Pro/E模具设计论文

摘要现在生活中塑料产品越来越复杂，相应的塑料模具设计也越来越复杂，三维设计已经成了塑料模具设计的必然趋势，三维设计的优点便于观察模具的完成动作是否合理，结构是否合理，行程是否符合要求等。本文着重讲解PRO/E在塑料模具中的基本应用和发展前景。今天小编为大家推荐《Pro/E模具设计论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

Pro/E模具设计论文 篇1：

PRO/E在模具设计教学中的应用与研究

摘 要：近年来，长三角地区的模具行业蓬勃发展，在一些地方模具行业已成为支柱产业。针对地区行业的特点，嘉兴技师学院将美国PTC公司的PRO/E软件引入到模具设计教学中来，并在实际教学中做了大量的探索与研究。本文通过一个教学案例，详细说明了模具设计课堂教学的整个过程。

关键词：PRO/E 模具设计 应用

模具是工业生产中的重要工艺装备，它具有生产精度高、生产效率高、生产周期短等特点；它的生产技术水平已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要手段。近年来长三角地区的模具行业蓬勃发展，在一些地方模具行业也已经成为其支柱产业。但就本地区模具行业自身而言，设计、加工水平参差不齐，在经济危机的大环境下，产品附加值较低的模具企业举步维艰，急需转型升级。目前，行业急需一大批既掌握传统模具设计制造工艺，又懂得先进模具设计制造方法的复合性技术人员。

嘉兴技师学院根据行业对人才的需求，在机械制造系数控技术应用专业开设了模具设计课程，课程以岗位工作能力为导向，以培养专业技术知识和实际应用能力为出发点，以助推企业转型升级为目标。针对地区行业的特点，学校将美国PTC公司的PRO/E软件引入到模具设计教学中来，并在实际教学中做了大量的探索与研究。

一、PRO/E在模具设计中的优势

PRO/E（PRO/Engineer）自问世以来，已经被广泛地应用于航空航天、机械、家电、模具等各行各业，已成为世界上最普及的三维CAD/CAM应用软件。它的出现为模具设计人员提供了一个方便快捷的平台。与其他三维设计软件相比，该软件最大的优势在于全参数化的设计和单一数控库结构，这样可以使产品的设计与修改变得更为简便。同时PRO/E专门为模具设计开发了模具设计模块Mold Base Library和EMX（Expert Moldbase Extension）以及塑料顾问模块（Plastic advisor），可以为模具设计者节省大量的时间。

以上PRO/E软件的应用优势在注塑模具设计中体现更明显，可以使模具设计者在最短的时间内完成头塑件分析、收缩率设置、分型面的建立、流道设计、模具装配和模具机构仿真等工作。

二、PRO/E在模具设计教学中的应用

在模具的日常教学中，笔者以项目教学的方式大量应用PRO/E软件进行模具设计，下面以端盖项目（如图1所示）为例，介绍该项目的教学流程。

1.模具的塑件分析

该塑件外围形状较为简单，但由于侧面有孔且内侧有倒钩，因此该制品的模具需要设置斜顶抽芯机构。该斜顶抽芯机构的斜销也作为脱模机构，用来将塑件从型芯中推出，因而设计时要考虑到斜销的角度大小，避免无法推出塑件。根据产品批量和斜顶抽芯机构的特点，该模具初步定产为一模单腔的结构，塑件材料为采用聚氯乙烯（PVC）。

基于以上条件，应用PRO/E的塑料顾问模块对该塑件进行可行性分析，输入正确的工艺参数，即可用塑料顾问模拟浇注系统进行填充。塑料顾问可以评估注塑工艺的参数是否合理，并在屏幕上提供充模动画，提示可能出现问题的部位和环节，如熔接痕、抽坑、应力集中等问题。本例经过塑料顾问进行分析，具有实际可行性，可以进行模具设计。

最后用PRO/E计算出塑件的体积为6×mm3，质量为8.4g。根据塑件的体积与质量，查《注塑模设计与和产应用》手册，选定注射机型号为：SZ-60/40。

2.模具的型腔设计

（1）引入参照模型。启动PRO/E制造模块并选定模具型腔，将单位设置成公制，然后再选择参照零件（即该塑料制品）的路径和名称，进行定位，并调整好参照零件的坐标系（PRO/E要求参照模型的Z轴与模具的开模方向一致）。

（2）设置收缩率、创建毛坯工作部件（workpiece）。塑料制品成型冷却至常温后，其尺寸会收缩。该塑料制品材料为PVC，其收缩率设置为0.5%。运行PRO/E中的模具收缩命令，在文本框中输入0.005。毛坯工作部件可以自动或者手动创建，但它的尺寸必须完全包容参照模型。

（3）选择分型面。分型面的选择是模具设计中的关键步骤。在本模具设计中，由于制品的结构比较特殊，分型面选在制品的最大外形尺寸处，便于排气，使注射出来的塑件不会产生气孔，同时也有利于型芯、型腔镶件的安装。由于该塑件的内表面有两个侧孔和两个倒钩，因此模具要加入四个副分型面。如图2所示，然后利用PRO/E分割与抽取功能生成模具元件。

（4）浇注系统及冷却系统的设计。PRO/E的浇注系统设计包括主流道、分流道以及浇口的设计。选择模具特征中流道命令和流道类型，然后绘制流道线，即可生成流道，浇口的设计亦如此。冷却系统设计同样十分方便，与浇注系统的设计类似，选择水线命令，设置合适的水道直径和开孔位置，绘制水线的起点和终点，即可在模具零件上自动生成水线。

（5）成型零件的设计。成型零件的设计是该模具设计中的核心内容，主要包括凹模、凸模、抽芯机构的设计，利用前面步骤创建好的模具元件、流道完成该步内容。如图3所示。

图3

3.模具的框架设计并生成工程图

该步骤可通过PRO/E的EMX模块直接生成，EMX可加载国内外各大模具和模架制造商的标准模架。通过启动EMX模块，选择合适的模架并正确选择装配坐标系，EMX模块即可直接生成模具总装三维效果图（如图4所示），并且可以动态模拟演示注射开模过程，模架加载完成后，便可转入PRO/E工程图模块生成工程图。

图4

三、结语

这种将PRO/E软件应用到模具设计教学中的课堂模式，满足了模具行业对人才的要求，同时使原先枯燥的课堂教学变得生动具体。学生通过多个项目的训练，能够初步掌握模具设计、制造、装配的整个工艺流程，充分调动了学生的积极性和创造性，提高了学生解决实际问题的能力，为企业培养出了一大批急需的高技能人才。

参考文献：

[1]邹继强.塑料制品及其成型模具设计[M].北京：清华大学出版社，2005.

[2]关兴举.杜智敏等.PRO/ENGINEER塑料模具设计[M]. 北京：人民邮电出版社，2006.

作者：孟广斐 何呈娟

Pro/E模具设计论文 篇2：

基于PRO/E在塑料模具设计中的基本应用

摘 要 现在生活中塑料产品越来越复杂，相应的塑料模具设计也越来越复杂，三维设计已经成了塑料模具设计的必然趋势，三维设计的优点便于观察模具的完成动作是否合理，结构是否合理，行程是否符合要求等。本文着重讲解PRO/E在塑料模具中的基本应用和发展前景。

关键词 PRO/E 塑料模具 基本应用 发展前景

一、PRO/E在塑料模具设计中的应用现状

世界制造业的中心正逐渐向中国转移， 因此国内对模具的需求也越来越大， 尤其是塑料模具。在激烈的市场竞争中， 产品投入市场的周期往往是成败的关键， 因此客户对模具开发周期的要求越来越严格， 不少客户把模具的交货期放在第一位置， 模具加工的周期长短也已成为一个不可忽略的因素。在传统的塑料模具设计中一般以二维图纸进行设计，而单使用二维图纸已很难正确和详尽地表达产品的形状和结构，传统的二维塑料模具设计很难达到相应的要求，而且塑料模具设计的周期较长。用户对模具制造的要求是制件质量好，交货期越短越好，模具精度越高越好，模具价格越低越好，由此，现代塑料模具的制造应与当前经济发展的形势及以上要求相适应。

基于传统的塑料模具而言，现在人们更迫切的需要把2D设计转为3D设计，经过多次实践，人们发现PRO/E在塑料模具具有高精度，误差小等多方面优点已经被广泛采用于现代的塑料模具的设计当中，与普通的二维设计软件不同， Pro/E 可以直接绘制出实体模型， 因此具有直观性、快速性、仿真性等特点。Pro/E 的模具设计模块Mold BaseLibrary 和EMX（ Expert Moldbase Extension） 以及塑料顾问模块（Plastic advisor）可以为塑料模具设计者节省很多时间， 这是用传统的二维设计软件所不能相比的。

二、基于PRO/E在塑料模具设计中的基本应用

（一）零件分析

零件需要顺利出模，需要前期进行认真仔细的分析，在PRO/E中提供了各类分析工具，例如拔模分析，厚度检测，这两项分析内容对于塑件的成型极为重要，塑料产品出模需要出模角度，并且塑料产品的厚度不能薄厚不均匀，这样会造成塑料成型件有的地方会形成收缩，塑件产品会出现变形，严重的的可能整套模具都会报废，而PRO/E提供的两类分析解决这类问题。

（二）零件的定位、设置收缩率

在实际的塑料产品生产过程中，为了提高产品的生产效率，往往采用一模多腔的形式，在PRO/E中提供了“一出二”、“一出四”、“一出八”甚至“一出十六”，这样使产品的生产效率极大的提高，有些时候设计者还可以自动定义出模的个数。使设计者更加自由和灵活。

每种塑料都有相应的收缩率，设计收缩率对于产品的成型也尤为关键，这关系到零件成型后的尺寸是否可以达到客户需要的尺寸标准。在PRO/E中提供设置收缩率的方法。收缩率的定义比较灵活，手动输入收缩数字就可以完成。

（三）分型面的确定、模具成型零件的设计

一般相对复杂的塑料产品分型面分为绘制滑块分型面和绘制主分型面两个步骤完成，而简单的塑料产品只需要进行主分型面的绘制即可。模具的成型零件包括型芯、型腔、镶件等， 这些零件通过Pro/E 模具模块中的分模面分割和体积块分割得到，在PRO/E中直接对各个成型零件进行分割，分割好的零件最后进行实体的抽取就可以完成各个零件的设计，如果有进一步的细节设计，只需要进入设计好的各个实体零件中绘制相应的部分即可完成。

（四）浇注系统的设计

根据产品的壁厚、大小以及零件的排布情况选择合理的浇注系统，在PRO/E中提供了浇注系统填充模拟，可以根据软件分析的结果可以看到设计的是否合理，加快产品的设计进度。

（五）冷却系统的设计

在实际生产过程中，当熔融的塑料填充进入模具的时候，为了使熔融的塑料快速冷却，往往在模具中通入油或者自来水以此来加快冷却速度，提高塑料产品的生产效率。在PRO/E中绘制冷却系统，方便我们观察冷却系统有没有和其他的零件相互干涉，可以看到设计冷却系统是否合理。

（六）充模仿真及开模仿真

在充模仿真这一操作中，主要是利用仿真充填浇筑系统以及行腔等一系列特征来实现具有单一实体特征成型零件的生成。尽管这一项操作看起来非常简单，但是这一项操作不仅能够为后续检查生成成型零件的形状是否满足设计要求提供依据，而且也能检查拆模的顺序、流道以及分型面是否规范、准确。在进行开模仿真的操作时，首先要做的就是在由模穴和浇道系统形成的空间内将实体体积完全填充进去，并采用模拟浇注的方式来完成成品件。

（七）零件干涉检查

一套模具设计完成往往有很多个零件，每个零件的动作不能产生干涉，因此在PRO/E中对每个零件进行干涉检查很有必要，为后期的加工省去很多不必要的麻烦，只有每个零件的行程，自由度都得到充分满足，到后期真正开模的时候才能制造出合格的产品。

三、PRO/E在塑料模具设计中的发展前景

随着计算机软件的发展和进步， PRO/E在塑料模具中的应用技术也日臻成熟，它不仅缩短了塑料模具的设计和制造周期，而且也提高了产品开发的成功率，并增加塑料模具的价值和市场竞争力。PRO/E在塑料模具设计中的数据化集成会越来越高精度和灵活性，使得塑料模具设计者从繁复的操作中解脱出来。而掌握PRO/E在塑料模具设计中的应用，将有利于我们塑料模具的快速发展。

参考文献：

[1]二代龙震工作室编著.Pro/MOLDESIGNWildfire2.0模具设计[M].北京：电子工业出版社，2005.

[2]胡蓉.Pro /E 在塑料模具设计中的应用[J] .机械工程与自动化，2005.

[3]黄虹.塑料成型加工与模具. 北京：化学工业出版社，2003.

[4]李军， 李玉斌.精通Pro/ENGINEER 中文野火版模具设计篇[M].北京： 中国青年出版社， 2004.

[5]杨攀. PRO/ENGINEER WILDFIRE 2.0 中文版模具设计经典作品解析[M]. 北京： 中国电力出版社，2005.

作者：甘志刚

Pro/E模具设计论文 篇3：

基于Pro/E的冲压复合模具设计探析

摘要：文章主要介绍了基于Pro/E的冲压复合模具设计，首先分析了零件图及加工要求，接着分析了冲压件工艺、确定了冲裁方案，并探讨了复合模具的设计，最后文章详细地介绍了复合模具结构设计，其中包括冲孔凸模设计、落料凹模设计、凸凹模的设计、用Pro/E进行零件装配四个方面。该模具设计利用了Pro/E的零件设计与装配功能，不仅降低了模具设计的成本，还提高了复合模具设计的自动化程度，提高了设计的工作效率。

关键词：复合模具；冲压件工艺；模具设计；冲孔凸模；落料凹模

1 概述

在进行模具设计与加工的实际工作中，使用得较为广泛的是CAD/CAM软件，该软件具有良好的性能，将其运用到实际设计与制造中，不仅能够提高速度，还能够提高效率。Pro/E是CAD/CAM软件当中的具体代表性的一款，其性能良好，功能强大，在模具产品的设计与制造中具有广泛的运用空间。在设计和制造工作中，如果运用Pro/E软件，能够在较短的时间内完成设计和制造工作，不仅节省了时间，减少了工作量，还显著地提高了设计和制造效率。文章以变压器硅钢片为例，介绍了基于Pro/E的冲压复合模具设计过程，希望能够使人们对这一问题有更加深入的了解，能够对模具设计实际工作发挥指导作用。

2 零件图及加工要求

为了让人们对该软件有更加全面的了解，文章以变压器硅钢片为例（如图1所示），介绍Pro/E在软件设计和制造中的具体运用。设计和制造该模具的材料是硅钢片，厚度为0.5mm。

3 冲压件工艺分析与冲裁方案的确定

该冲裁件在结构上具有对称性，就使用的材料来看，该冲裁件的材料是硅钢片。该零件图属于自由公差尺寸，就冲裁件来看，它有很多很多的小孔，并且孔边距也非常小，由于具有这方面的特征，凸模在受到外力影响的时候，极易发生损坏。

在设计和制造该工件的过程中，主要包括冲孔和落料两个最基本的工序。如果是运用复合模具，在零件成型的时候，往往只需要使用一副模具就能够达到目的。就整个模具的结构来看，它的结构非常紧凑，精度高，适应范围广泛，能够满足精密仪器的实际需求。此外，该模具适应了批量生产的实际要求，因而在实际生产中，能够进行大规模的生产。该模具质量良好，压料冲裁不会发生弯曲现象，冲裁件的精确度能够有保证。在生产实践中，采用的是落料冲孔复合模具，既能够保证质量，又能够提高速度，适应了模具生产的实际需要。

4 复合模具设计

设计是复合模具相当重要的工作，对接下来生产制造产生重要的影响，所以，我们必须根据相关的要求，做好设计工作，为以后的制造做好准备。

4.1 总冲压力的计算

4.2 冲裁间隙的确定

间隙的确定是设计中相当重要的工作，所以必须高度重视。如果间隙过大，冲孔件的尺寸就会大于凸模尺寸；如果间隙过小，冲孔件的孔径就会变小。出于这种考虑，在间隙的取值上，必须合理，以达到最佳的设计效果。按照冲模设计手册的相关规定，在取值上，最小值Zmin=0.06mm，最大值Zmax=0.08mm。

4.3 模具刃口尺寸的计算

4.3.1 落料。对该零件来说，它的形状比较复杂，并且料很薄，根据这种情况，在加工的时候，既运用凸模也运用凹模。对于冲裁模初始双面间隙，在取值的时候，应该注意最小值Zmin=0.06mm，最大值Zmax=0.08mm，在落料的时候，应该以凹模为基准，然后再配做凸模。当凹模磨损之后，可以分为三种情况分析：尺寸变大为A类、尺寸变小为B类、尺寸不变为C类，磨损系数都是0.5。经过计算，三类尺寸都符合要求，在进行匹配的时候，应该保证双面间隙值在0.06～0.08mm之间。

4.3.2 冲孔。在冲孔的时候，也应该以凸模为基础，并配做凹模。计算凸模刃口尺寸，并做好配置工作，保证双面间隙的合理取值，一般范围应该控制在0.06～0.08mm之间。

5 复合模具结构设计

5.1 冲孔凸模设计

在该模具设计的时候，其关键内容是采取何种措施来提高凸模的强度与刚度，因此，必须注意以下相关问题，按照以下程序进行设计。

5.1.1 校核承压能力。凸模材料允许的压应

力为：

根据设计要求，凸模的最小直径为3.25mm，大于1.33mm，承载能力符合设计要求。

5.1.2 校核抗纵向弯曲能力。在冲裁的时候必须限制凸模的自由长度。

凸模的细长部分为12mm，小于25.6mm，满足冲孔抗纵向弯曲能力。具体的冲孔凸模设计结构如图2所示：

5.3 凸凹模的设计

首先绘制二维截面，在截面绘制完成之后，接下来的工作是进行拉伸，拉伸之后，就完成了基本特征创建。接着选择钻孔平面，按照相关规定，选择中心轴定位方式，指定圆孔的直径与深度，完成工程特征圆孔的创建。最后完成凸凹模的零件创建，具体图形如图5所示：

5.4 用Pro/E进行零件装配

在单个零件设计完成之后，创建新的组件，然后进行零件装配，装配过程中，会显示相关的约束条件：贴合、对齐、插入，两个零件的坐标系重叠。图6是利用Pro/E设计的总装配图。

6 实际应用

模具设计完成之后，将该模具应用于广西恒顺电气有限公司，该模具顺应了变压器厂的实际工作，提高了工作效率，收到了良好的效果，在实际工作中值得进一步推广和应用。

7 结语

总而言之，Pro/E具有强大的零件设计功能与零件装配功能，文章介绍的冲压复合模具设计正是结合了产品的特点，并利用了Pro/E的这种功能，从而设计出了一套复合模具。该设计满足了零件现代设计和制造的实际需求，不仅节约了设计和制造成本，还能够有效地保证模具的精度，减少设计和制造时间，提高设计和制造效率，今后在实际工作中值得进一步推广和运用。

参考文献

[1] 吕琳，王正立，欧邦伟.发动机油底壳冲压模具设计[J].金属加工（冷加工），2011，（5）：54-55.

[2] 梁允魁，胡元，王长江.基于Pro/E和MasterCAM在冲压模具中的应用[J].煤矿机械，2011，（1）：234-235.

[3] 张永军，韩静涛.冲压模具的多媒体演示系统[J].金属世界，2011，（2）：69-71.

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[5] 谭海林.热冲压模具冷却系统的设计及模拟分析[J].模具制造，2012，（11）：28-31.

[6] 蒙以嫦.在《冲压模具设计与制造》课程中引入UG软件教学的实践与探索[J].装备制造技术，2012，（11）：234-236.

[7] 孔炎，梁辰，赵蒙，等.汽车端盖零件的冲压模具设计[J].精密成形工程，2012，（6）：129-131.

[8] 吴艳花，耿煜，雷俊杰.基于Pro/E的六角垫圈冲压模具设计[J].湖北农机化，2012，（4）：61-62.

作者简介：徐永礼（1956-），广西贵港人，广西水利电力职业技术学院副教授，研究方向：数控技术、模具加工及金属材料技术。

（责任编辑：黄银芳）

作者：徐永礼