刻录光驱底座级进模设计(全套PROE).doc

江苏科技大学本科毕业设计（论文）I刻录光驱底座级进模设计thediedesignofbasetoDVD-RW随着汽车，通讯等行业的飞速发展，对钣金结构件的需求日益增大。传统的钣金产品设计研发周期长、成本高，而运用最新的Pro/E与CAD/CAM软件实现零件的三维造型和模具设计，大大地缩短了产品的研发周期、模具设计周期和加工周期，本文以刻录光驱底座的模具设计为例详细介绍了Pro/E在钣金成型中的运用，包括三维零件的绘制，模具设计思路以及模具设计过程，以及由此生成三维模具图，装配图和相关零件图。这种方法充分体现了Pro/E软件在钣金成型设计方面的优势。关键词：钣金；Pro/E；模具AbstractWiththerapiddevelopmentoftheautomotive,communicationsandotherindustries,thedemandingofsheetmetalstructuresisgrowing.Conventionaldesignofsheetmetalhavelongperiodofproductdevelopmentandhighcost,applyingthelatestPro/EandCAD/CAMsoftwaretocompeletethethree-dimensionalmodelingandmolddesignofpartswillgreatlyshorteningtheproductdevelopmentcycle,molddesigncycleandprocessingcycle,Inthispaper,takingthediedesignofbasetoDVD-RWasanexampletointroducetheapplicatonofPro/Einsheetmetalformingindetail，includingtherenderingofthree-dimensionalparts,molddesignandmolddesignprocessandhencetogeneratethree-dimensionalmoldchart,assemblydrawingsandrelatedPartsdrawings.ThisapproachfullyreflectsthePro/Esoftwaresadvantageinthedesignofsheetmetalforming.Keywords:sheetmetal；Pro/E；Die江苏科技大学本科毕业设计（论文）II目录第一章绪论11.1钣金加工概述11.2钣金设计要点11.3钣金成型设备11.4钣金的加工方式21.5钣金的发展31.6钣金件的现代加工工艺4第二章Pro/E在钣金成型中的运用52.1Pro/ENGINEERWildfire中文版简介52.2Pro/ENGINEER钣金模块简介52.3Pro/E生成零件图过程介绍62.3.1平整壁的生成72.3.2钣金件外轮廓的切割82.3.3胀形特征的创建92.3.4创建折弯特征12第三章冲压工艺分析及工艺方案的制定143.1工艺分析143.2工艺方案的确定153.3排样设计和毛坯尺寸计算153.3.1零件排样设计153.3.2条料宽度及材料利用率16第四章工步确定及成形计算184.1模具工位安排184.2成形力的计算204.2.1冲裁力的计算20江苏科技大学本科毕业设计（论文）III4.2.2胀形力的计算214.2.3弯曲力的计算214.2.4翻边力的计算224.2.5卸料力和推件力的计算224.3凸凹模刃口尺寸计算234.3.1冲孔234.3.2落料25第五章三维模具结构设计错误!未定义书签。5.1冲模设计的一般程序错误!未定义书签。5.2模具压力中心的确定错误!未定义书签。5.3模架的选取错误!未定义书签。5.4压力机的选择错误!未定义书签。5.5工作零件设计错误!未定义书签。5.5.1凸、凹模设计错误!未定义书签。5.5.2凸模固定板的设计错误!未定义书签。5.6定位及导向装置的设计错误!未定义书签。5.6.1定位装置的设计错误!未定义书签。5.6.2导向装置的设计错误!未定义书签。5.7卸料、导料装置设计错误!未定义书签。5.7.1卸料及顶料出件装置错误!未定义书签。5.7.2导料装置设计错误!未定义书签。5.7.3弹性元件的选取错误!未定义书签。5.7.4模具总装图错误!未定义书签。结论错误!未定义书签。致谢错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。江苏科技大学本科毕业设计（论文）IV江苏科技大学本科毕业设计（论文）1第一章绪论1.1钣金加工概述钣金加工就是冲压加工技术。冲压加工技术开始于18世纪末19世纪初，因为产业革命促成了动力制造技术的发展，以机械化方式来制造金属板逐渐成为主流。用钣金加工方法制造的精巧成品出现于19世纪末20世纪初，随著金属板的制造方法和成型技术的改进以及大量生产的需要，冲压加工及所需要的机械已发展到高速而且大型化的阶段。今天冲压加工技术仍然不断地改进，其成长进步的速度更加惊人，尤其在自动化产业的推动下，钣金技术已广泛应用于汽车、家电、计算机、家电用品、装饰材料等各个相关的领域中，钣金加工已经成为工业生产中不可或缺的一种机械加工手段1。1.2钣金设计要点钣金只是产品的一部分，因此在加工设计中有以下几个方面需要注意：（1）造型设计与机械设计两者应该相互平衡，好的造型不一定可以顺利制造，要考虑到加工制造是否容易，是否会增加制造的成本，是否会降低生产效率等问题，这都是一个优秀的设计者应该考虑的问题，应尽量避免设计出一些现有的加工设备无法制造的钣金件造型。（2）钣金相互连接和固定方式、钣金和塑料件的连接固定方式以及钣金和其他零件的固定和连接方式都是设计者考虑的重点，设计不良的连接方式，将直接影响组合装配的效率，并增加人工操作的难度。（3）钣金的机构设计及强度设计，都是钣金设计的重点，强度的设计将直接影响产品的寿命和耐用性。（4）钣金组装有限顺序和安装空间，需要从组装合理化和组装便利化的方面来考虑。（4）钣金的重量级工艺性。钣金是金属材料，当然是轻而强度高最好，但是考虑到成本问题和加工难以程度问题，要在尽量满足产品的功能、性能和钣金强度要求的情况下，力求设计简单，减少制造的成本。（5）维修拆装的难易程度和配合的公差问题是最基本也是比较重要的设计问题。1.3钣金成型设备钣金的成型设备，一般为冲压机械以及专用的工具，即冲压模具，能够对薄板金江苏科技大学本科毕业设计（论文）2属进行冲裁、成型、弯曲、拉伸、压缩等加工，并能制造各种工业及家庭用的零部件与金属制品。薄板金属指厚度在3.2mm以下的金属板材，如镀锌铁板、冷轧钢板、拉伸铝板、铜板等。冲压技工机械依照作用通常分为冲剪机械和冲压机械两大类。1.冲剪机械冲剪机械一班成为剪床或剪断机。在钣金工件中，首先利用剪断机将金属剪成所需要的长度和宽度。其所适用的剪断工作主要为直线状制品的裁剪。除此之外，圆形和曲线状制品的剪断作业也常使用。常见的冲剪机械有：手动剪断机、脚踏剪断机、凹口剪床、方口剪床、圆周剪床、旋转剪床、分条机和排割机以及切片机等。2冲压机械冲压机械以冲床（或称压床）为主体。是指使用两个或两个以上成对的模具，经由传动机构将旋转动力转化成往复运动的力量，是对模具中间的金属材料施加强加的压力，是金属产生断裂、形状改变或塑性变形。而成对构成的模具一般都成为冲压模具或冲压模。常见的冲压机械有：C行机架单动式曲柄冲床、直臂冲床、复动式机动冲床、关节接合冲床、摩擦冲床、偏心冲床、凸轮冲床、连杆冲床、弯板机、传送冲床、连续冲床、液压冲床、气压冲床以及人力冲床等。由于冲压设计种类繁多，因此设计者需要了解制造过程中用到的设备的功能和优缺点，才能使设计和现实相符。钣金产品，不仅需要能制造出来，还要知道由那种设备造出来的成本最低。一个产品的钣金不是都由同一种设备制造出来的，选取那一种设备来制造决定于设备的成本因素，功能因素和精度要求。1.4钣金的加工方式1冲裁加工冲裁加工是指将钣金片材裁剪成需要的形状和尺寸，以作进一步的加工，是以传统的切割加工方式迥然不同的一种加工方法。因其适用于各种机械加工用零件以及冲压加工用的坯料，而被广泛应用。冲裁本身属于一种简单的工作，然而利用此种加工方法制造的各类机械零部件，有着极高的精密度与互换性，这是此种加工的一大特色。冲裁加工的主要种类有：落料、冲孔、冲口、切断/剪断、分段、切边、切舌、刮缘以及精密落料等。江苏科技大学本科毕业设计（论文）32弯曲加工弯曲加工是指将板材或板状半成品压弯成需要的形状的一种加工方式。在加工过程中，材料的变形都发生在弯曲的中性层直轴周围，而且垂直于板材的纵向方向。同时其金属流动都在塑性范围内生长。因此，外力去除后，材料仍然能够保持永久变形，但通常都会出现回弹现象。弯曲的内侧承受压应力，外侧承受拉应力的作用。弯曲加工的主要种类有：V形弯曲、U形弯曲、L形弯曲、卷边弯曲、管材成型、接缝弯曲以及管子的弯曲等。3拉伸加工拉伸加工也称抽引、抽形、拉长、抽制、是指在不生成显著的皱纹、变薄或裂痕的情况下，将预先冲裁好的平板金属坯料（或半成品容器）加工形成所需要的空心容器的形状。拉伸的主要种类包括：圆筒形拉伸、锥筒形拉伸、角筒形拉伸、异形筒拉伸、球形筒拉伸、再拉伸、反向再拉伸、变薄拉伸、颈锁拉伸、伸展拉伸、凸胀成型以及孔凸缘成型。4压缩加工压缩加工是将板材或坯料放在压缩加工的冲头和凹模之间，再利用冲床施加压力，以制造各种需求产品的加工方法。此种加工方法起源于古代的高温锻造和高温挤压，后来随着冲床加工技术的提高，模具的进步和冲压机械的高容量化，逐渐演变成高温挤压，并陆续开发出各种类型的崭新的加工方法。压缩加工的主要种类有：浮花压制，压印加工、锻压加工、挤压加工以及螺纹滚制等。5冲压模具模具是指制造零部件时使用的各种剪切冲裁、成型用的模型工具或者能够按照预先设计好的图纸或格式，制造出固定形状的制品实样模型或工具。在钣金冲压加工模具方面，其应用的模具泛称冲压模具或冲床模具，简称冲模。以薄金属板的冲裁与成型为主要加工内容，同时，塑料板、皮革、纸板、布料、橡胶、软木、云母等非金属材料的剪切冲裁、落料以及冲孔也经常使用冲模2。1.5钣金的发展近几年来，钣金的发展很迅速，这主要有如下几方面原因：（1）生产能力需求提高中国越来越成为国际加工制造中心，加上国外投资的不断增加，金属加工的能力江苏科技大学本科毕业设计（论文）4需求不断加大，而金属加工行业中的电器控制箱、机器外壳等一般来说都是钣金件，所以钣金加工能力需求也不断提高。（2）加工精度要求低，上手容易就金加工而言，工艺的复杂性较高，有些零件工序达到几十道之多。所以金加工企业通常需要各种各样的机械设备以满足不同工艺要求，加工精度高，成本大。而钣金冲孔精度一般在0.1mm左右，折弯精度一般达到0.5mm，即可达到设计或装配要求。因此相对于金加工来说，精度低得多。1.6钣金件的现代加工工艺传统折弯钣金件加工工艺以粗放展开加工并结合机械切削为特点，先近似以展开尺寸放样落料，预留后续加工余量后进行折弯。折弯后再修准尺寸，加工孔槽。这种工艺对展开图精度要求低，存在着工艺路线复杂、效率低、浪费材料及加工质量不易保证等缺点。现代折弯钣金件加工工艺以精确展开加工、零机械切削为特点，先按展开图全部切割出外形及孔、槽，然后折弯成型3。这种工艺具有钣金零件的单元封闭加工、工艺路线简化、效率高、加工质量好等优点，但对钣金展开图的精度要求高。因此,现代折弯钣金件加工中精确展开图的绘制就成了首先要解决的问题。同时，为提高质量和节省材料，在许多制造业领域，如汽车，航空，建筑，包装和电子工业，通过使用数值模拟4优化薄板成型过程已成为不断增加时间和成本效益需求的一个关键因素。江苏科技大学本科毕业设计（论文）5第二章Pro/E在钣金成型中的运用2.1Pro/ENGINEERWildfire中文版简介美国参数技术公司（简称PTC）的Pro/ENGINEER软件自1988年问世以来，十多年来已成为全世界最普及的3DCAD/CAM系统。Pro/ENGINEER在3DCAD/CAM软件系统中起着举足轻重的作用。它广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、机车、自行车、航天。家电和玩具等各行业。Pro/ENGINEER可谓是个全方位的3D产品开发软件，集成了零件设计、产品装配、模具开发、NC加工、钣金设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析和产品数据管理等功能于一体，其模块众多，学习起来有一定的困难。目前，Pro/ENGINEER软件在国内用户很多，行业也很广，不仅应用于产品设计、模具设计、加工制造领域，同时也应用于电子、制冷设备，甚至航空航天。2.2Pro/ENGINEER钣金模块简介进入钣金件模式的最常用方法，具体操作方法如下：启动Pro/E之后，在菜单中单击文件新建对话框。将“类型”设置为“零件”，将子类型设置为“钣金件”，然后在“名称”框内输入钣金件的名称，单击“确定”按纽，即可进入钣金件设计模式，如图2-1。默认情况下，系统会选中“使用缺省模板”选项，也就是使用inlbs-part-sheetmetal,它使用英寸（in），磅（lb）以及秒（s）作为单位。如果在“新建”对话框内，没有选中“使用缺省模板”，