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作者：陕西科技大学 杨文庆 卢军    来源：机械与模具

摘 要：通过实例论述了Pro/E下制品的三维设计、注射成型工艺分析、模具的分型面创建、模具的体积块抽取、模具的开模仿真以及模具模型的装配的具体过程，着重给出了模具分析过程中的具体操作步骤，充实了整个设计过程。
关键词：Pro/E 模具分析 模具设计
一、引言
随着信息技术的发展，同时面对日益激烈的竞争，企业设计产品向高效率、低成本和一次成型的目标方向发展，可见应该大力推广一些高性能的产品设计软件及其设计思想。Pro/E软件以其强大的造型及结构设计功能在产品的开发设计中得到越来越广泛的应用，其采用基于特征的参数化造型、全尺寸约束、尺寸驱动设计修改和全数据相关的技术，为有效缩短产品的开发周期提供了条件。
二、结构特征分析
鼠标是计算机必须配置的电子设备。其要求外观漂亮、手感好耐磨性好，无毒无味，尺寸稳定性好，光学性能好。从成型的角度考虑应该成型性能良好，原料来源广泛。由于鼠标产量比较大，要求生产周期短，综合考虑各方面的因素，在此选择ABS作原材料。
三、三维建模
造型良好的三维模型是进行下一步——模具设计的基础。该制件通过拉伸、切剪、拔模、倒圆角、抽壳、阵列等命令建立实体模型(见图1)。

图1 鼠标外壳三维特征

四、注射成型工艺性分析
1、模型的质量属性
2、厚度均匀性分析
依次点选菜单分析(Analysis)→模型分析(Model A nalysis)→在“模型分析(Model Analysis)”对话框中选择分析类型为“厚度(Thickness)”→检测方法选“平面(Plane)”在制件上选择鼠标壳底部对应Front面的台阶面，此时分析结果即可在Pro/E界面显示出来。
3、拔模斜度分析
选择菜单应用程序(Applications)→模具(Mold)/铸造(C a stin g)，这时系统将模具分析(Mold Analysis)菜单加载到分析(A nalysis)菜单下，点选模具分析(Mold Analysis)菜单，在“模具分析(Mold Analysis)”对话框中选择分析类型为[拔模检测(DraftCheck)]→在曲面选项栏中选择“曲面(Surface)”选项→按下“箭头”，选择鼠标壳内表面为检测面→在拖拉方向选项栏选择“平面(Plane)”，选择TOP面为参考面，调整拔模方向使之指向制件开口方向→输入拔模斜度：1º，检测结果如图2所示，制件满足拔模要求。

图2 拔模分析结果

五、模具设计
1、建立新的模具设计文件。
2、建立模具装配模型，生成模具体积块。
3、设置收缩率。
4、设计分型面。
Pro/E模具设计中要求分型面不能有破孔，这就必须通过填补破孔来形成完整的曲面，通过复制、平整、裙边等一系列操作直到所建立的分型面可以切开工件体积块或者模具体积块(图3)。

图3 主分型面

5、浇注系统的设计。
6、分割、抽取体积块。
经过模具体积块(Mold Volume)→分割(Split)→两个体积块(TwoVolumes)所有工件All Workpcs→完成(Done)，选择分型面，将工件分割开来，并分别定义各个体积块的名字。
7、浇注产生零件并进行开模仿真(图4)。

图4 开模仿真效果图

六、模具的流动模拟分析
1、打开成型零件文件。
单击工具栏中的“打开文件夹”图标，或依次点选文件(File)→打开(Open)，选择建立的浇注零件，单击“打开”按钮。
2、建立基准点。
单击“基准工具栏”中的“基准点”图标，或依次点选菜单中的插入(Insert)→模型基准(Model Datum)→点(Point)，打开“基准点(Datu mP o i n t)”对话框，在模型中点选浇道上的边缘，在对话框的[参照(References)]一栏中选择“居中(Center)”，单击“确定”按钮，即完成了基准点PNT0 的创建。
3、进入塑料顾问( PlasticAdvisor)操作界面并进行分析。
( 1 )选择材料并设置成型参数。
单击“Adviser( 顾问工具栏)”中的图标，或依次点选A d viser( 顾问)→ MoldingParameters…(成型参数)，打开“Para m eters…(成型参数)”对话框。选择[Select Material(选择材料)]选项卡，在[CommonlyUsed Materials(常用材料)]一栏中选择“Generic ABS”项；选择[Processing Conditions(加工条件)]选项卡，设置模具温度为80℃、注射温度为230℃、注射最大压力为120MPa，其他选项接受系统得默认设置，单击 “确定”按钮。
(2)进行浇口位置分析。
材料和成型参数确定后，应该首先进行成型工艺条件分析，以得到最佳的成型参数。
单击单击“A d v i s e r ( 顾问工具栏)”中的图标，或依次点选A d v i s e r( 顾问)→A d v i s e r S e l e c t i o n…(分析选择)，打开“Adviser Selection…(分析选择)” 对话框。选择[Select an analysis aim(选择分析目标)]中的“Gate Location Analysis(浇口位置分析)”项，单击“Start”按钮，系统开始有关的分析、计算。分析过程结束后，出现“R e s u ltSummary(结果总结)”对话框，结果查看完毕后，单击“Close”，关闭此对话框。另外，分析的结果在模型中也以不同的颜色显示标示出了最佳浇口位置。
(3)塑料流动分析。
单击“A d v i s e r ( 顾问工具栏) ”中的图标，或依次点选A d v i s e r ( 顾问)→A d v i s e rS e l e c t i o n…(分析选择)，打开“Adviser Selection…(分析选择)”对话框。选择[S e le c t an analysis aim(选择分析目标)]中的“Plastic Flow Analysis(塑料流动分析)”项，单击“Start”按钮，系统开始自动进行分析、计算，并对模型进行填充。分析完之后，在弹出的“Result Summary(结果总结)”对话框中可以查看结果，之后，单击“Close”按钮关闭对话框。从“Confidence of Fill(填充状况)”检查结果，如果制件的颜色全部显绿色，说明填充状况良好。
(4)冷却质量分析
单击“Adviser( 顾问工具栏) ”中的图标，或依次点选Adviser ( 顾问)→Adviser Selection…(分析选择)，打开“Adviser Selection…(分析选择)” 对话框。选择[Select an analysis aim(选择分析目标)]中的“Cooling Quality Analysis(冷却质量分析)”项，单击“Start”按钮，系统开始自动进行计算、分析。分析完之后，在弹出的“ResultSu m m a ry(结果总结)”对话框中可以查看结果，之后，单击“Close”按钮，关闭对话框。分析结果此时即在Pro/E塑料顾问界面下显示出来。
七、整套模具的装配和其它模具零件的设计
调用P T C 标准模架库(Moldbase)，放置型腔、型芯，再利用EMX4.1(模具专家系统)进行螺顶杆、定位销、支柱和滑块装置等其它模具零件设计，同时完成顶出系统、冷却系统的设计(图5)。

图5 定义完成后的模型

八、结束语
基于Pro/E的零件造型过程在直观的三维环境下进行，产品设计不再需要进行艰难的空间构想及大量繁琐的尺寸计算，模型的更改设计简单易行。通过本例可以看出Pro/E不仅能在三维设计中展示其强大的功能，更能在造型及模具分析中发挥很大的优势，这种三维造型、成型工艺分析、流动模拟分析及模架装配一体化的设计模式大大提高设计效率、减少了试模概率、弥补了经验不足带来的缺陷，缩短了产品的研发周期，对于促进企业的技术进步具有良好的推动作用。
参考文献
[1]葛正浩. P ro/E n gi n e erWildfire 塑料模具设计入门与实践. 北京：化学工业出版社.2004.
[ 2 ]曹岩 程维中等. P r o /E n gin e er Wild fire 模具设计实例精解. 北京：机械工业出版社.2005.(end)

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