模具毕业设计67基于ProE的蒸汽电熨斗的建模设计正文Word文档格式.docx
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1Pro/Engineer的介绍
1.1Pro/E的简介
Pro/Engineer（简称Pro/E）软件是美国ParametricTechnologyCorporation公司（PTC公司）开发的基于单一数据库、参数化、特征、全相关及工程数据再利用等概念基础上开发出的一个功能强大的CAD/CAE/CAM软件，它能将产品从设计到生产加工的过程集成在一起，让所有用户同时进行同一产品的设计与制造工作。
它以基于特征的参数化设计，单一数据库下的全相关等概念而闻名于世，集实体设计、曲面设计、零件装配、二维的工程图制作、制造加工、机构仿真及有限元分析、自动测量等于一体。
在目前的三维设计软件领域中占有重要地位，是当今最优秀的三维实体建模软件之一。
Pro/E系统具有强大的特征构造功能，自从以Pro/E为代表的基于特征造型的参数化设计系统问世以来，在此基础上实现机械设计的自动化已经变的切实可行了。
1.2Pro/E的主要功能
为了在今日竞争激烈的市场中取胜，需要以更快的速度、更低的成本以及更高的质量引入新Pro/E。
正是以此为目标开发的3D模型设计软件。
凭借其无可比拟的技术创新以及产品优势上已经成为了制造企业的产品领域中的标准。
它所提供的柔性的工程以及产品开发环境能够时刻高度响应，以而确保企业在竞争中处于主动地位。
计算机渗透到产品设计中，使传统的设计观念产生变化，形成一种真正意义上的“无纸化设计”和“无墙设计”，设计的一切都变得干净、简单、高效。
随着计算机软、硬件技术的飞速发展，三维CAD技术的日益成熟和完善，三维CAD软件在产品设计领域的应用越来越多，其中Pro/ENGINEER以其强大的功能及较高的性价比，逐渐在业界取得主导地位，以产品构思、完善到生产加工都做到了高度智能化、专业化和规范化。
Pro/E主要功能在于进行参数化的实体设计，它所提供的功能包括实体设计、曲面设计、建立工程图、零件装配、模具设计、加工制造以及逆向工程等。
其最大的特点就在于采用单一数据库的设计，而且是一种全相关性的软件。
Pro/E采用全参数化驱动所有几何形状，通过尺寸间的参数关系和单一的数据库设计，利用关系式（Relation）使某些几何构型随其它几何尺寸的改变而自动改变，达到变更的一致性，并且对模型的任何修改都可双向（二维—三维）传递到整个设计中。
如此可以减少改图或计算所花费的时间并减少错误的产生。
Pro/E可自动生成产品的二维装配工程图，在AutoCAD中稍加整理即可形成规范严格的生产加工用零件图和装备图，其他零件图纸也可如法生成，Pro/E的图面生成功能大大缩短了这一阶段绘制图纸所需的时间。
1.3Pro/E的应用领域
事实证明在世界上领先的企业现在正在追求的战略是并行工程，在该环境中，把产品投放到市场进行，而非顺序进行的，在概念设计进行的同时，可以较早创建详细的零件和装配体，进行优化设计，并且定义制造过程，这些功能的并行交迭，极大的缩减了产品投放市场的时间。
Pro/Engineer软件开发环境在支持并行工程方面是独一无二的，通过一系列完全相关的模块完全图形、装配极其功能。
Pro/Engineer能够把多个部门同时致力于同一产品模型中，这包括在工业设计，包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。
Pro/Engineer还提供了目前集成最紧密的产品开发环境。
1.4Pro/Engineer2001中文版简介
Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（ParametricTechnologyCorporation,简称PTC）的主要产品。
它提供的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念彻底改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。
利用该概念开发出来的第3代机械CAD/CAE/CAM产品Pro/ENGINEER软件能将设计到制造的全过程集成在一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。
该软件的功能覆盖了众多的工程设计领域，现在已经被广泛应用于机械、电子、轻工、家电、航空、航天等行业。
配功能，能够始终保持设计者的设计意图，可以极大地提高设计效率。
从实用性上看，Pro/ENGINEER系统界面简洁，概念清晰，符合工程人员的设计思想与习惯。
整个系统建立在统一的数据上，具有完整而统一的模型。
它不但可以应用于工作站，而且现在也推出了单机版，大大增强了它的竞争力。
尤其在模具设计与制造领域，Pro/ENGINEER较早地在广东深圳、东莞、广州以及华东一带得到广泛应用。
由于它的应用，大大缩短了模具设计与制造周期，提高了模具质量，降低了生产成本，为企业带来了更大的市场并获取了更多的利益。
现在，Pro/ENGINEER在模具行业已经是一个人们非常熟悉的软件名称，很多人都知道它用于模具设计与制造具有很好的效果。
Pro/ENGINEER2001在中国提供完全汉化和支持国标工程图绘制标准的中文版本，降低了工程师的学习和操作困难，可以满足国内用户产品设计工作的需要，极大地促进了用户充分利用和发挥软件的作用与效率。
随着现代社会市场竞争越来越激烈，产品更新换代的周期越来越短，对产品的造型、功能要求越来越苛刻，相应地对模具生产的周期、质量、成本的要求也越来越高，这就要求用于模具设计与制造的软件不断创新，功能更强大，更容易使用。
PTC及时响应上述的社会要求，自Pro/ENGINEER推出以后，不断完善、版本不断更新。
尽管Pro/E是三维建模软件，但也可以非常方便地在Pro/E的Drawing﹙工程图﹚模块中制作工程图，而且这种工程图与AutoCAD不同，没有必要为工程图画出各种几何要素，而只需将已有的零件、组件或钣金件的3D模型调出来贴在所需大小的图纸上，然后添加尺寸或者必要的几何要素就可以了。
而且，Pro/E可自动连接Drawing和Model中的更改事项。
为了正确显示物体的大小和形状，不但需要3D模型，也需要2D工程图。
Pro/E的Drawing（工程图）模块能将3D状态的Part、Assembly、Sheetmetal等模型设计成有视图配置的2D工程图。
而且Pro/E的工程图是与3D模型相关联的，在创建完了3D模型后，就可以开始工程图的创建。
2有关塑料的知识
2.1塑料的概念
塑料是一种可塑成形的材料，它是以高分子聚合物为主要成分的混合物，在加热、加压等条件下具有可塑性，在常温下为柔韧的固体。
所谓高分子聚合物，是指由许许多多结构相同的普通分子组成的大分子。
它既存在于大自然中（称之为天然树脂），又能够用化学方法人工制取（称之为合成树脂），合成树脂是塑料的主体。
在合成树脂中加入某些添加剂，如填充剂、增塑剂、着色剂等，可以得到各种性能的塑料品种。
高分子材料是由大量低分子化合物聚合而成。
它包括工程材料、橡胶、纤维和粘结剂。
按热性能不同，工程塑料可分为：
1）热塑性塑料特点是加热时软化，可塑造成型，冷却后变硬。
此过程可重复进行。
2）热固性塑料特点是初加热时软化，可塑造成型，但固化之后再加热将不再软化，也不溶于溶剂。
2.2塑料的组成
塑料是由树脂、填加剂组成，在一定条件下可塑成形，并在常温下保持形状不变的材料。
塑料是以聚合物合成树脂为主要原料（约占材料总质量的40％～100％），再添加一定数量的增塑剂、填充剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、发泡剂等各种辅助材料而构成。
加入辅助材料将改善塑料的使用性能和加工性能，同时节约生产成本。
在加工过程中能够形成流动的成型材料。
塑料经过成型加工，可以制成具有特定形状又具有一定使用价值的塑料制品。
塑料是指以高分子合成树脂为主要成分，在一定的温度和压力下具有可塑性和流动性，可被塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的材料。
2.3塑料的发展
随着社会科学技术的进步，人们对制造业所使用的材料提出了越来越高的要求由于塑料具有质量轻、比强度高、耐腐蚀、绝缘性能好以及良好的可塑性，并易于成型等特点，得到了越来越广泛的应用，并逐渐取代木材，并部分取代金属等传统材料，成为各个领域里经常采用的结构件材料。
塑料制品工业发展历史短，但发展速度惊人，2002年全世界的塑料年产量已为1.65亿吨。
现在塑料已成为在钢材、木材、水泥之后的第四大工业基础材料。
21世纪将成为塑料制品工业迅猛发展的时代。
2.4塑料的性能
塑料具有优良的成形和加工性能，在加热和加压下，利用不同的成形方法几乎可将塑料制成任何形状的制品。
塑料的品种很多，不同品种的塑料具有不同的特性。
尽管塑料品种较多，功能差别大，然而，塑料材料与其他材料相比仍具有共同的特性，主要表现为以下几个方面：
1）质轻
塑料一般都比较轻，各种泡沫塑料的相对密度在0.01--0.05之间，普通塑料的相对密度在0.9--2.3之间。
在要求减轻自重的用途中，塑料材料有着特殊中要的意义。
2）优异的电绝缘性能
在电性能方面，塑料包含着极其宽广的指标范围。
塑料的介电常数常常小到2左右，体积电阻率高达10
--10
·
cm，介电损耗低到10
。
总之，大多数塑料具有良好的电绝缘性，一些塑料在高频、高压条件下也能作为电气绝缘材料和电容器介质材料。
3）耐化学腐蚀性好
塑料的特点之一是耐化学腐蚀性优于金属和木材，他们一般有较好的化学稳定性，对酸、碱、盐溶液、蒸汽、水、有机溶剂等具有不同程度的稳定性。
因此，塑料广泛的用作防腐材料。
其中，聚四氟乙烯耐腐蚀性最好，被称为“塑料王”，能耐“王水”等极强的腐蚀性介质的腐蚀。
4）减震、消音作用强
许多塑料由于柔软而富于黏弹性，当它受到外界的机械冲击震动或频繁的机振、声振等机械波作用时，塑料内部产生黏弹内耗，将机械能转变为热能而散发。
如泡沫塑料可用做隔音材料和减振材料。
5）隔热性能好
塑料的导热率极小，比金属小上百倍甚至上千倍，是热的不良导体或绝热体，因而常被用作绝热保温材料。
泡沫塑料的热导率与静止的空气相当。
因此，聚苯乙烯、聚氨酯等许多泡沫塑料广泛应用于冷藏、建筑、节能装置和其他绝热工程。
6）力学强度范围宽
塑料的力学强度范围广，从柔顺到坚韧甚至带刚、脆都有。
大多数塑料模塑制品的刚度与木材相近。
塑料的比强度接近或超过传统的金属材料的比强度。
因此，普通塑料特别适用于受力不大的结构件。
7）耐磨性能好
大多数塑料摩擦系数很小，有些塑料还具有优良的减磨、耐磨和自润滑性。
许多工程塑料制品的摩擦零件可以在各种条件下有效的工作。
有些塑料的耐磨性为许多金属材料所不及。
如，各种氟以及用氟塑料增强的聚甲醛、级酰胺塑料就是良好的耐磨材料。
8）透光性极其防护性能良好
许多塑料制品可以做成透明或半透明材料。
像聚苯乙烯和丙烯酸类塑料和玻璃一样透明，常被用作玻璃的替代品。
大量用于既保暖又透光的农用薄膜利用的就的聚丙烯、聚乙烯等材料。
不同材料的性能大不相同。
在强度方面，以金属材料最好，特种陶瓷和纤维增强工程塑料次之；
在比强度方面，以金属铝和增强工程塑料最好；
在冲击强度方面，以金属、塑料为好；
在耐热方面，以陶瓷、金属和玻璃最好，塑料次之，木材最差；
在密度方面，以塑料和木材最小，木材中以泡桐最轻，塑料中以泡沫塑料最轻；
在线胀系数方面，以塑料最大，陶瓷最小；
在导热性方面，以塑料、木材最小，玻璃、陶瓷次之，金属最好。
塑料除了能制成色彩鲜艳、令人喜爱的日用品外，还有许多用途。
由于塑料具有许多独特的性能，如质轻、耐腐蚀、绝缘和良好的多种防护特性等，因而被广泛地应用于机电、化工、建筑、交通运输、能源、轻纺、农业、渔业等国民经济、国防和科研的各个领域。
它不仅可以代替贵重金属、木材、皮革、纤维等材料，并能提高制品质量，简化加工工序，降低生产成本和提高生产效率，而且可以解决工程上不少关键问题。
2.5常用塑料介绍
表一、常用塑料的主要特性和用途
性能
特性
用途
聚丙烯
耐腐蚀性优良，力学性能高于聚乙烯，耐疲劳和耐应力开裂性好，但收缩率较大，低温脆性大。
密度誉为0.90～0.91g/cm3
医疗器具，家用厨房用器，作受热的电气绝缘零部件，化工耐腐蚀零件，中小型容器和设备
聚苯乙烯
树脂透明，有一定的机械强度，绝缘性能好耐辐射，成型工艺性好，但脆性大，耐冲击性和耐热性差。
密度为1.15～2.00g/cm3
不受冲击的透明仪器、仪表外壳、罩体、生活用品等电气零件
ABS
具有韧、硬、刚相均衡的优良力学特性，绝缘性能好，耐化学腐蚀性，尺寸稳定性、表面光泽性好，易涂装和着色，但耐热性不太好，耐候性较差。
密度约为1.02～1.05g/cm3
汽车、电器仪表、机械构件，如齿轮、把手、仪表盘等
作耐腐蚀设配与零件
3塑料制品的有关介绍
3.1塑料制品加工的发展
很久以来，所有塑料机械生产厂家都在为提高塑料成型设备的生产效率、成型精度和使用功能而努力着。
提高成型设备的工艺稳定性和生产精度、提高成套机组的组套性和自动化水平、开发信息数据软件和控制系统、推广应用微电子技术、研制柔性系统等方面，得到了大的进展并在广泛的应用。
为了适应不同物料和制品的成型需要，对挤出和注射螺杆的几何结构和长径比作了较大的改进，使成型设备的工艺稳定性有了进一步的提高。
采用了新一代比例伺服式液压系统和伺服电机，提高了成型设备的加工的效率，使成型设备的动作的速度、精度和重复准确性都有了很大的提高。
计算机的广泛应用，使注塑机实现了全生产过程的自动化控制，挤出、中空成型、热成型等设备的自动化水平有了不同程度的提高。
扩大微电子技术在塑料加工各个领域的应用。
为了降低加工成本，有利于产品的销售，计算机控制和管理系统的发展愈来愈趋于简化和专门化，并向更高水平的质量控制和和管理功能发展。
小批量生产、多种的柔性系统、机械手和温控系统得到了迅速发展。
3.2塑料制品加工设备的种类
（1）、塑料成型设备
到目前为止，塑料注射成型仍是塑料加工的最主要方法之一。
目前，世界各国的注射机制造公司的竞争主要是围绕改善注射机的技术参数和开发功能性注射，尤其在采用或开发更先进的液压技术、微机控制技术和检测技术方面做了大量的工作，使注射机达到高效、高速、节能、精密、低噪音和高自动化水平。
（2）、中空吹塑成型设备
随着中空塑料制品在工业领域的应用越来越广泛，中空吹塑成型设备的要求也就越高。
出现许多新的技术和新的工艺如：
多层成型、多种材料组合成型、三维形状复杂制品成型等新技术相继开发成功并已投入批量生产；
计算机控制技术在中空成型设备中得到了广泛的应用，可以采用计算机软件测定制品壁厚，用计算机控制多种原料共挤出或先后挤出过程，这些控制技术的应用，提高了中空成型工艺水平；
中空成型设备的更新换代，在大型制品成型方面具有较强的竞争力。
（3）、塑料挤出成型设备
目前，塑料挤出成型机研究工作的重点，已经从提高加工性能、改善生产经济性，转移到增加混炼功能等方面，并以此作为再生塑料的增值手段。
各个生产塑料挤出成型设备厂家未来主要研制设备方向是：
加大挤出机的功率；
增加反应性功能；
研制高效双螺杆挤出机；
开发节能、省料型挤出装置；
提高挤出机控制机控制系统的自动水平。
（4）、热成型设备
型是将塑料片材加工成各种制品的成型方法。
因这种成型工艺的能耗和加工费用相对较低，材料适用面较宽，产品用途较为广泛。
故热成型制品的应用领域发展到汽车、家电、建筑等领域的大型制件。
热成型设备的生产水平不断提高，如成型工艺方法有了很大改进；
原料的选择范围越来越大；
设备自动化程度显著提高；
已经生产了节能型热成型机。
（5）、滚塑成型设备
滚塑成型工艺是一种最古老且引用较少的成型方法。
滚塑工艺的优点主要在于固定资产投资生产成本相对较低，而且特别适用于生产那些高技术、好附加值的小型复杂制品。
最近，滚塑工艺已成为欧洲塑料加工业中发展最快的一种工艺，预计今后年增长率将保持在9%以上。
日本的一家公司，应用滚塑机和特殊的工艺开发多层的大型油罐，这是滚塑制品生产领域中的一项技术突破。
3.3塑料制品的应用
塑料材料应用以包装和建筑业消费为主，目前在发达国家中消费比例可以达到40%以上。
现在塑料在电子、电气工业中的应用量迅速增加，日本已超过了建筑业占第二位。
德国汽车运输业的应用量已超过建筑业居第二位。
由于功能性塑料的开发，更多的塑料制品进入了医疗卫生领域。
现在，塑料作为一种新型材料，正在迅速进入办公室自动化、海洋开发、信息产业等技术领域，并逐渐向其他领域拓宽。
3.3.1塑料制品在包装领域的应用及发展
塑料最大的消费市场是包装。
在发达国家塑料制品的消费总量中，包装材料占1/4以上。
近年来，由于环保方面的要求，对塑料包装材料提出了不少新的性能要求，导致对塑料包装材料的发展有一些不利的西、影响。
但其发展大大超出了其他包装材料。
为了满足包装市场新的要求，塑料包装材料正在进行新的发展，主要体现在：
迅速开发新的塑料包装材料；
不断研究新的包装性能；
尽量适应新的环保要求。
现在国内外塑料制品生产厂家开发出许多新型塑料包装材料，如适应食品，饮料包装的高阻渗包装材料和无菌包装材料，可以增加食品保鲜期，延长其存放寿命。
开发了可适应微波炉，电磁灶加热和耐蒸煮的耐热包装材料；
具有空气调节功能，适宜水果和蔬菜储存的保鲜包装材料等具有特殊性能和用途的功能性塑料包装材料。
由于环境保护问题日益得到人们关注，世界各国塑料加工业对改进塑料包装材料的配方设计和产品结构设计十分重视，很多塑料制品生产厂家致力开发薄型包装容器成型技术，使包装容器在确保使用要求的前提下尽量薄型化。
同时，各个生产厂家都十分重视适量包装，避免过剩包装，注意提高产品质量，延长使用寿命和增加包装容器的附加功能等，以此减少塑料包装材料废弃物的数量，缓解城市固体废物的处理问题。
3.3.2塑料制品在建筑领域的应用及发展
由于塑料材料的综合性能和节能效果好，塑料在建筑领域中仍具有巨大的市场潜力。
如塑料门窗的大力发展；
塑料内外墙装饰材料发展迅速；
高性能采光塑料建材具有很大的发展潜力；
利用塑料废弃物生产新型建筑材料引人关注。
利用废弃塑料，不仅可以降低塑料制品的生产成本，而且可以解决废弃物污染环境的问题。
国外已有采用回收的PS和PU废弃料和新料一起生产出防噪声建筑砌块，采用PE废弃物作为优质仿木复合材料的基材，生产出了高质量的仿木塑料建材，还利用回收的废弃PS泡沫板，再加工成新的隔热材料。
3.3.3塑料产品在电子领域的应用及发展
随着计算机、光学复印机、打印机、传真机、和其他商用办公自动化设备及电子产品的设计迅速向短、小、轻、薄的方向发展，塑料在电子电气工业领域的应用量也越来越大。
塑料在电子电气领域中应用和发展趋势是：
提高电子电气塑料件的耐热性能；
研究新的混配工艺，开发小型精密制件；
大力研制开发光纤塑料制品。
通信业的发展，带来了电缆市场的大发展，已开发出可改善阻燃、减少毒性烟雾排放等性能的新型塑料制品。
塑料光纤纤维因其光学和力学性能良好，又具有足够的热性能，生产成本仅为玻璃光导纤维的三分之一，故其在短距离的通讯系统上占有很大优势。
3.3.4塑料制品在汽车领域的应用及发展
由于汽车生产厂家对减轻汽车车体重量的要求更为迫切，促进了塑料在汽车领域中的应用。
目前，高强度、质量轻的塑料产品正在越来越广泛的应用在交通运输领域中。
塑料在汽车领域应用的未来发展趋势是：
原料品种选用方面竞争加剧；
产品结构从外饰件向结构件发展。
经过多年的开发和研究，汽车用塑料不再局限于生产外饰件，SMC和PP复合材料已用于生产结构性内饰件，包括塑料发动机零部件，如油箱、进汽歧管、阀门盖、电器元件等，这些制品的性能的要求很高，使用条件相当苛刻，如耐高温、耐腐蚀、电绝缘性都要求十分优良。
轿车底盘骨架结构已采用多彩复合塑料制成，这项技术被认为是当今世界汽车工业发展中最有前途的一项突破。
3.3.5塑料制品在医疗卫生领域的应用及发展
医用塑料制品作为医用材料的重要组成部分，已塑料材料向高技术、高附加值发展的一个主要方向，并在生物和医学工程研究领域中发展成为一门相当重要的边缘科学。
医用塑料可分为医用体外塑料制品和医用体
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