内容发布更新时间 : 2024/12/22 21:23:30星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1 绪论

1.1 我国塑料模具工业的现状

模具工业的发展，己成为制造业中科技含量增长最快的行业之一。根据2007中国国际模具展情况通报会，近年来我国模具工业以年均20%的速度持续增长，目前已拥有3万多家模具生产企业，模具生产总量已跃居世界第三，直接带动实现工业产值2.4万亿元[5]。

塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的。随着塑料的种类不断增多、性能不断改善，塑料制品已在工业、农业、国防、交通运输、通信以及日常生活等方面得到广泛应用。中国塑料工业加工协会会长廖正品在接受消费日报采访时说[3]：“塑料是我国国民经济的支柱产业之一，改革开放20多年来，我国塑料行业发展非常迅速，1999年至2004年均增长率为14%，是同期GDP增速的1.7倍，预计近十几年增速仍将高于GDP增长。2004年累计完成工业总产值2936.2亿元，占轻工行业总产值的10.5%，产值总额在轻工19个主要行业中位居第三；实现产品销售率97.8%，高于轻工行业平均水平。目前，行业深入发展契机已经显现，受到国家有关部门的重视。在2006年，一向不被人们关注的塑料管材管件也被列入到中国名牌产品评价目录中。”

注塑成型是生产塑料制件最常用的制造方法之一，由于能够一次成型形状复杂、尺寸准确的产品,且适用于高效率、大批量的生产方式，因此有很大的市场需求和良好的发展前景。

我国塑料模具工业经过了半个多世纪的迅速发展，无论是模具的设计水平、加工制造技术还是CAD技术，都已有了相当规模的开发和应用，但与发达国家相比，仍有不小的差距，例如专用塑料模具钢品种少，模具标准化程度不高，独立的模具工厂少，专业与柔性化相结合尚无规划等等。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。

1.2注塑模具计算机辅助设计、辅助工程与辅助制造

1.2.1 CAD/CAM/CAE对模具设计的作用及意义

目前，塑料产品种类多、更新快、市场竞争加剧，因此要在激烈的竞争中求生存，就必须走高效率、高质量、高精度的道路。因此如何缩短设计周期、提高产品质量、降低生产成本是我国塑料加工企业共同面对的问题。

我国塑料模具目前的设计与分析主要依靠设计人员的经验和工艺人员的技巧，设计合理与否、制品有无缺陷只有通过试模才知道，使得模具的制造周期长、成本高。而注塑模具CAE技术可在模具制造之前，在计算机上对模具设计方案进行分析和模拟来代替实际的试模，预测设计中潜在的缺陷，突破了在传统的注塑机上的反复试模、修模的束缚。同传统的模具设计相比，CAE技术在提高生产率、保证模具质量及其性能，降低生产成本、减轻劳动强度等方面，起到了不可估量的作用。

对近几年国内外文献所公布的有关数据的统计表明，国外采用CAD/CAM/CAE技术所取得的平均经济效率大致为：设计时间缩短了50%、制造时间缩短了30%、成本下降了10%、塑料原料节省了7%[4]。注射模CAD/CAM/CAE技术作为一种划时代的工具和手段，从根本上改变了传统的模具设计与制造方法[2]。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。

1.2.2 Pro/ENGINEER简介

本课题采用美国PTC公司所推出的大型三维软件Pro/ENGINEER进行具体实体零件以及模具的设计。

Pro/ENGINEER是一套由设计到生产的机械自动化软件，是CAD/CAM领域最具有代表性的产品。Pro/ENGINEER系统的具体代表性如下：

第一、参数化建模

工程设计人员可以随意勾画草图，通过修改相应的参数轻易改变模型。这一功能特性为工程设计人员提供了设计上的简易和灵活。例如，要画一个长方形，设计人员可以在绘图区画出一个长方形，然后通过修改长和宽的尺寸来精确控制其尺寸。

第二、基于特征建模

Pro/ENGINEER是采用基于特征的实体模型化系统。特征是Pro/ENGINEER中构成零件的基本单元，设计人员采用具有智能特性的功能去生成模型，如腔、壳、倒角以及圆角等等，在需要的时候直接修改相应的特征即可。

第三、单一数据库

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为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。Pro/ENGINEER建立在统一的数据库上，在整个设计过程的任何一处发生变动，可以反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦修改了零件的某个特征，也会反应在装配、工程图等环节，这就给绘图设计带来了极大的便利，减少了很多重复性的工作。

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。

1.2.3 EMX简介

EMX（Expert Moldbase Extension）是PRO/E模具设计系统中的一个外挂软件，其功能强大。具有自动建立各种标准模架及模架所需要的标准件，并可以自动创建保存工程图和BOM。不但节约了模具设计的时间，还可以减少许多不必要的错误，有效的提高模具设计质量与时间，是设计模架不可缺少的好助手。 EMX的功能特点:

第一、可以快速创建安装模架及配件。对各种元件迅速添加并具备自动安装到相应位置的功能。

第二、具备自动创建工程图并可以自动保存。 第三、元件库内自带有完整的滑块，斜顶等结构组件。

第四、可以模拟设定注塑件的压力、锁模力等设置。并可以设置模拟开模。 第五、修改元件名称以及参数。发挥最大自由的创建空间。

第六、自带有许多模架生产供应商以及各家生产的模具模架数据，让你在模架设计中更加轻松自如。

第七、打破传统2D设计，让你在3D直观感觉中进行创建。

1.3 课题研究的目的

随着塑料制品应用的日益广泛，对塑料模具设计和制造的要求也越来越高。本课题以鼠标上盖为研究对象，然后借助MoldFlow软件强大的分析和动态仿真功能，对其浇口位置、冷却系统、填充系统、翘曲变形进行优化分析，从而得到了最佳浇口位置和模具的相关结