱 边 进 行 倒 圆 角 ， 半 径 为 R=20mm吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 12 页 共 59 页（ 9） 加 厚 曲 面 ， 厚 度 方 向 向 内 d=1.5mm（ 10） 对 外 棱 边 进 行 倒 圆 角 R=2.5mm吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 13 页 共 59 页（ 11） 创 建

22、平 面 DTM4和 DTM5， 并 用 两 平 面 创 建 基 准 轴 ， 如 下 图 所 示吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 14 页 共 59 页（ 12） 创 建 拉 伸 孔吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 15 页 共 59 页（ 13） 创 建 拉 伸 实 体 ， 拉 伸 至 曲 面（ 14） 对 拉 伸 实 体 和 曲 面 实 体 交 界 处 进 行 过 度 倒 圆 角 R=0.5mm吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 16 页 共 59 页（ 15） 对 外 壳 外 边 缘 倒 圆 角 ， R=0.3m m（ 16 ） 利 用 拉 伸 去 除 材 料

23、创 建 鼠 标 中 间 孔吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 17 页 共 59 页（ 17） 完 成 鼠 标 外 壳 的 创 建 并 保 存 即 可吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 18 页 共 59 页4. 塑 料 顾 问Pro/ENGINEER wildfile3.0 软 件 的 塑 料 顾 问 分 析 是 MOLDFLOW 公 司 的 MPA（ MoldflowPlasticAdversers） 软 件 中 的 PARTADVISERS， 是 Pro/ENGINEERwildfile的 外 挂 软 件 之 一 ， 它 提 供 注 塑 成 型 过 程 中 的 模 拟 分

24、 型 功 能 ， 使 设 计 人 员 对 塑 料 在 型 腔内 的 填 充 情 况 有 所 了 解 。塑 料 顾 问 用 于 评 估 注 塑 工 艺 的 每 次 设 计 更 改 所 一 它 是 与 注 塑 设 计 有 关 的 行 业 节 约 成本 和 时 间 的 有 力 工 具 。 设 计 人 员 可 方 便 地 选 择 材 料 和 提 议 的 浇 口 位 置 ， 塑 料 模 设 计 顾问 则 在 屏 幕 上 填 充 模 具 的 动 画 功 能 。 下 面 是 本 设 计 中 应 用 塑 料 顾 问 的 结 果 图 片 。吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 19 页 共 59 页吉 林

25、 工 业 职 业 技 术 学 院 第 20 页 共 59 页吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 21 页 共 59 页吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 22 页 共 59 页吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 23 页 共 59 页吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 24 页 共 59 页吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 25 页 共 59 页吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 26 页 共 59 页吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 27 页 共 59 页5 鼠 标 外 壳 的 分 模 设 计（ 1） 进 入 注 塑 模 具 设 计

26、 环 境（ 2） 选 取 模 板吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 28 页 共 59 页（ 3） 单 击 右 方 零 件 图 标 ， 弹 出 【 打 开 】 对 话 框 ， 同 时 弹 出 【 布 局 】 对 话 框 。选 择 mouse. Prt文 件 ， 单 击 【 打 开 】 按 钮 ， 进 入 【 创 建 参 照 模 型 】 对 话 框 ， 默 认【 参 照 模 型 名 称 】 文 本 框 中 给 出 的 名 称 ， 默 认 选 中 【 参 照 模 型 类 型 】 选 项 区 域 中 的 【 按参 照 合 并 】 单 选 按 钮 ， 单 击 【 确 定 】 按 钮（ 4） 创

27、 建 参 照 模 型吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 29 页 共 59 页（ 5） 单 击 设 置 收 缩 图 标 ， 弹 出 【 选 取 】 对 话 框 ， 选 择 任 何 一 个 参 照 模 型 ， 选 中 则 变成 红 色 ， 接 着 弹 出 【 按 比 例 收 缩 】 对 话 框 ， 选 中 参 照 模 型 的 坐 标 系 ， 在 收 缩 率 文 本框 中 输 入 0.006， 单 击 完 成 图 标 。这 样 ， 就 完 成 了 全 部 两 个 零 件 的 收 缩 率 设 置（ 6） 导 入 鼠 标 零 件 模 型吉 林 工 业 职 业 技 术 学 院 第 30 页 共 59 页（ 7） 创 建 自 动 工 件 ， XY方 向 尺 寸 分 别 为 260mm 和 300mm， Z 轴 正 向 为 20mm， 反 向 为50mm