第一章 绪论
1.1 注塑模具介绍
我国模具工业起步较晚，直到 1987 年才把模具列入机电产品目录。近几年来，我国的模具技术已经有了长足的进步，主要的汽车模具企业已经能够生产部分的轿车覆盖件模具，而在压铸模具方面已经能生产自动扶梯整体梯级压铸模及汽车齿轮箱压铸模具等，在塑料模具方面，热流道模具技术日趋成熟，气辅注射也已经从研究逐渐走向生产实践。而就整体而言，模具的质量、寿命都有了显著提高。
1.1. 2 注塑模具简介
目前我国塑料消费量超过 6000 万吨，占世界塑料消费总量 2.38 亿吨的四分之一强，超过美国居世界第一。可以看到我国对于塑料的强大需求量。塑料生产工艺包括挤出成型、注塑成型、压缩成型、吹塑成型等，挤出成型主要生产管和各种形状的型材，压缩工艺主要生产热固型塑料，吹塑工艺主要成型瓶体和空筒形件。在塑料生产工艺中，注塑由于其生产的制品精度高、复杂度高、一致性好、生产率高，有很大的市场需求和良好的发展前景，占塑料模具总量的一半以上。注塑模具设计流程如图 1-1 所示，主要包括八个步骤。传统的注塑模具设计部分主要是以手工绘图为依托，需要技术人员长期的经验积累。同时，生产周期较长，修改图纸很不方便，模具从设计、试验到加工往往需要半年以上。目前市场上对于模具的设计和制造要求很高，而且需要越来越短的周期来面对市场的快速变化，在传统的模具设计和生产过程中，设计的时间已经很难再缩短，这就造成了其必然被市场淘汰的命运。因此，新的设计理念和设计方法悄然兴起。这其中最重要的便是 CAD/CAM技术，这样企业就可以在激烈的市场竞争中时刻快人一步，使自己处于有利的地位。因此，CAD 软件得以迅速推广和发展。现如今已经基本取代了传统的设计模式。
1.2 CAD 介绍
CAD 中文名称为“计算机辅助设计”。是利用计算机硬、软件系统辅助人们对产品或工程进行设计、绘图、工程分析与技术文档编制等设计活动的总称。CAD 技术将人和计算机巧妙的结合起来，充分调动人的思维、发挥人的学习能力和判断能力，并与计算机的快速处理能力、信息存储能力和高精度、易修改等特点结合起来，相互取长补短。通过图形处理软件将设计师从繁重的手工绘图过程中解脱出来，使他们集中精力到设计中，提高了设计的质量，从而保证产品的质量，提高生产效率。
（1）孕育形成阶段（20 世纪 50 年代）。该阶段成果主要是麻省理工学院研制出的“Whirlwind I”图形显示器，改显示器类似于示波器，只能用于显示简单的图形而且显示精度很低，但它却是 CAD 技术酝酿开始的标志。50 年代末期麻省理工学院出的空中防御系统将雷达信号输出成显示器图形，操作者通过光笔指向目标图形即可获得所需信息，这便为之后交互式技术的开端。
（2）基础探索阶段（20 世纪 60 年代）。1963 年，美国麻省理工学院的萨瑟兰德发表了名为《Sketchpad：一个人机通信图形系统》的博士论文，第一次通过分层数据结构进行存储，并提出了人机交互、计算机图形学等概念，这为之后的 CAD 发展提供了基础。以此为基础，美国 IBM 公司先后与通用汽车公司和洛克希德公司合作开发出数套 CAD 系统，已经能够完成车身外形设计与车体结构的设计。
（3）快速发展阶段（20 世纪 70 年代）。60 年代的 CAD 技术主要是以二维设计为主，进入 70 年代，随着汽车工业的不断发展，CAD 技术远远跟不上时代的需求，于是，在美国出现了一批专门从事 CAD/CAM 技术的公司。1970 年，美国 Applicon公司第一个推出了完整的 CAD 系统，于此同时，法国 Dassault 公司开发出了在曲面造型领域特点突出的 CATIA，而曲面造型技术成为了 CAD 技术方面的第一次革命，同时，美国麦道飞机公司也推出了曲面造型出色的 UG。这两款软件随着技术变革发展至今，已经在汽车、航空设计领域占有主导地位。由于时代的需要和计算机技术的进步，CAD 软件赶上了快速发展的通道。
（4）广泛应用与技术成熟阶段（20 世纪 80 年代至 90 年代）。在这个阶段中，最大的外界推动力在于计算机的小型化与普及化，这为 CAD 的发展提供了良好的硬件条件 。与此同时，人们开始寄希望与计算机帮助我们做更多的分析和计算工作，CAE 逐渐进入人们眼帘，为了满足 CAE 的前处理过程，CAD 必然要走向实体化。美国的 SDRC 公司于 1979 年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE 软件——I-DEAS。实体造型技术也成为了 CAD 发展的第二次革命。然而，实体造型技术使得数据计算量极度膨胀。在当时的硬件条件下，实体造型的计算及显示速度都很慢，在实际应用中做设计显得比较勉强。
第二章 浇注系统设计需求
2.1 引言
塑料注塑工艺复杂，模具的设计有很多特点，要多方考虑注塑机的注射量、注射压力等条件，还需要考虑塑料产品的形状结构、尺寸大小等需求。同时模具结构复杂，灵活多变。不同设计师可以设计出不完全相同的可行方案。而由于注塑工艺过程难以以定量关系描述，因此注塑模具的设计离不开设计师的设计经验。针对这些特点，有必要对浇注系统在注塑模具中的位置进行了解，并对流动过程中要注意的问题进行一番探讨。同时，针对程序的设计选择合适的操作平台和开发工具。
第三章 浇注系统模块总体设计..................... 31-38
3.1 引言..................... 31
3.2 设计方法..................... 31
3.3 设计需求 .....................31-34
3.4 功能设计与结构设计..................... 34-37
3.4.1 软件功能设计 .....................34-36
3.4.2 软件结构设计..................... 36-37
3.5 本章小结..................... 37-38
第四章 浇注系统设计关键技术..................... 38-54
4.1 引言..................... 38
4.2 数据库技术..................... 38-40
4.3 参数化..................... 40-45
4.3.1 参数化原理..................... 40
4.3.2 建立参数化模型库..................... 40-43
4.3.3 参数化实现流程 .....................43-45
4.4 自动装配..................... 45-48
4.4.1 Pro/E 装配过程..................... 46
4.4.2 装配零件树及层次结构..................... 46-47
4.4.3 自动装配实现流程 .....................47-48
4.5 基于知识推理技术..................... 48-53
4.6 本章小结..................... 53-54
第五章 系统开发详述..................... 54-78
5.1 引言..................... 54-55
5.2 模块设计 .....................55-56
5.3 输入分析 .....................56-57
5.4 主流道参数化及冷料穴装配..................... 57-62
5.4.1 主流道设计.......................................... 57-61
5.4.2 冷料穴设计..................... 61-62
5.5 分流道智能化选择及自动装配..................... 62-71
5.6 浇口智能化选择与装配..................... 71-75
5.7 参数校核 .....................75-77
5.8 本章小结 .....................77-78
结论
1）分析了注塑模浇注系统特点，并结合实际模具设计流程，提出了软件系统的设计需求和设计原则。
2）分析并探讨了浇注系统设计中设计工艺规则与 CAD 结合的方法，将设计中相关知识进行分类，并转化为程序可以利用的形式。在程序使用中可以通过用户输入不同信息来进行分析推理，得到合理的参数信息和选择方案。
3）以 Visual Basic 与 Automation Gateway 为开发工具，完成了注塑模浇注系统设计模块。在设计过程中，采用自动装配的技术。该方法以较 Pro/Toolkit 函数编写量小，但更与实际的设计过程相符合。在模块中结合数据库信息查找技术和软件分析判断，使得用户的使用更加简便易行。同时，将相关的设计计算和校核计算过程融入其中，提高了整个设计准确性与实用性。
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