机械设计文献综述

发布时间：2013-03-24 15:28:10 来源：文档文库

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文

献

综

述

题目基于Pro/E的圆柱齿轮注塑模设计

学生姓名 xxxx

专业班级机械设计09-1班

学号 xxxxxxxxxxx

院（系）机电工程学院

指导教师(职称) xxxx

完成时间 xxxxx

1本课题的研究意义

对于注塑模具设计,传统的设计方法主要依靠模具设计师的直觉和经验,模具通常经过反复的试模和修正才能投入生产,模具的设计周期长,成本高。而利用Pro/E软件设计,通过仿真注塑零件的塑料填充过程,借助Pro/E塑料设计顾问使设计者能够以可制造性为导向进行设计,揭示问题并提出补救建议,不至于在模具开发制造之后才发现问题。同时Pro/E的相关性使得即使有必要更改设计也变得很容易实施。随着对零件的每处变动,设计的每个其他方面,诸如模具设计、数据分析和制造信息,都将自动更新,从而节省产品的研发时间。

2 国内外研究的现状以及发展方向

近年来,随着我国科技的发展,一些发达国家已经把制造行业纷纷转移到中国,而作为衡量我国工业发展水平高低标志的模具行业也有较大发展,主要体现在从过去只能制造简单模具,发展到今天可以利用现代制造技术生产一些大型精密复杂长寿命的模具。塑料模具作为塑料工业的基础,随着市场经济的飞速发展, 塑料成型工业的发展,到目前为止,塑料模具在模具行业已处于不可忽视的地位。随着塑料件应用的日益广泛,大型塑料件的不断开发,发达国家不断把制造行业的目标纷纷转移到中国,到2005年我国塑料模具产值已达到460 亿元,年均增长速度为12%左右,模具自给率提高到80%左右,模具以及模具标准件出口达2亿美元。在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其他各类模具约占11%。由此可见塑料模具在模具行业中占有举足轻重的作用, 这就要求塑料模具应快速更新换代与提高质量,而模具设计行业必须从传统的设计方式向现代化、数字化的设计方式转变。所以,采用计算机辅助工艺设计( computer Aided Process Planning) ,是模具设计发展的必然。然而,在CAD设计的软件中,模具行业使用较多的一种就是功能强大的Pro/E。

目前,根据我国模具技术的发展现状及存在的问题,模具制造技术今后应朝着以下几个方面发展:

(1)加速模具标准化和商品化进程,以提高模具质量,缩短模具制造周期。

(2)模具制造技术向生产精密、高效、长寿命模具方向发展,以满足模具市场的需要。

(3)大力开发和推广模具CAD/CAM技术,以提高模具制造过程自动化程度。

(4)积极开发模具制造的新工艺、新技术,以满足用户对模具的不同需求。

(5)发展模具专业化生产,以提高模具制造的反应灵活性并提高质量和效率。

3 本课题拟采用的研究手段

1）Pro/E软件介绍

Pro/E软件是目前国际上最成熟使用参数化特征造型技术的大型CAD/CAM/CAE 集成软件之一。该软件被广泛应用于机械、汽车、家电等各行各业中，具有零件设计、产品装配、模具开发、NC 加工、造型设计等多种功能。Pro/ Moldesign是Pro/E的模具设计功能模块，该模块提供了模具设计常用功能，允许创建、修改和分析模具元件和模具组件，可根据设计模型中的变化对其快速更新。EME(Expert Mold base Extension)是Pro/E程序中的一个扩展模块。该模块提供创建标准模架零件及滑块、斜销、推杆等附件的数据库软件，可以模拟模具的开模过程进行动态仿真和干涉检查，可将仿真结果输出成视频文件等。

2）Pro/E软件技术优势主要体现在下面几个方面

（1）全面的并行性

Pro /E软件开发环境在支持并行工程方面是独一无二的。通过一系列完全相关的模块，它们能够表达产品的外形、装配及其功能，Pro/E能够把多个部门同时致力于同一产品模型中。这包括在工业设计和机械设计方面的多项功能,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/E还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。

（2）真正的全相关性

过去的二维设计中设计人员把大量时间都花在了图形绘制和错误修改上, 产品数据的更改常常是顾此失彼。Pro/E可由三维模型自动生成二维工程样图, 这样就把设计人员从繁琐的、冗长的手工绘图中解放出来,以便将精力集中于产品设计的方案构思、结构优化等创造性的工作上。目前,虽然有很多CAD软件也能够做到这一点,但Pro/E所采用的是统一的数据库,所有的解决方案完全相互关联。在设计阶段的任何时候进行的数据更改,都会扩展到整个制造过程中,自动更新所有的工程文件,将设计中的错误减少到最小。

（3）完全的硬件独立性

Pro/E可以在所有主要的UNIX, Windows NT以及Windows XP平台上运行,并且在每一个平台上保持同样的外观,使用起来的感觉也一样;用户根据需要选择最经济的硬件配置,也可以选择异型结构的多品种平台。由于Pro/E独特的数据结构模式,产品信息可以毫无困难的在不同平台间流动。PRO/E用户界面简洁,概念清晰,符合工程技术人员的设计思想与习惯。整个系统建立在统一的数据库上,具有完整而统一的模型。Pro/E建立在工作站上,系统独立于硬件,便于移植。

（4）新颖的参数化特征造型

基于参数化的特征造型Pro/E问世之前，CAD软件所流行的是采用自由化设计的实体造型技术。产品模型一旦建立，修改起来很不方便。Pro/E首先成功地实现了参数化设计，设计人员通过尺寸驱动就可以得到满意的结果。特征造型使产品模型不但具有几何拓朴信息，同时还具有与材料、精度、装配、加工等相关的工程语义信息。看到Po/E的成功后，其他CAD软件公司也纷纷采用基于参数化的特征造型设计方案。如UGII 软件就是在原有UG的基础之上进行改写而成，这也是为什么安装UGII所需要的硬盘空间如此庞大的一个主要原因。I-DEAS则完全摒弃了早期的版本而重新开发。

（5）工程数据库再利用工程数据库再利用就是将工程数据格式化（按一定的表格格式或数据库格式设定）进行数据库开发，方便相关部门采用。其目的是为了大幅度地提高生产力、降低成本，而以标准、公认的设计作为新产品设计的基础，它能够快速生成整个产品系列。

3）Pro/E的二次开发

在Pro/E平台下利用Pro/Toolkit二次开发工具在Visual C++ 6.0集成开发环境下对塑料齿轮的注塑模CAD系统进行二次开发的关键技术,成功地实现了齿轮注塑模具零件的三维图形的自动生成。经试用,该系统操作方便简洁,大大提高了注塑模的设计效率,具有较大的实用价值。

目前多数注塑模CAD系统是在Pro/E平台上开发而成的。Pro/E的开发工具很多, 如Pro/Toolkit、J link、Web. Link等。笔者介绍在Visual C++6.0(以下简称VC)集成开发环境下用Pro/Toolkit开发齿轮注塑模CAD系统的方法,并结合实例说明开发的具体实现过程。

Pro所支持的二次开发工具有: Family Table、UDF Library、Pro/Program、J Link、Pro/Toolkit 等。前3 种方法是Pro/E 系统内自带的功能模块,它们在二次开发中的共同缺点是参数的直观意义不强,很难设计出满意的辅助应用程序; 而J Link的功能远不及Pro/Toolkit的功能强大。Pro/Toolkit是Pro/ E18版本及其后的二次开发工具包,它为用户提供了大量针对Pro/E底层资源调用的C语言库函数和头文件。用户可以根据需要,在VC++6.0语言环境下进行二次开发工作,对现有功能进行扩展和定制,能实现很强的三维建模及分析处理功能。

在Pro/E环境下以Visual C++6.0作为二次开发平台和Pro/Toolkit为开发工具，研究了注塑模具参数化设计系统开发的关键技术。在利用人机交互方式创建注塑模架的基础上，阐述了基于Pro/E的注塑模参数化设计系统开发的实现方法，并以卡钳塑件为例验证了该方法的可行性。该系统人机界面友好、使用方便，提高了注塑模的设计效率，缩短了设计的开发周期。

4　Pro/E的数控加工编程流程

Pro/E软件提供了功能强大的数控编程模块Pro/NC。其制造模块具有车削、铣削、钻削等多种功能，其加工环境设置完全符合工况，可灵活进行机床和工件坐标系的设置，在不同工序可以设置不同的工件坐标系，便于工件的找正装夹，保证加工精度。

4结论

我国的注塑模具设计与制造技术正朝着数字化方向发展,国内外一些通用或专用软件特别是模具成型零件方面的软件都得到了比较普遍的应用。通过运用Pro/E来设计模具,速度快,实体感强,质量高。我们可以用分析命令计算出我们所需要的塑料,从而更好地控制成本。在实际生产用的多腔模的设计步骤和两腔模的设计步骤基本一致,所以,我们在学习Pro/E时要综合运用其功能,为设计带来更多的方便。

Pro/E软件是一个完整集成了从设计构思到制成零件功能的CAD解决方案,它使设计模具、分析模具和制造模具这一过程只需要用一个软件包就能实现。利用该解决方案体现出来的灵活性,借助管接头注塑模具的设计过程,显示了Pro/E在塑料注射模具设计中的便捷、高效,为企业节约了模具开发时间、成本,提高了企业的竞争力,为其带来了巨大的经济效益。