防震收音機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　薄壁注塑有很多明顯的優(yōu)點(diǎn)，如節(jié)省材料，降低生產(chǎn)成本， 減輕重量和減小形狀大小等，促進(jìn)了電子產(chǎn)品(比如手機(jī))的加速發(fā)展。尤其是超薄壁塑件,具有很大的應(yīng)用潛力的微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS） . 然而，隨著零件厚度的減低，注塑成型過程也變得更加困難和復(fù)雜。系統(tǒng)性的調(diào)查是缺乏對(duì)超薄壁塑件成型特性的認(rèn)識(shí)。 本文設(shè)計(jì)和制造了一個(gè)超薄壁塑件成型的

2、注塑模具。 采用正交試驗(yàn)法(正交試驗(yàn)法)和數(shù)值模擬，研究討論了超薄壁塑件的不同工藝參數(shù)(注射率 注射壓力，熔體溫度，工件的大小和厚度的一部分)的成型過程。 結(jié)果表明，零件厚度是對(duì)成型過程決定性參數(shù)， 計(jì)量大小及噴油率是成型過程中的主要因素。在成型過程中，加快注射速度則可以增加填充比例. 熔體溫度和注射壓力是次要因素， 但較高的熔融溫度和注射壓力也是成型過程中所必要的。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 注射成型；超

3、薄壁塑料件；正交試驗(yàn)法；數(shù)值模擬 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　第1章 引言1</b></p><p>　　1.1 課題研究的目的和意義1</p><p>

4、　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3 課題研究的主要內(nèi)容3</p><p>　　1.4 產(chǎn)品的性能介紹3</p><p>　　第2章 塑料件的設(shè)計(jì)要求與關(guān)鍵技術(shù)5</p><p>　　2.1 塑料件的設(shè)計(jì)要求5</p><p>　　2.1.1 強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求5</p&g

5、t;<p>　　2.1.2 工藝設(shè)計(jì)要求8</p><p>　　2.1.3 可靠性要求11</p><p>　　2.2 塑料件的設(shè)計(jì)流程12</p><p>　　2.3 塑料ABS的彈性模量的測(cè)定15</p><p>　　第3章 防震收音機(jī)的塑料件設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.1

6、 Pro/E3.0建模的功能介紹19</p><p>　　3.1.1 一般特征：19</p><p>　　3.1.2 基準(zhǔn)特征20</p><p>　　3.1.3 修飾特征20</p><p>　　3.1.4 高級(jí)特征21</p><p>　　3.2 利用Pro/E3.0平臺(tái)設(shè)計(jì)多功能收音機(jī)21&

7、lt;/p><p>　　3.3 利用Pro/E3.0平臺(tái)裝配多功能收音機(jī)26</p><p>　　3.3.1 組裝元件的約束類型26</p><p>　　3.3.2 收音機(jī)揚(yáng)聲器蓋板裝配27</p><p>　　第4章 塑料模具設(shè)計(jì)31</p><p><b>　　4.1分類31</b&g

8、t;</p><p>　　4.2設(shè)計(jì)要素33</p><p>　　4.3結(jié)構(gòu)及基本零件33</p><p>　　4.3.1、組成33</p><p>　　4.3.2、作用34</p><p>　　4.4材料要求34</p><p>　　4.5 塑料模具設(shè)計(jì)過程36</p>

9、;<p>　　4.5.1 設(shè)計(jì)步驟36</p><p>　　4.5.2 設(shè)計(jì)思路37</p><p>　　第5章 結(jié) 論38</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)39</b></p><p><b>　　致 謝40</b></p><p><

10、b>　　第1章 引言</b></p><p>　　1.1 課題研究的目的和意義</p><p>　　多功能防震收音機(jī)的應(yīng)用在多地震國(guó)家有廣泛的應(yīng)用前景，對(duì)于減少地震的損失保障生命財(cái)產(chǎn)的安全有重要的意義，例如在日本就是一個(gè)很好的應(yīng)用，本產(chǎn)品就是在這個(gè)市場(chǎng)的要求下，在根據(jù)相關(guān)的要求生產(chǎn)的，本產(chǎn)品有手搖發(fā)電和太陽能發(fā)電兩種模式，還有手機(jī)充電的功能，另外根據(jù)日本的救援的收音頻率

11、安排收音機(jī)的波段。還有報(bào)警的功能，在得到有救援人員到達(dá)的消息后，收音機(jī)可以發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，方便救援人員的營(yíng)救，爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間，兩種充電的模式可以很好的保證電力的充足。 </p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的多功能防震收音機(jī)的重點(diǎn)在收音機(jī)的結(jié)構(gòu)部分，包括收音機(jī)的塑料件和相關(guān)的模具的設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)一些塑料件供應(yīng)商的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)手段還停留在二維繪圖的水平上，塑料模具的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)以經(jīng)驗(yàn)公式為主。這樣的方法不但落后而

12、且很難保證產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)于包含高級(jí)曲面或精度要求較高的復(fù)雜塑料件，用這種方式根本無法設(shè)計(jì)和制造?？傊?，國(guó)內(nèi)精密注塑模具的設(shè)計(jì)與加工方法和國(guó)外差距很大。因此必需結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計(jì)、分析方法及手段和先進(jìn)制造技術(shù)才能使國(guó)內(nèi)的塑料件的設(shè)計(jì)和制造水平有一個(gè)顯著的提高，以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)塑料制品的需要。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀</p><p>　　多功能防震收音機(jī)的好處越來越多的被

13、人們所認(rèn)識(shí)。相關(guān)方面的研究，儀器開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈。而大部分則集中在儀器的外形，實(shí)用，舒適等方面。零件的建模，裝配隨之引發(fā)了設(shè)計(jì)軟件之間的競(jìng)爭(zhēng)。</p><p>　　隨著模具工業(yè)的飛速發(fā)展以及CAD/CAM技術(shù)的重要性被模具界所認(rèn)可,近幾年來CAD/CAM開發(fā)商投入了很大的人力和物力，將通用CAD/CAM系統(tǒng)改造為模具行業(yè)專用的CAD/CAM系統(tǒng)，針對(duì)各類模具的特點(diǎn)，推出了宜人化、集成化、和智能化的專用系統(tǒng)，受

14、到了廣大模具工作者的好評(píng)。 </p><p>　　模具工業(yè)的科技進(jìn)步和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，模具界對(duì)CAD/CAM系統(tǒng)的要求也從單純的建模工具變?yōu)橐笾С謴脑O(shè)計(jì)、分析、管理和加工全過程的產(chǎn)品信息管理集成化系統(tǒng)。特別是模具CAD/CAE/CAM技術(shù)全方位解決方案的能力和技術(shù)。作為塑料件的最有效成型方法之一，注塑成型可以一次成型各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸精度高并帶有工藝要求的含嵌件塑料制品，成型周期短，一模多腔，生產(chǎn)效率高

15、，大批生產(chǎn)成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。因此在塑料件的加工行業(yè)中占有非常重要的地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，80﹪以上的塑料件是采用注射成型方式生產(chǎn)。因此有必要研究注塑模具的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　在國(guó)外，早在50年代美國(guó)學(xué)者就對(duì)聚合物過程的數(shù)值模擬建模作了一系列工作。同期，瑞士的學(xué)者給出了有關(guān)擠出的重要模型。1959年，Bernhardt在書中總結(jié)了成型建模中的許多問題，Tadmor和Klein在書中首次給出了塑化

16、擠出的完整模型，包括固體輸送、塑化和熔體輸送等。70年代初期，有關(guān)塑化擠出模擬軟件EXTRUD已商品化，該軟件很大程度上是基于Tadmor和Klein書中所描述的模型。70年代以來，很多大學(xué)和企業(yè)的研究者們都致力于注射、擠出和其它工藝的計(jì)算模型的研究。然而，這些計(jì)算模型對(duì)加工技術(shù)產(chǎn)生的影響不大，直到1978年澳大利亞Mold flow公司推出了第一個(gè)注塑成型充填階段的模擬軟件Mold flow。80年代，隨著C-MOLD軟件的問世及其他

17、一些軟件廣泛用于注射成型過程，模具設(shè)計(jì)才成為依賴于計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)的工程科學(xué)。自80年代以來，北美和歐洲的許多研究小組對(duì)聚合物熔體流經(jīng)管道、口模和成型設(shè)備的各個(gè)方面進(jìn)行了深入的研究，推出了許多關(guān)于聚合物流動(dòng)的有限元分析軟件。目前工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都在投入大量人力物力進(jìn)行注塑模CAE研究，并竟相推出商品化的注塑模CAE軟件，許多軟件已在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用</p><p>　　我國(guó)注塑模CAE研究始于70年代末，到了80年代后期才逐

18、漸開始發(fā)展。“八五”期間，由北京航空航天大學(xué)、華中理工大學(xué)、四川聯(lián)合大學(xué)等高校聯(lián)合進(jìn)行了國(guó)家重點(diǎn)科技公關(guān)課題“注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)HSC3.0。各科研院、所經(jīng)過十多年來的不懈努力，在注塑模CAD/CAE領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，軟件的國(guó)有化比重在不斷遞增，但仍有許多不足之處。如：目前國(guó)內(nèi)自行開發(fā)的注塑模CAD/CAE系統(tǒng)都是基于一定的平臺(tái)基礎(chǔ)上，而自行開發(fā)的圖形系統(tǒng)和CAE軟件較少，并且還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)系統(tǒng)的實(shí)用性和局限性

19、較大，因而，上述系統(tǒng)真正成為普及型軟件還不成熟，有待于進(jìn)一步技術(shù)研究和通過實(shí)踐檢驗(yàn)。</p><p>　　1.3 課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　1. 完成多功能防震收音機(jī)中所有零件的建模。</p><p>　　2. 完成多功能防震收音機(jī)的零件裝配。</p><p>　　3. 完成多功能防震收音機(jī)的設(shè)計(jì)文件的編寫，包括裝配工程圖和零

20、件圖。</p><p>　　4. 完成多功能防震收音機(jī)關(guān)鍵零件的塑料模具設(shè)計(jì)過程。</p><p>　　具體的工作任務(wù)流程見圖1.3-1，其中帶*的為本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。</p><p>　　圖1.3-1 工作任務(wù)流程圖 </p><p>　　1.4 產(chǎn)品的性能介紹</p><p>　　本機(jī)是采用手搖發(fā)電和太陽能發(fā)

21、電相結(jié)合，并帶有手機(jī)充電，照明的功能，在地震多發(fā)地帶， 這種發(fā)電方式和充電的方式非常有利于生存者的自救， 盡量的減少人員和財(cái)產(chǎn)的損失。</p><p>　　手搖發(fā)電裝置是微型發(fā)電機(jī)和增速齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)成，在幸存者還有能力運(yùn)動(dòng)的情況可以使用這個(gè)功能，太陽能充電同時(shí)具備了在有光線的條件下利用太陽能充電，將其周圍的光能充分利用，節(jié)省幸存者的體力，以便贏得更多的救援時(shí)間，同時(shí)還有對(duì)手機(jī)充電的能力，可以利用手機(jī)進(jìn)行必要的營(yíng)救。

22、使幸存者贏得更多的主動(dòng)被營(yíng)救的機(jī)會(huì)。</p><p>　　本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)盡量小巧結(jié)構(gòu)更加緊湊，這樣可以讓使用者可以隨身攜帶，產(chǎn)品圖如圖1.4-1所示：</p><p>　　圖1.4-1 多功能防震收音機(jī)的整體外形</p><p>　　第2章 塑料件的設(shè)計(jì)要求與關(guān)鍵技術(shù)</p><p>　　2.1 塑料件的設(shè)計(jì)要求</p>&

23、lt;p>　　要把塑料件設(shè)計(jì)得既符合產(chǎn)品的功能要求、美學(xué)要求、人因工程學(xué)要求，又符合塑模成型的工藝要求，其難度非常大。所以，在設(shè)計(jì)的過程中要和電器工程師進(jìn)行功能方面的交流，又要和模具加工部門進(jìn)行協(xié)調(diào)，同時(shí)和經(jīng)銷商之間進(jìn)行及時(shí)的溝通。通過協(xié)調(diào)好各個(gè)方面的要求,經(jīng)過許多次的反復(fù)實(shí)驗(yàn)、論證和修改,最終才能使合格的塑料件組裝成一個(gè)完美的產(chǎn)品。當(dāng)然，塑料件的設(shè)計(jì)要求非常多，在本節(jié)對(duì)各種設(shè)計(jì)要求加以整理，最終歸納為主要的三類：強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求；工

24、藝要求；用于特定產(chǎn)品的要求。</p><p>　　2.1.1 強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求</p><p>　　塑料件的耐用性取決于塑料件強(qiáng)度。根據(jù)塑料件承受負(fù)荷條件不同，可把所承受的負(fù)荷分為短期負(fù)荷、長(zhǎng)期負(fù)荷、循環(huán)負(fù)荷、沖擊負(fù)荷、溫度負(fù)荷等五類。在設(shè)計(jì)塑料件時(shí)，首先要考慮的是強(qiáng)度設(shè)計(jì)，從以下五方面入手：</p><p>　　1.短期應(yīng)力-應(yīng)變行為</p><

25、p>　　短期負(fù)荷是指塑料件在搬運(yùn)、組合和使用時(shí)施加的負(fù)荷。例如，搬運(yùn)時(shí)受到的沖擊力，各種連接機(jī)構(gòu)在調(diào)整時(shí)所承受的載荷等。和金屬零部件的設(shè)計(jì)類似，其設(shè)計(jì)一般參考材料的應(yīng)力-應(yīng)變圖。但與金屬材料相比，塑料在高溫下的抗應(yīng)變能力非常低。在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮以下兩點(diǎn)：</p><p>　?。?）按照材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)；</p><p>　　（2）應(yīng)充分考慮零部件的使用環(huán)境、溫度、加工

26、方法、化學(xué)環(huán)境對(duì)機(jī)械性能的影響。</p><p><b>　　2.長(zhǎng)期力學(xué)性能</b></p><p>　　長(zhǎng)期力學(xué)性能是指在比例極限以內(nèi)，塑料件長(zhǎng)時(shí)間承受外力載荷，以及塑料件在成型和組合過程中造成內(nèi)應(yīng)力和殘留應(yīng)力。主要失效形式表現(xiàn)為蠕變和應(yīng)力松弛。在本機(jī)型“多功能防震收音機(jī)”上的“搖動(dòng)臂”，如下圖2.1-1所示；</p><p>　　由于長(zhǎng)時(shí)

27、間受到重力的作用，會(huì)發(fā)生徑向蠕變，使直徑有所增加；各種轉(zhuǎn)軸的撓曲會(huì)隨著時(shí)間的增加而增大。設(shè)計(jì)此類塑料件時(shí)主要考慮以下四點(diǎn)：</p><p>　　（1）向材料供應(yīng)商索取蠕變模量Ec(t,T)和松弛模量ER（t,T）,分別利用式（2.1）和式（2.2）計(jì)算出應(yīng)變和應(yīng)力。</p><p>　　圖2.1-1 搖動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)外型</p><p>　　Ec(t,T)=σ0/ε（

28、t,T） (2-1)</p><p>　　式中：σ0為初始應(yīng)力，是常數(shù) ε（t,T）是與時(shí)間和溫度有關(guān)的應(yīng)變值</p><p>　　ER（t,T）=σ（t,T） /ε0 (2-2)</p><p>　　式中: ε0ww為應(yīng)變值，是常數(shù)

29、σ（t,T）為應(yīng)力值，是時(shí)間和溫度的函數(shù)</p><p>　?。?）如果條件允許，盡量設(shè)計(jì)成壓合連接或搭扣連接組合，以減少組裝造成的應(yīng)力。</p><p>　?。?）使用固定組件以減低應(yīng)力，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)塑料件與塑料件的接合時(shí)，保留安全裕度，以防止過度緊密配合。</p><p><b>　　3.循環(huán)負(fù)荷&

30、lt;/b></p><p>　　當(dāng)塑料件承受反復(fù)或循環(huán)載荷作用時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮在其壽命內(nèi)預(yù)計(jì)承受循環(huán)負(fù)荷的次數(shù)。特別是各種皮帶輪、皮帶、活塞環(huán)等，在設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮材料的疲勞強(qiáng)度。</p><p>　　塑料件承受循環(huán)負(fù)荷時(shí)，重點(diǎn)考慮以下三點(diǎn)：</p><p>　?。?）承受短間距和長(zhǎng)期間距的反復(fù)性負(fù)荷，應(yīng)使用疲勞曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)；</p><

31、p>　　（2）注意圓角的設(shè)計(jì)以避免應(yīng)力集中；</p><p>　?。?）承受高頻或高振幅的周期性負(fù)荷時(shí)，會(huì)因生熱而縮短壽命，改用薄壁設(shè)計(jì)和耐疲勞的導(dǎo)熱性材料可以改善塑料件的散熱功能。</p><p><b>　　4.沖擊載荷</b></p><p>　　沖擊負(fù)荷的加載速度比其他機(jī)械負(fù)荷的加載速度要快得多。零件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免在高應(yīng)力區(qū)施加

32、高速負(fù)荷和沖擊性負(fù)荷。設(shè)計(jì)塑料件時(shí)需要考慮使用較大的圓角及較和緩的厚度變化，以避免應(yīng)力集中。</p><p><b>　　5.溫度負(fù)荷</b></p><p>　　與金屬件相比，塑料件的性能對(duì)溫度更加敏感，溫度的變化對(duì)尺寸、機(jī)械性能等有顯著的影響。這里所指的溫度負(fù)荷包括高溫和低溫，高溫負(fù)荷容易使塑料軟化；低溫負(fù)荷容易使塑料變脆。對(duì)于塑料件來說，要考慮承受相對(duì)高溫和相對(duì)

33、低溫的情況。要使零部件適應(yīng)使用的溫度環(huán)境，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：</p><p>　?。?）遵循材料的模量-溫度曲線；</p><p>　　（2）盡量避免將不同熱膨脹系數(shù)的材料進(jìn)行組合，而且應(yīng)該在自由端面保留允許塑料件膨脹的余量。</p><p>　　根據(jù)以上的論述，本文將強(qiáng)度設(shè)計(jì)的五種負(fù)負(fù)荷條件和設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮的材料性質(zhì)以及對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循的主要準(zhǔn)則列于表2.1-1<

34、/p><p>　　表2.1-1 強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則歸納 </p><p>　　2.1.2 工藝設(shè)計(jì)要求</p><p>　　1.可制造性的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　這里的制造主要指注塑成型過程。產(chǎn)品設(shè)計(jì)將最終決定塑料件塑模的難易程度，塑料件生產(chǎn)的可行性，模具的復(fù)雜性和產(chǎn)品的成本。在不影響產(chǎn)品性能的情況下，適當(dāng)?shù)匦薷漠a(chǎn)品的結(jié)構(gòu)可能會(huì)大大降低模具的

35、難度，從而降低產(chǎn)品成本。影響制造工藝性的因素很多，如:拔模的斜度、工藝孔的設(shè)置、嵌件的設(shè)計(jì)等。在本小節(jié)中將討論影響制造工藝性的三個(gè)最主要的結(jié)構(gòu)：圓角、壁厚、加強(qiáng)筋。</p><p><b>　?。?）圓角</b></p><p>　　塑料件外表面轉(zhuǎn)折處有圓角不但能保證制品機(jī)械強(qiáng)度高、外觀漂亮，而且塑料熔體在型腔中的流動(dòng)也比較容易。否則，塑料件在使用時(shí)拐角處容易產(chǎn)生應(yīng)力

36、集中而遭到破壞，成型冷卻時(shí)易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和裂紋。在塑料件的內(nèi)表面轉(zhuǎn)折處不一定要加圓角，要看加工的難易程度，當(dāng)壁厚均勻時(shí)可以不加圓角，在分型面上不能有圓角過度。</p><p><b>　?。?）壁厚</b></p><p>　　塑料件的壁厚應(yīng)均勻，不應(yīng)有突變。當(dāng)塑料件上有薄壁區(qū)時(shí)，充填熔體傾向往壁厚的截面部分流動(dòng)，容易產(chǎn)生競(jìng)流效應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)生氣泡和熔合線，在塑料件表面產(chǎn)生

37、瑕疵。塑料件在射出成形后，必須冷卻到足夠低的溫度，頂出時(shí)才不會(huì)造成變形。壁厚較大的塑料件需要較長(zhǎng)的冷卻和保壓時(shí)間。例如厚壁區(qū)沒有充足的保壓，就會(huì)造成凹痕或氣孔，為使塑料件的壁厚盡可能的均勻可以通過加入一些工藝孔或槽達(dá)到壁厚均勻的要求，以縮短成形周期，改善塑料件尺寸穩(wěn)定性。</p><p><b>　?。?）加強(qiáng)筋</b></p><p>　　設(shè)計(jì)良好的筋，不僅可以降低

38、零件的重量，同時(shí)足以提供必要的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。如果還需要更高的剛性，可以縮小筋的間距，添加更多的筋。筋的厚度一定要小于等于零件的壁厚。筋在塑料件上的典型用途包括：</p><p>　?、傩枰辛己猛庥^和重量輕的寬大表面。</p><p><b>　?、邶X輪的軸和輪廓。</b></p><p>　　③塑料件的支撐柱與構(gòu)架。</p><

39、;p>　　2.可裝配性的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　減少產(chǎn)品中塑料件的數(shù)量也就減少了裝配次數(shù)有利于保證產(chǎn)品的質(zhì)量、減少所需模具的數(shù)量，但這樣做的代價(jià)是塑料件的幾何形狀變得復(fù)雜，工藝性差，加工難度大，可塑模性很差。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，必須平衡各種因素，達(dá)到成本最低的要求。因此，有很多產(chǎn)品將本由一個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的塑料件設(shè)計(jì)成單獨(dú)的幾個(gè)塑料件，再進(jìn)行組合裝配。塑料件之間的裝配有很多方法，例如壓力裝配、搭扣裝配、焊接、

40、鉚接等。在本小節(jié)中將幾種塑料件裝配中比較常見的方式加以歸納。</p><p><b>　?。?）壓力裝配</b></p><p>　　壓力裝配在形式上是一種非常簡(jiǎn)單的裝配方式，不需要任何其他組件或者緊固件，僅僅是一個(gè)零件被壓入與其相配的另一個(gè)零件中。壓力裝配最重要的特征是裝配零件或嵌件必須大于相配零件孔的最大公差尺寸。但是，要完成一個(gè)良好的壓力裝配，獲得必要的壓合應(yīng)力

41、，既不會(huì)因過高的應(yīng)力造成裂縫，又不會(huì)因過低的應(yīng)力而造成松脫，必須選擇合理的過盈配合。同時(shí)，這種裝配一定要考慮零件的材料，保證材料的一致性。</p><p><b>　?。?）搭扣裝配</b></p><p>　　搭扣配合是利用塑料材料在比例極限內(nèi)的變形能力進(jìn)行兩個(gè)塑料零件之間的連接，并且保證在完成裝配后立即回復(fù)原始的形狀。完成搭扣配合連接時(shí)，搭扣兩邊的配合件都不承受應(yīng)

42、力，而連接過程中的最大應(yīng)力也不超過比例極限，完成連接之后，組件承受的負(fù)荷必須在材料限度以內(nèi)。這種裝配多用于小型或微型零部件的裝配。這種裝配的最大好處是節(jié)省空間，但這種裝配的缺點(diǎn)是重復(fù)裝配的次數(shù)少，裝配的精度低。</p><p><b>　　(3)焊接和熱鉚</b></p><p>　　塑料材料的焊接方法有很多種，其中應(yīng)用最為廣泛的是超聲波焊接。一般的熱塑性材料都可以用

43、這種方法。焊接過程中要考慮的最主要的因素是兩種焊接材料的兼容性。</p><p>　　熱鉚的方式多用于電鍍塑料件和裝飾件的固定連接,一般是將塑料用特殊的電烙鐵熔化變形后完成裝配。是一種通用性很強(qiáng)的裝配方式。優(yōu)點(diǎn)是裝配的可靠性高，精度好，但裝配的過程復(fù)雜。</p><p><b>　?。?）機(jī)械緊固</b></p><p>　　多數(shù)機(jī)械緊固件對(duì)塑

44、料產(chǎn)品的組裝都是適用的。傳統(tǒng)上使用的固定組件主要包括固定金屬組件的螺絲釘和鉚釘，它們也可以應(yīng)用于塑料件。在其應(yīng)用上需要考慮以下要點(diǎn)：</p><p>　?、兕A(yù)緊力過大的螺絲釘或鉚釘可能導(dǎo)致應(yīng)力；</p><p>　?、诼萁z釘?shù)穆菁y可以預(yù)先加工，或是在緊自攻螺絲時(shí)產(chǎn)生；</p><p>　?、勐萁z釘螺紋與頭部之毛邊、鉚釘毛邊等都可能造成應(yīng)力，導(dǎo)致塑料件提早破壞。<

45、;/p><p>　　以上幾種裝配的典型應(yīng)用場(chǎng)合及設(shè)計(jì)原則見表2.1-2：</p><p>　　表2.1-2 裝配設(shè)計(jì)的應(yīng)用場(chǎng)合和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則</p><p>　　2.1.3 可靠性要求</p><p>　　1.惡劣工作條件下的可靠性</p><p>　　如在高速條件下工作時(shí),由于齒輪一般都工作在相對(duì)高速的條件下，齒輪的材料

46、選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就必須考慮惡劣工作條件下的可靠性，主要是防止磨損。本產(chǎn)品就是在地震環(huán)境下工作的，所以要充分的考慮工作過程中的安全和可靠性。下圖2.1-3是本產(chǎn)品設(shè)計(jì)的齒輪的結(jié)構(gòu)外型：</p><p>　　圖2.1-3齒輪的結(jié)構(gòu)外型</p><p>　　2.在地震條件下的防震動(dòng)問題</p><p>　　在地震條件下,設(shè)計(jì)過程中首要問題是如何處理塑料件的材料選擇和塑料件上

47、的緩沖的保護(hù)，以防止震動(dòng)的破壞，揚(yáng)聲器是給救援隊(duì)發(fā)出消息的裝置，本產(chǎn)品在具體的結(jié)構(gòu)上增加了緩沖的結(jié)構(gòu)。本產(chǎn)品中的其結(jié)構(gòu)外型如圖2.1-4。</p><p>　　圖2.1-4 揚(yáng)聲器外殼的結(jié)構(gòu)外型</p><p>　　2.2 塑料件的設(shè)計(jì)流程</p><p>　　塑料件的生產(chǎn)一共包括三個(gè)部分: 單體的生產(chǎn)(由原料合成單體)、樹脂生產(chǎn)(由單體合成樹脂)、塑料的成型加工

48、(由樹脂經(jīng)成型加工制成塑料件),對(duì)于前兩部分是材料供應(yīng)商的職責(zé),對(duì)于塑料件的設(shè)計(jì)和制造公司,只須向供應(yīng)商索取相關(guān)的材料參數(shù)。本文所討論得是第三部分即塑料件的設(shè)計(jì)和制造。對(duì)于一般塑料件的設(shè)計(jì)和制造過程大體上可以分成以下步驟:</p><p><b>　　1.市場(chǎng)調(diào)研</b></p><p>　　在確定產(chǎn)品開發(fā)前要做好充分的市場(chǎng)調(diào)研和前期準(zhǔn)備。確定產(chǎn)品的市場(chǎng)定位，主打方向

49、，設(shè)計(jì)理念，針對(duì)人群等。接著還要確定開發(fā)進(jìn)度，資金，技術(shù)支持等一系列的因素。</p><p><b>　　2.產(chǎn)品造型</b></p><p>　　該過程又稱為工業(yè)造型，用專業(yè)的造型渲染軟件來確定產(chǎn)品的外觀效果。一般的塑料件，尤其是裝飾件對(duì)外觀有很高的要求。很多時(shí)候當(dāng)整體的造型確定之后，還得考慮零件的美觀及人因工程學(xué)中的眾多因素。下圖中的前殼就是一個(gè)比較典型的運(yùn)用，因

50、為前殼后面的窗柵直接與發(fā)射陣相接觸，所以一方面要考慮安全問題，同時(shí)還要考慮正面的直觀美感。前殼兩側(cè)的兩個(gè)耳朵形狀的豁口就是充分的考慮了此兩個(gè)因素。消費(fèi)者可通過此口根據(jù)需要輕松的調(diào)節(jié)前殼的角度。下圖2.2-1是前殼的結(jié)構(gòu)圖。</p><p><b>　　3.初步設(shè)計(jì)</b></p><p>　　全面準(zhǔn)確地分析產(chǎn)品的類型和最終用途是整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程的第一步，也是</

51、p><p>　　圖2.2-1 后殼的結(jié)構(gòu)外型</p><p>　　最重要的一步，因?yàn)樗钦麄€(gè)開發(fā)工作的基礎(chǔ)。配套廠家需要和設(shè)計(jì)人員充分溝通，明確產(chǎn)品的性能。在分析產(chǎn)品最終性能的前提下進(jìn)行材料的初選，如ABS 、PVC等一些常用的塑料優(yōu)先考慮。用三維軟件設(shè)計(jì)零件的結(jié)構(gòu)，重要的塑料件部位在圖中都要重點(diǎn)標(biāo)出，利用它可分清哪些功能和尺寸是確定不能改變的，哪些是可以靈活調(diào)節(jié)的。這對(duì)以后模具設(shè)計(jì)的靈活性、

52、可裝配性來說至關(guān)重要。產(chǎn)品造型和初步設(shè)計(jì)是雙向的，如果初步設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的造型對(duì)今后的設(shè)計(jì)過程有重要障礙的，應(yīng)及時(shí)修改造型，要充分體現(xiàn)并行設(shè)計(jì)思想。</p><p><b>　　4.裝配、工藝分析</b></p><p>　　在零件的結(jié)構(gòu)定型中還得考慮裝配及工藝、定位中出現(xiàn)的一些問題。在設(shè)計(jì)本產(chǎn)品中一個(gè)典型的零件就是球頭轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)定型。起初的球頭轉(zhuǎn)軸中沒有走線孔，是在用

53、戶的美觀要求下修改設(shè)計(jì)的，還有與后殼裝配的莫氏錐度，及用于定位的兩個(gè)對(duì)稱豁口等等。都是在考慮了眾多的因素下才確定定型的。圖2.2-2是齒輪裝配結(jié)構(gòu)外型圖。</p><p>　　圖2.2-2 齒輪裝配的結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　5.模具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在完成CAE分析和裝配工藝方案評(píng)價(jià)后，進(jìn)行模具的詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括型

54、腔、型芯的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的布置及尺寸、冷卻系統(tǒng)的布置及尺寸，制件頂出位置等等。同時(shí)，進(jìn)行模具的生產(chǎn)準(zhǔn)備。如選擇模具材料，考慮加工方法，判斷是否可以調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)模架。</p><p>　　6.試制、測(cè)試、評(píng)價(jià)</p><p>　　盡管采用CAE軟件進(jìn)行了模擬和改進(jìn)，但是在實(shí)際的設(shè)計(jì)和制造過程中還會(huì)有很多無法預(yù)料的因素。因此，對(duì)于從理論角度得到的設(shè)計(jì)，需要制造一個(gè)模型</p><

55、;p>　?。ㄒ部梢灾圃煲粋€(gè)形狀和結(jié)構(gòu)相似的模具，但該模具的結(jié)構(gòu)只是零件上的主要的分析點(diǎn)，模具的結(jié)構(gòu)必須簡(jiǎn)單，加工成本低。）加以檢驗(yàn)，在全面評(píng)價(jià)加工性能和使用性能的優(yōu)劣之后進(jìn)一步完善，如果必要，可用選定的材料生產(chǎn)一個(gè)過渡性的模擬產(chǎn)品。如：可以利用快速成型試制出一個(gè)樣品，利用這個(gè)樣品可以檢驗(yàn)零件各部分的結(jié)構(gòu)是否符合設(shè)計(jì)的要求，并對(duì)產(chǎn)品和所需模具的加工性能給出評(píng)價(jià)。</p><p>　　7.工程圖，NC代碼，模具

56、的零件加工</p><p>　　由模具的生產(chǎn)廠家利用CAM軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)加工模擬，自動(dòng)生成型腔、型芯的NC代碼。得到的裝配模型存入實(shí)例庫中，供以后的設(shè)計(jì)參考。為了適應(yīng)生產(chǎn)的需要，模具配套廠家，還應(yīng)完成由三維圖向二維工程圖的轉(zhuǎn)換，包括各種視圖生成、尺寸標(biāo)注、標(biāo)題欄、明細(xì)表、物性計(jì)算等。在模具零件加工前，應(yīng)將模具的總裝配圖送交設(shè)計(jì)單位進(jìn)行審核，通過后進(jìn)行生產(chǎn)。</p><p><b>

57、　　8.模具裝配和試模</b></p><p>　　由模具的生產(chǎn)廠家按塑料件的設(shè)計(jì)要求和模具的裝配圖及主要的零件的零件圖（其中包括模架的供貨商，提供的模架結(jié)構(gòu)圖）進(jìn)行模具裝配，調(diào)整好各種配合間隙，保證模具各零件正常和靈活的運(yùn)動(dòng)，并將模具在注塑機(jī)上進(jìn)行試模，打出基本合格的樣件后，進(jìn)行模具的進(jìn)一步的精加工。</p><p><b>　　9.注塑生產(chǎn)</b>&l

58、t;/p><p>　　注塑的配套廠家或注塑車間，按Moldflow4.1的分析結(jié)果調(diào)整注塑機(jī)的工藝參數(shù)，加工出樣件,然后對(duì)注塑樣件進(jìn)行分析,進(jìn)一步調(diào)整工藝參數(shù)，直到樣件通過設(shè)計(jì)部門的認(rèn)可，才可以小批量試生產(chǎn)。</p><p><b>　　10.樣件的裝配</b></p><p>　　將所有的樣件裝配在一起（包括電路板等其他零件），分析各種尺寸的配合

59、是否合理,做整機(jī)的測(cè)試實(shí)驗(yàn),對(duì)不合理的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,直到各種功能達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　11.整理設(shè)計(jì)和工藝文件</p><p>　　完成樣件的裝配后，可以發(fā)現(xiàn)以前的產(chǎn)品設(shè)計(jì)文件和工藝文件的不足之處，并對(duì)其進(jìn)行修改整理，形成可以用于指導(dǎo)生產(chǎn)的設(shè)計(jì)和工藝文件。</p><p>　　2.3 塑料ABS的彈性模量的測(cè)定</p><p&g

60、t;　　彈性模量是測(cè)定剛性材料受到拉伸、彎曲、壓縮或扭曲應(yīng)力時(shí)的剛度（頸度）。當(dāng)試樣受到拉伸時(shí)，它變得又細(xì)又長(zhǎng)，只要不超過彈性極限，如果撤去載荷，試樣將恢復(fù)到原來的尺寸。超過彈性極限，試樣開始產(chǎn)生永久形變。圖2.3-1出一個(gè)試樣在實(shí)驗(yàn)過程中繪制的典型應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖。圖中的直線部分表示所有載荷都在彈性極限內(nèi)，在這條直線的任何部位上都能計(jì)算出彈性模量。在屈服載荷以上的曲線部分的載荷將使試樣發(fā)生永久形變?；⒖硕芍赋?，當(dāng)一個(gè)載荷施加給給材料

61、時(shí)，在彈性極限內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)</p><p>　　變成正比關(guān)系。如果沿曲線的直線部分分別取三個(gè)不同的點(diǎn)來計(jì)算彈性模量，則所得到的數(shù)值應(yīng)全部相同。應(yīng)變值可直接從圖上查到。</p><p>　　彈性模量=應(yīng)力（磅/英寸²）/應(yīng)變（英寸/英寸）</p><p><b>　　1 實(shí)驗(yàn)過程：</b></p><p>　　取立

62、柱的殼的截面寬0.5英寸（12.5mm）厚為0.1英寸（2.5mm）的試樣在225磅（102kg）的載荷下做拉伸彈性模量試驗(yàn)。</p><p>　　圖2.3-1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖</p><p><b>　　2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：</b></p><p>　　截面積=0.5*0.1=0.05英寸²</p><p>　

63、　225磅（102kg）時(shí)為0.08密耳（0.2032µm）</p><p>　　225/0.05=4500（磅/英寸²）</p><p>　　模量=4500/0.08=56250磅/英寸²（387.825MPa）</p><p>　　拉伸強(qiáng)度應(yīng)力：4500（磅/英寸²）為310.26MPa</p><p&

64、gt;　　3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：對(duì)照下表2.3-1和2.3-2，完全符合強(qiáng)度要求。</p><p>　　表2.3-1 通用級(jí)阻燃ABS/PVC</p><p>　　表 2.3-2 具體性能</p><p>　　注：此表是在特定的試驗(yàn)下完成的，僅作參考。</p><p>　　第3章 防震收音機(jī)的塑料件設(shè)計(jì)</p><p>

65、　　3.1 Pro/E3.0建模的功能介紹</p><p>　　3.1.1 一般特征：</p><p>　　1.拉伸特征：拉伸是定義三維幾何的一種方法，通過將二維草繪截面延伸到垂直與草繪平面的指定距離處來實(shí)現(xiàn)，在創(chuàng)建拉伸特征時(shí)，需要指定的特征參數(shù)包括剖面所在的草繪平面、剖面形狀、拉伸方向和拉伸長(zhǎng)度。</p><p>　　2.旋轉(zhuǎn)特征：旋轉(zhuǎn)特征就是讓一個(gè)剖面沿著旋

66、轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，剖面所掃過的體積就構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)特征，在創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)特征時(shí)，需要指定的特征參數(shù)包括剖面所在的草繪平面、剖面形狀、旋轉(zhuǎn)中心線、旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)角度。</p><p>　　3.混合特征：混合特征是將各個(gè)剖面作為控制面，各個(gè)控制面之間連接所封閉的空間即構(gòu)成混合特征。相對(duì)拉伸特征和旋轉(zhuǎn)特征，在Wildfire3.0版本中混合特征的變化不大，各個(gè)創(chuàng)建的選項(xiàng)仍然獨(dú)立在不同的命令菜單中，在選擇上仍然使用了老板本的“菜單管理器”

67、的形式。</p><p>　　4.掃描特征：掃描特征是通過草繪或選取的軌跡，然后沿該軌跡草繪剖面來創(chuàng)建的，和混合特征相同，在Wildfire3.0版本中混合特征的變化不大，各個(gè)創(chuàng)建的選項(xiàng)仍然獨(dú)立在不同的命令菜單中，在選擇上仍然使用了老板本的“菜單管理器”的形式。</p><p>　　5.孔特征：需要指出的是，孔特征（包括殼、筋、拔模、倒圓角、倒角等特征）不能作為實(shí)體的第一個(gè)特征，因此在建立

68、實(shí)體零件之前，這些處于灰色不可用的狀態(tài)。在建立孔特征時(shí)，需要指定的參數(shù)包括：參考平面、孔軸線位置、孔徑和深度設(shè)置。</p><p>　　6.殼特征：殼特征可將實(shí)體內(nèi)部掏空，只留一個(gè)特定壁厚的殼，在創(chuàng)建殼特征時(shí)，需要指定移除平面、殼厚度和厚度方向等參數(shù)。</p><p>　　7.筋特征：筋特征是設(shè)計(jì)中連接到兩側(cè)實(shí)體表面的薄板伸出項(xiàng)，筋通常用來加固設(shè)計(jì)中的零件，也常用來防止出現(xiàn)不需要的折彎。利

69、用筋工具可快速開發(fā)簡(jiǎn)單的復(fù)雜的筋特征。建立筋特征需要指定的參數(shù)包括：剖面所在的草繪平面、剖面形狀、厚度和厚度方向。</p><p>　　8.倒圓角特征：倒圓角特征是一種邊處理特征，通過向一條或多條邊、邊鏈或在曲面之間添加半徑形成。曲面可以是實(shí)體模型曲面或常規(guī)的零厚度面組和曲面。</p><p>　　9.倒角特征：倒角特征是通過對(duì)拐角進(jìn)行斜切削而得到的，在創(chuàng)建倒角特征時(shí)，需要指定的特征參數(shù)包

70、括：倒角所在的邊、倒角規(guī)格和倒角尺寸。</p><p>　　10.陣列特征：在創(chuàng)建陣列時(shí)，通過改變某些指定尺寸和參照，可創(chuàng)建選定特征的實(shí)例。選定用于陣列的特征稱為陣列導(dǎo)引。</p><p>　　3.1.2 基準(zhǔn)特征</p><p>　　1.基準(zhǔn)平面：基準(zhǔn)平面最主要的作用是在零件建立特征的過程中，當(dāng)沒有合適參照平面時(shí)，利用基準(zhǔn)平面作為草繪平面或者放置特征。另外也可以

71、根據(jù)一個(gè)基準(zhǔn)平面進(jìn)行尺寸標(biāo)注。在創(chuàng)建基準(zhǔn)平面時(shí)，需要指定完整的約束條件，該約束條件規(guī)定了此基準(zhǔn)平面與現(xiàn)有的幾何定位條件之間的關(guān)系。所選約束必須相對(duì)于模型清晰的定位基準(zhǔn)平面。</p><p>　　2.基準(zhǔn)軸：創(chuàng)建基準(zhǔn)軸是，系統(tǒng)按照A_#的形式指定基準(zhǔn)軸的名稱，此處#是已創(chuàng)建的基準(zhǔn)軸的號(hào)碼。如果需要，可在創(chuàng)建過程中利用“基準(zhǔn)軸”對(duì)話框中的“屬性”選項(xiàng)卡為基準(zhǔn)軸設(shè)置一個(gè)初始名稱。如果需要改變一個(gè)現(xiàn)有基準(zhǔn)軸的名稱，可以選

72、擇該特征并右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“重命名”命令，輸入新得名稱。</p><p>　　3.基準(zhǔn)點(diǎn)：在建立實(shí)體模型的過程中，可以使用基準(zhǔn)點(diǎn)作為構(gòu)造元素以及計(jì)算和分析時(shí)的已知點(diǎn)。“基準(zhǔn)”點(diǎn)特征可包含同一操作過程中創(chuàng)建的多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。</p><p>　　4.基準(zhǔn)坐標(biāo)系：坐標(biāo)系是可以添加到零件和組件中的參照特征。</p><p>　　5.基準(zhǔn)軸線：基準(zhǔn)軸線在建立特征的過

73、程中具有非常重要的作用。</p><p>　　6.注釋特征：注釋特征是數(shù)據(jù)特征，由一個(gè)或多個(gè)注釋元素組成?？捎糜诠芾砟Ｐ妥⑨尣⒛Ｐ托畔鞑サ狡渌Ｐ突蛑圃旃に囍?。</p><p>　　3.1.3 修飾特征</p><p>　　修飾特征是一種較簡(jiǎn)單又比較特殊的特征，它也沒有質(zhì)量等屬性，但也是Pro/E中的一個(gè)參數(shù)化特征。</p><p>　

74、　3.1.4 高級(jí)特征</p><p>　　1.拔模特征：拔模是模具設(shè)計(jì)中必須的Pro/E提供了一個(gè)專門用于拔模的工具，利用該公式可以將-30°至+30°之間的拔模角度添加到單獨(dú)的曲面或一系列曲面中。僅當(dāng)曲面由圓柱面或平面形成時(shí)，才能進(jìn)行拔模操作。</p><p><b>　　2.旋轉(zhuǎn)混合特征</b></p><p>　　

75、3.可變剖面掃描特征</p><p><b>　　4.掃描混合特征</b></p><p><b>　　5.螺旋掃描</b></p><p><b>　　6.環(huán)型折彎</b></p><p>　　3.2 利用Pro/E3.0平臺(tái)設(shè)計(jì)多功能收音機(jī)</p><

76、p>　　因?yàn)槎喙δ苁找魴C(jī)設(shè)計(jì)過程中的零件眾多，下面就對(duì)其中的一個(gè)主要零件后殼（見圖3.2-1）說明其在Pro/Ewildfire3.0平臺(tái)詳細(xì)的建模過程。</p><p>　　圖3.2-1 收音機(jī)后殼結(jié)構(gòu)外型</p><p>　　（1） 雙擊打開桌面上的Pro/Ewildfire3.0圖標(biāo)，在“類型”中選擇零件和實(shí)體。新建一個(gè)文檔，命名為 houke.prt.</p>

77、<p>　?。?） 首先拉伸后殼的輪廓實(shí)體。草繪并兩側(cè)成長(zhǎng)。</p><p>　?。?） 接著拉伸與電池相配合的殼體部分，草繪時(shí)要特別注意樣條曲線的編輯使其生成的曲面形狀光滑，且美觀。見圖3.2-2。并增加一個(gè)變半徑倒圓角特征。見圖3.2-3。</p><p>　　（4） 再對(duì)（1）所生成的實(shí)體特征做抽殼操作。抽殼是為了在零件中形成等壁厚的型腔以免在填充時(shí)由于壁厚不均勻而形成縮痕

78、的缺陷，在設(shè)計(jì)零件時(shí)在壁厚是一個(gè)很重要的特征。本零件的厚度定為2.5mm，符合強(qiáng)度要求。（具體計(jì)算結(jié)論分析見2.3）。一般的塑料件的厚度按經(jīng)驗(yàn)可定為2-4mm間，然后根據(jù)測(cè)得的彈性模量進(jìn)行強(qiáng)度分析驗(yàn)算。零件殼體壁厚的最大值一般不超過4mm。太大一方面因?yàn)槌尚偷墓に囈髸?huì)增大注射壓力，提高注射機(jī)的性能要求而增大成本，另外根據(jù)結(jié)構(gòu)分析超出了整體優(yōu)化的范圍。具體的設(shè)置與零件的塑料材料的成型特性有關(guān)。如圖3.2-4所示。</p>

79、<p>　?。?） 接著拉伸剪切生成固定太陽能電池板的切口。如圖3.2-5。</p><p>　　（6） 拉伸另 一側(cè)的充電電池孔。設(shè)計(jì)過程中還得考慮一下發(fā)電機(jī)和手搖發(fā)電后電能的存儲(chǔ)問題，所以要增加一個(gè)可以充電的電池，給予充電方式一個(gè)存儲(chǔ)電能的空間，同時(shí)利用電池的能量來供給收音機(jī)工作的電能。</p><p>　　（7） 拉伸剪切與電池裝配的孔9（圖3.2-6）。其尺寸要和壓板裝配

80、后的尺寸像配合，盡可能的提高裝配精度，使產(chǎn)品外觀和層次更高。</p><p>　　（8） 拉伸與前殼裝配的定位孔（圖3.2-7）?？變?nèi)徑可根據(jù)自攻定的型號(hào)選擇。</p><p>　　圖3.2-2 拉伸收音機(jī)的輪廓實(shí)體特征</p><p>　　圖3.2-3 變半徑倒圓角特征</p><p>　?。?）拉伸切除材料形成兩側(cè)的開關(guān)口和后側(cè)的手機(jī)充

81、電孔。</p><p>　?。?0）拉伸特征生成電動(dòng)機(jī)裝配時(shí)起支撐定位的支撐肋板。</p><p>　?。?1）完成整個(gè)外型的拔模和圓角，至次整個(gè)外型結(jié)構(gòu)建模完成。</p><p>　　圖3.2-4 抽殼特征</p><p>　　圖3.2-5 拉伸太陽能電池板的切口</p><p>　　圖3.2-6 切除與充電電池配合

82、的孔特征</p><p>　　圖3.2-7 拉伸定位孔</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)多功能收音機(jī)的零件比較多，所以首先對(duì)在Peo/E3.0平臺(tái)下的三維實(shí)體建模的流程和一些特征功能做了些介紹，然后選了一個(gè)比較典型的零件作了具體說明。下面再附幾個(gè)零件圖，圖3.2-8和圖3.2-9。</p><p>　　圖3.2-8 調(diào)臺(tái)輪零件圖圖3.2-9 電池蓋零件圖</

83、p><p>　　3.3 利用Pro/E3.0平臺(tái)裝配多功能收音機(jī)</p><p>　　在一般情況下，大部分產(chǎn)品都是由不同的零件（或組件）構(gòu)成的，產(chǎn)品的使用性能主要取決于組成該產(chǎn)品的單個(gè)零件的性能以及給個(gè)零件之間的配合關(guān)系，特別是對(duì)于一些要求外觀面連續(xù)、順暢的產(chǎn)品。故進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，在完成了所有零件的設(shè)計(jì)后，可以進(jìn)一部指定關(guān)聯(lián)零件之間的配合關(guān)系，使用組建模塊來進(jìn)行零件的組裝。</p>

84、;<p>　　3.3.1 組裝元件的約束類型</p><p>　　要將一個(gè)元件在空間內(nèi)定位，必須限制它在空間三個(gè)軸向的平移和旋轉(zhuǎn)。零件的組裝過程，就是一個(gè)將元件用約束條件在空間限位的過程。不同的組裝模型需要的約束條件不同，完成一個(gè)零件的完全定位需要同時(shí)滿足幾種約束條件。下面是組裝零件常用的九種約束類型：匹配、對(duì)齊、插入、坐標(biāo)系、相切、線上點(diǎn)、曲面上的點(diǎn)、曲面上的邊、自動(dòng)。</p>&

85、lt;p>　　匹配 匹配是指兩組裝零件（或模型）所指定的平面、基準(zhǔn)平面重合（當(dāng)偏移值為零時(shí)）或相平行（當(dāng)偏移值不為零時(shí)），并且兩平面的法線方向相反</p><p>　　對(duì)齊 對(duì)齊是指兩組裝零件（或模型）所指定的平面、基準(zhǔn)平面重合或相平行，并且兩平面的法線方向相同。另外，對(duì)齊還可以使兩個(gè)軸、兩條邊、點(diǎn)或者曲面對(duì)齊。</p><p>　　插入 插

86、入是指兩組裝零件（或模型）所指向的旋轉(zhuǎn)面的旋轉(zhuǎn)中心線同軸。常見的具有旋轉(zhuǎn)面的模型有圓柱、圓臺(tái)、球體等。</p><p>　　坐標(biāo)系 將兩組裝零件所指定的坐標(biāo)系對(duì)齊，也可以將元件與裝配件的坐標(biāo)系對(duì)齊來實(shí)現(xiàn)組裝。利用坐標(biāo)系組裝操作時(shí)，所選兩個(gè)坐標(biāo)系的各坐標(biāo)軸會(huì)分別對(duì)齊。</p><p>　　相切 相切是兩組裝零件（或模型），選擇兩個(gè)參照面以相切方式組裝在一起。</

87、p><p>　　線上點(diǎn) 線上點(diǎn)是兩組裝零件（或模型），在一個(gè)零件上指定一點(diǎn)，然后在另一個(gè)零件上指定一條邊線，約束所選定的參照點(diǎn)在參照邊上。邊線可以選取基準(zhǔn)曲線或基準(zhǔn)軸。</p><p>　　曲面上的點(diǎn) 曲面上的點(diǎn)是指兩組裝零件（或模型），在一個(gè)零件上指定一點(diǎn)，在另一個(gè)零件上指定一個(gè)面，且使指定的面和點(diǎn)接觸，控制點(diǎn)的位置在曲面上，曲面可以選取基準(zhǔn)平面、實(shí)體面等。</p>

88、<p>　　曲面上的邊 曲面上的邊是指兩組裝零件，在一個(gè)零件上指定一條邊，在另一個(gè)零件上指定一個(gè)面，且使它們相接觸，即將參照的邊約束在參照面上。</p><p>　　自動(dòng) 此項(xiàng)是默認(rèn)方式，選擇裝配參照后，系統(tǒng)自動(dòng)以合適的約束進(jìn)行裝配。 </p><p>　　3.3.2 收音機(jī)揚(yáng)聲器蓋板裝配</p><p>　　收

89、音機(jī)中的揚(yáng)聲器蓋板是調(diào)整太陽能充電電池照射角度的活動(dòng)部件，和后殼上的轉(zhuǎn)軸之間是連接裝配。并且后殼轉(zhuǎn)軸可以在180°內(nèi)繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)。所以它們之間的裝配是至關(guān)重要。其裝配步驟如下：</p><p>　?。?）雙擊桌面的Pro/E圖標(biāo)，打開程序。點(diǎn)擊新建，在類型中選擇“組件”和“設(shè)計(jì)”，新建一個(gè)文檔。</p><p>　　（2）點(diǎn)擊“插入組件”圖標(biāo)，插入第一個(gè)件左壓板，選約束類型為自動(dòng)或

90、缺省，見下圖3.3-1，然后確定。</p><p>　?。?）接著雙擊桌面的Pro/E圖標(biāo)，打開程序。點(diǎn)擊新建，在類型中選擇“組件”和“設(shè)計(jì)”，新建一個(gè)揚(yáng)聲器蓋板組件文檔。插入揚(yáng)聲器蓋板的零件，約束方式選“缺省”。 見下圖3.3-2，然后確定</p><p>　　圖 3.3-1 在后殼中插入轉(zhuǎn)軸</p><p>　　圖3.3-2 新建的揚(yáng)聲器裝配</p>

91、<p>　?。?）裝配揚(yáng)聲器下板，新建“對(duì)齊”，“對(duì)齊”，“匹配”類型，完成下板的完全約束的裝配定義，見圖3.3-3。</p><p>　　（5）接著在收音機(jī)的裝配中再次裝入揚(yáng)聲器蓋板的裝配組件，這樣的裝配方式可以提高裝配的效率，同時(shí)有利于制作工藝文件，同時(shí)在裝配時(shí)易于調(diào)整裝配的結(jié)構(gòu)，容易發(fā)現(xiàn)裝配中存在的問題。選銷釘軸對(duì)齊和如圖3.3-4所示的面匹配完成約束連接。</p><p&

92、gt;　?。?）最后，采用拖動(dòng)的方式，調(diào)整揚(yáng)聲器蓋板的裝配檢測(cè)裝配的效果。如圖3.3-5所示。</p><p>　　圖3.3-3 用匹配和對(duì)齊的方式裝配下板</p><p>　　圖3.3-4 定義的旋轉(zhuǎn)軸連接</p><p>　　圖3.3-5調(diào)整后的揚(yáng)聲器蓋板的組件裝配圖</p><p>　　第4章 塑料模具設(shè)計(jì)</p>&l

93、t;p>　　塑料模具，是塑料加工工業(yè)中和塑料成型機(jī)配套，賦予塑料制品以完整構(gòu)型和精確尺寸的工具。由于塑料品種和加工方法繁多，塑料成型機(jī)和塑料制品的結(jié)構(gòu)又繁簡(jiǎn)不一，所以，塑料模具的種類和結(jié)構(gòu)也是多種多樣的。</p><p><b>　　4.1分類</b></p><p>　　按照成型方法的不同，可以劃分出對(duì)應(yīng)不同工藝要求的塑料加工模具類型，主要有注射成型模具、擠出

94、成型模具、吸塑成型模具、高發(fā)泡聚苯乙烯成型模具等。 </p><p>　　1、塑料注射（塑）模具 </p><p>　　它主要是熱塑性塑料件產(chǎn)品生產(chǎn)中應(yīng)用最為普遍的一種成型模具，塑料注射成型模具對(duì)應(yīng)的加工設(shè)備是塑料注射模具對(duì)應(yīng)的加工設(shè)備是塑料注射成型機(jī)，塑料首先在注射機(jī)底加熱料筒內(nèi)受熱熔融，然后在注射機(jī)的螺桿或柱塞推動(dòng)下，經(jīng)注射機(jī)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入 模具型腔，塑料冷卻硬化成型，脫模得

95、到制品。其結(jié)構(gòu)通常由成型部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部件、推出機(jī)構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支撐部件等部分組成。制造材料通常采用塑料模具鋼模塊，常用的材質(zhì)主要為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼，高速鋼等。注射成型加工方式通常只適用于熱塑料品的制品生產(chǎn)，用注射成型工藝生產(chǎn)的塑料制品十分廣泛，從生活日用品到各類復(fù)雜的機(jī)械，電器、交通工具零件等都是用注射模具成型的，它是塑料制品生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的一種加工方法。 </p><p>　

96、　2、 塑料壓塑模具 </p><p>　　包括壓縮成型和壓注成型兩種結(jié)構(gòu)模具類型。它們是主要用來成型熱固性塑料的一類模具，其所對(duì)應(yīng)的設(shè)備是壓力成型機(jī)。壓縮成型方法根據(jù)塑料特性，將模具加熱至成型溫度（一般在103°—108°），然后將計(jì)量好的壓塑粉放入模具型腔和加料室，閉合模具，塑料在高熱，高壓作用下呈軟化粘流，經(jīng)一定時(shí)間后固化定型，成為所需制品形狀。壓注成型與壓縮成型不同的是沒有單獨(dú)的加料室

97、，成型前模具先閉合，塑料在加料室內(nèi)完成預(yù)熱呈粘流態(tài)，在壓力作用下調(diào)整擠入模具型腔，硬化成型。壓縮模具也用來成型某些特殊的熱塑性塑料如難以熔融的熱塑性塑料（如聚加氟乙烯）毛坯（冷壓成型），光學(xué)性能很高的樹脂鏡片，輕微發(fā)泡的硝酸纖維素汽車方向盤等。壓塑模具主要由型腔、加料腔、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、推出部件、加熱系統(tǒng)等組成。壓注模具廣泛用于封裝電器元件方面。壓塑模具制造所用材質(zhì)與注射模具基本相同。 </p><p><b&g

98、t;　　3、塑料擠出模具 </b></p><p>　　用來成型生產(chǎn)連續(xù)形狀的塑料產(chǎn)品的一類模具，又叫擠出成型機(jī)頭，廣泛用于管材、棒材、單絲、板材、薄膜、電線電纜包覆層、異型材等的加工。與其對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備是塑料擠出機(jī)，其原理是固態(tài)塑料在加熱和擠出機(jī)的螺桿旋轉(zhuǎn)加壓條件下熔融，塑化，通過特定形狀的口模而制成截面與口模形狀相同的連續(xù)塑料制品。其制造材料主要有碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金工具等，有些擠出模具在需要耐磨的部

99、件上還會(huì)鑲嵌金剛石等耐磨材料。擠出中工工藝通常只適用熱塑性塑料品制品的生產(chǎn)，其在結(jié)構(gòu)上與注塑模具和壓塑模具有明顯區(qū)別。 </p><p><b>　　3、塑料吹塑模具 </b></p><p>　　是用來成型塑料容器類中空制品（如飲料瓶、日化用品等各種包裝容器）的一種模具，吹塑成型的形式按工藝原理主要有擠出吹塑中空成型、注塑成型的形式按工藝原理主要有擠出吹塑中空成型、

100、注射吹塑中空成型、注射延伸吹塑中空成型（俗稱“注拉吹”），多層吹塑中空成型，片材吹塑中空成型等。中空制品吹塑成型所對(duì)應(yīng)的設(shè)備通常稱為塑料吹塑成型機(jī)，吹塑成型只適用于熱塑料品種制品的生產(chǎn)。吹塑模具結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，所用材料多以碳素多則制造。 </p><p><b>　　4、塑料吸塑模具 </b></p><p>　　是以塑料板、片材為原料成型某些較簡(jiǎn)單塑料制品的一種模具，

101、其原理是利用抽真空盛開方法或壓縮空氣成型方法使固定在凹?；蛲鼓Ｉ系乃芰习?、片，在加熱軟化的情況下變形而貼在模具的型腔上得到所需成型產(chǎn)品，主要用于一些日用品、食品、玩具類包裝制品生產(chǎn)方面。吸塑模具因成型時(shí)壓力較低，所以模具材料多選用鑄鋁或非金屬材料制造，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。 </p><p>　　5、高發(fā)泡聚苯乙烯成型模具 </p><p>　　是應(yīng)用可發(fā)性聚苯乙烯（由聚苯乙烯和發(fā)泡劑組成的珠狀料

102、）原料來成型各種所需形狀的泡沫塑料包裝材料的一種模具。其原理是可發(fā)聚苯乙烯在模具內(nèi)能入蒸汽成型，包括簡(jiǎn)易手工操作模具和液壓機(jī)直通式泡沫塑料模具兩種類型，主要用來生產(chǎn)工業(yè)品方面的包裝產(chǎn)品。制造此種模具的材料有鑄鋁、不銹鋼、青銅等。</p><p><b>　　4.2設(shè)計(jì)要素</b></p><p>　　模具設(shè)計(jì)和制造與塑料加工有密切關(guān)系。塑料加工的成敗，很大程度上取決于

103、模具設(shè)計(jì)效果和模具制造質(zhì)量，而塑料模具設(shè)計(jì)又以正確的塑料制品設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)。 </p><p>　　塑料模具設(shè)計(jì)要考慮的結(jié)構(gòu)要素有： </p><p>　?、俜中兔?，即模具閉合時(shí)凹模與凸模相互配合的接觸表面。它的位置和形式的選定，受制品形狀及外觀、壁厚、成型方法、后加工工藝、模具類型與結(jié)構(gòu)、脫模方法及成型機(jī)結(jié)構(gòu)等因素的影響。 </p><p>　?、跐沧⑾到y(tǒng)，即由注塑機(jī)

104、噴嘴至型腔之間的進(jìn)料通道，包括主流道、分流道、澆口和冷料穴。特別是澆口位置的選定應(yīng)有利于熔融塑料在良好流動(dòng)狀態(tài)下充滿型腔，附在制品上的固態(tài)流道和澆口冷料在開模時(shí)易于從模具內(nèi)頂出并予以清除(熱流道模除外)。 </p><p>　?、鬯芰鲜湛s率以及影響制品尺寸精度的各項(xiàng)因素，如模具制造和裝配誤差、模具磨損等。此外，設(shè)計(jì)壓塑模和注塑模時(shí)，還應(yīng)考慮成型機(jī)的工藝和結(jié)構(gòu)參數(shù)的匹配。在塑料模具設(shè)計(jì)中已廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)

105、。</p><p>　　4.3結(jié)構(gòu)及基本零件</p><p><b>　　4.3.1、組成 </b></p><p>　　吹塑模、鑄塑模和熱成型模的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。 </p><p>　　壓塑模、注塑模和傳塑模結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,構(gòu)成這類模具的零件也較多。 </p><p><b>　　基本零件

106、有： </b></p><p>　　①成型零件，包括凹模、凸模、各種成型芯，都是成型制品內(nèi)、外表面或上、下端面、側(cè)孔、側(cè)凹和螺紋的零件。 </p><p>　?、谥С泄潭慵?，包括模座板、固定板、支承板、墊塊等，用以固定模具或支承壓力。 </p><p>　?、蹖?dǎo)向零件,包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套,用以確定模具或推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)位置。 </p>&l

107、t;p>　?、艹樾玖慵?，包括斜銷、滑塊等,在模具開啟時(shí)用以抽出活動(dòng)型芯,使制品脫模。 </p><p>　?、萃瞥隽慵ㄍ茥U、推管、推塊、推件板、推件環(huán)、推桿固定板、推板等，用以使制品脫模。注塑模多推廣采用標(biāo)準(zhǔn)模架，這種模架是由結(jié)構(gòu)、形式和尺寸都已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的基本零件成套組合而成，其模腔可根據(jù)制品形狀自行加工。采用標(biāo)準(zhǔn)模架有利于縮短制模周期。 </p><p><b&g

108、t;　　4.3.2、作用 </b></p><p>　　定模座板(面板)：它的作用是將前模固定在上面。 </p><p>　　流道板（水口板）：它的作用就是在開模時(shí)把流道中的料去除。 </p><p>　　定模固定板：它的主要作用是和b板一起成型產(chǎn)品。 </p><p>　　推板：它的主要作用是在開模時(shí)將產(chǎn)品從模具中脫出。 <

109、;/p><p>　　動(dòng)模固定板：它的主要作用是和a板一起成型產(chǎn)品。 </p><p>　　墊板：它的作用是加強(qiáng)a板的強(qiáng)度和固定a板上的一些零件。 </p><p>　　墊塊：模腳，方鐵等。它的作用是讓頂板有足夠的活動(dòng)空間。 </p><p>　　頂板：它的主要作用是固定頂針并在開模時(shí)通過注射機(jī)的頂桿推動(dòng)頂針。 </p><p&

110、gt;　　動(dòng)模座板：下夾板，底板等。它的主要作用是將后模固定在上面。 </p><p>　　導(dǎo)柱和導(dǎo)套：它們的主要作用是起導(dǎo)向作用，使前后?？梢皂樌瓿伤械膭?dòng)作。 </p><p>　　頂針：它的主要作用是在開模時(shí)將產(chǎn)品從推出。</p><p><b>　　4.4材料要求</b></p><p>　　塑料模具的工作條件

111、與冷沖模不同，一般須在150°C-200°C下進(jìn)行工作，除了受到一定壓力作用外，還要承受溫度影響?，F(xiàn)根據(jù)塑料成型模具使用條件、加工方法的不同將塑料模具用鋼的基本性能要求大致歸納如下： </p><p>　　1、足夠的表面硬度和耐磨性 </p><p>　　塑料模的硬度通常在50-60HRC以下，經(jīng)過熱處理的模具應(yīng)有足夠的表面硬度，以保證模具有足夠的剛度。模具在工作中由于

112、塑料的填充和流動(dòng)要承受較大的壓應(yīng)力和摩擦力，要求模具保持形狀的精度和尺寸精度的穩(wěn)定性，保證模具有足夠的使用壽命。模具的耐磨性取決于鋼材的化學(xué)成分和熱處理硬度，因此提高模具的硬度有利于提高其耐磨性。 </p><p>　　2、優(yōu)良的切削加工性 </p><p>　　大多數(shù)塑料成型模具，除EMD加工外還需進(jìn)行一定的切削加工和鉗工修配。為延長(zhǎng)切削刀具的使用壽命，提高切削性能，減少表面粗糙度，塑料