刻錄光驅(qū)底座級進(jìn)模設(shè)計(全套PROE).doc

江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）I刻錄光驅(qū)底座級進(jìn)模設(shè)計thediedesignofbasetoDVD-RW隨著汽車，通訊等行業(yè)的飛速發(fā)展，對鈑金結(jié)構(gòu)件的需求日益增大。傳統(tǒng)的鈑金產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)周期長、成本高，而運(yùn)用最新的Pro/E與CAD/CAM軟件實(shí)現(xiàn)零件的三維造型和模具設(shè)計，大大地縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期、模具設(shè)計周期和加工周期，本文以刻錄光驅(qū)底座的模具設(shè)計為例詳細(xì)介紹了Pro/E在鈑金成型中的運(yùn)用，包括三維零件的繪制，模具設(shè)計思路以及模具設(shè)計過程，以及由此生成三維模具圖，裝配圖和相關(guān)零件圖。這種方法充分體現(xiàn)了Pro/E軟件在鈑金成型設(shè)計方面的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：鈑金；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江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）II目錄第一章緒論11.1鈑金加工概述11.2鈑金設(shè)計要點(diǎn)11.3鈑金成型設(shè)備11.4鈑金的加工方式21.5鈑金的發(fā)展31.6鈑金件的現(xiàn)代加工工藝4第二章Pro/E在鈑金成型中的運(yùn)用52.1Pro/ENGINEERWildfire中文版簡介52.2Pro/ENGINEER鈑金模塊簡介52.3Pro/E生成零件圖過程介紹62.3.1平整壁的生成72.3.2鈑金件外輪廓的切割82.3.3脹形特征的創(chuàng)建92.3.4創(chuàng)建折彎特征12第三章沖壓工藝分析及工藝方案的制定143.1工藝分析143.2工藝方案的確定153.3排樣設(shè)計和毛坯尺寸計算153.3.1零件排樣設(shè)計153.3.2條料寬度及材料利用率16第四章工步確定及成形計算184.1模具工位安排184.2成形力的計算204.2.1沖裁力的計算20江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）III4.2.2脹形力的計算214.2.3彎曲力的計算214.2.4翻邊力的計算224.2.5卸料力和推件力的計算224.3凸凹模刃口尺寸計算234.3.1沖孔234.3.2落料25第五章三維模具結(jié)構(gòu)設(shè)計錯誤!未定義書簽。5.1沖模設(shè)計的一般程序錯誤!未定義書簽。5.2模具壓力中心的確定錯誤!未定義書簽。5.3模架的選取錯誤!未定義書簽。5.4壓力機(jī)的選擇錯誤!未定義書簽。5.5工作零件設(shè)計錯誤!未定義書簽。5.5.1凸、凹模設(shè)計錯誤!未定義書簽。5.5.2凸模固定板的設(shè)計錯誤!未定義書簽。5.6定位及導(dǎo)向裝置的設(shè)計錯誤!未定義書簽。5.6.1定位裝置的設(shè)計錯誤!未定義書簽。5.6.2導(dǎo)向裝置的設(shè)計錯誤!未定義書簽。5.7卸料、導(dǎo)料裝置設(shè)計錯誤!未定義書簽。5.7.1卸料及頂料出件裝置錯誤!未定義書簽。5.7.2導(dǎo)料裝置設(shè)計錯誤!未定義書簽。5.7.3彈性元件的選取錯誤!未定義書簽。5.7.4模具總裝圖錯誤!未定義書簽。結(jié)論錯誤!未定義書簽。致謝錯誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn)錯誤!未定義書簽。江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）IV江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）1第一章緒論1.1鈑金加工概述鈑金加工就是沖壓加工技術(shù)。沖壓加工技術(shù)開始于18世紀(jì)末19世紀(jì)初，因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)革命促成了動力制造技術(shù)的發(fā)展，以機(jī)械化方式來制造金屬板逐漸成為主流。用鈑金加工方法制造的精巧成品出現(xiàn)于19世紀(jì)末20世紀(jì)初，隨著金屬板的制造方法和成型技術(shù)的改進(jìn)以及大量生產(chǎn)的需要，沖壓加工及所需要的機(jī)械已發(fā)展到高速而且大型化的階段。今天沖壓加工技術(shù)仍然不斷地改進(jìn)，其成長進(jìn)步的速度更加驚人，尤其在自動化產(chǎn)業(yè)的推動下，鈑金技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車、家電、計算機(jī)、家電用品、裝飾材料等各個相關(guān)的領(lǐng)域中，鈑金加工已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的一種機(jī)械加工手段1。1.2鈑金設(shè)計要點(diǎn)鈑金只是產(chǎn)品的一部分，因此在加工設(shè)計中有以下幾個方面需要注意：（1）造型設(shè)計與機(jī)械設(shè)計兩者應(yīng)該相互平衡，好的造型不一定可以順利制造，要考慮到加工制造是否容易，是否會增加制造的成本，是否會降低生產(chǎn)效率等問題，這都是一個優(yōu)秀的設(shè)計者應(yīng)該考慮的問題，應(yīng)盡量避免設(shè)計出一些現(xiàn)有的加工設(shè)備無法制造的鈑金件造型。（2）鈑金相互連接和固定方式、鈑金和塑料件的連接固定方式以及鈑金和其他零件的固定和連接方式都是設(shè)計者考慮的重點(diǎn)，設(shè)計不良的連接方式，將直接影響組合裝配的效率，并增加人工操作的難度。（3）鈑金的機(jī)構(gòu)設(shè)計及強(qiáng)度設(shè)計，都是鈑金設(shè)計的重點(diǎn)，強(qiáng)度的設(shè)計將直接影響產(chǎn)品的壽命和耐用性。（4）鈑金組裝有限順序和安裝空間，需要從組裝合理化和組裝便利化的方面來考慮。（4）鈑金的重量級工藝性。鈑金是金屬材料，當(dāng)然是輕而強(qiáng)度高最好，但是考慮到成本問題和加工難以程度問題，要在盡量滿足產(chǎn)品的功能、性能和鈑金強(qiáng)度要求的情況下，力求設(shè)計簡單，減少制造的成本。（5）維修拆裝的難易程度和配合的公差問題是最基本也是比較重要的設(shè)計問題。1.3鈑金成型設(shè)備鈑金的成型設(shè)備，一般為沖壓機(jī)械以及專用的工具，即沖壓模具，能夠?qū)Ρ“褰鸾K科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）2屬進(jìn)行沖裁、成型、彎曲、拉伸、壓縮等加工，并能制造各種工業(yè)及家庭用的零部件與金屬制品。薄板金屬指厚度在3.2mm以下的金屬板材，如鍍鋅鐵板、冷軋鋼板、拉伸鋁板、銅板等。沖壓技工機(jī)械依照作用通常分為沖剪機(jī)械和沖壓機(jī)械兩大類。1.沖剪機(jī)械沖剪機(jī)械一班成為剪床或剪斷機(jī)。在鈑金工件中，首先利用剪斷機(jī)將金屬剪成所需要的長度和寬度。其所適用的剪斷工作主要為直線狀制品的裁剪。除此之外，圓形和曲線狀制品的剪斷作業(yè)也常使用。常見的沖剪機(jī)械有：手動剪斷機(jī)、腳踏剪斷機(jī)、凹口剪床、方口剪床、圓周剪床、旋轉(zhuǎn)剪床、分條機(jī)和排割機(jī)以及切片機(jī)等。2沖壓機(jī)械沖壓機(jī)械以沖床（或稱壓床）為主體。是指使用兩個或兩個以上成對的模具，經(jīng)由傳動機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)化成往復(fù)運(yùn)動的力量，是對模具中間的金屬材料施加強(qiáng)加的壓力，是金屬產(chǎn)生斷裂、形狀改變或塑性變形。而成對構(gòu)成的模具一般都成為沖壓模具或沖壓模。常見的沖壓機(jī)械有：C行機(jī)架單動式曲柄沖床、直臂沖床、復(fù)動式機(jī)動沖床、關(guān)節(jié)接合沖床、摩擦沖床、偏心沖床、凸輪沖床、連桿沖床、彎板機(jī)、傳送沖床、連續(xù)沖床、液壓沖床、氣壓沖床以及人力沖床等。由于沖壓設(shè)計種類繁多，因此設(shè)計者需要了解制造過程中用到的設(shè)備的功能和優(yōu)缺點(diǎn)，才能使設(shè)計和現(xiàn)實(shí)相符。鈑金產(chǎn)品，不僅需要能制造出來，還要知道由那種設(shè)備造出來的成本最低。一個產(chǎn)品的鈑金不是都由同一種設(shè)備制造出來的，選取那一種設(shè)備來制造決定于設(shè)備的成本因素，功能因素和精度要求。1.4鈑金的加工方式1沖裁加工沖裁加工是指將鈑金片材裁剪成需要的形狀和尺寸，以作進(jìn)一步的加工，是以傳統(tǒng)的切割加工方式迥然不同的一種加工方法。因其適用于各種機(jī)械加工用零件以及沖壓加工用的坯料，而被廣泛應(yīng)用。沖裁本身屬于一種簡單的工作，然而利用此種加工方法制造的各類機(jī)械零部件，有著極高的精密度與互換性，這是此種加工的一大特色。沖裁加工的主要種類有：落料、沖孔、沖口、切斷/剪斷、分段、切邊、切舌、刮緣以及精密落料等。江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）32彎曲加工彎曲加工是指將板材或板狀半成品壓彎成需要的形狀的一種加工方式。在加工過程中，材料的變形都發(fā)生在彎曲的中性層直軸周圍，而且垂直于板材的縱向方向。同時其金屬流動都在塑性范圍內(nèi)生長。因此，外力去除后，材料仍然能夠保持永久變形，但通常都會出現(xiàn)回彈現(xiàn)象。彎曲的內(nèi)側(cè)承受壓應(yīng)力，外側(cè)承受拉應(yīng)力的作用。彎曲加工的主要種類有：V形彎曲、U形彎曲、L形彎曲、卷邊彎曲、管材成型、接縫彎曲以及管子的彎曲等。3拉伸加工拉伸加工也稱抽引、抽形、拉長、抽制、是指在不生成顯著的皺紋、變薄或裂痕的情況下，將預(yù)先沖裁好的平板金屬坯料（或半成品容器）加工形成所需要的空心容器的形狀。拉伸的主要種類包括：圓筒形拉伸、錐筒形拉伸、角筒形拉伸、異形筒拉伸、球形筒拉伸、再拉伸、反向再拉伸、變薄拉伸、頸鎖拉伸、伸展拉伸、凸脹成型以及孔凸緣成型。4壓縮加工壓縮加工是將板材或坯料放在壓縮加工的沖頭和凹模之間，再利用沖床施加壓力，以制造各種需求產(chǎn)品的加工方法。此種加工方法起源于古代的高溫鍛造和高溫擠壓，后來隨著沖床加工技術(shù)的提高，模具的進(jìn)步和沖壓機(jī)械的高容量化，逐漸演變成高溫擠壓，并陸續(xù)開發(fā)出各種類型的嶄新的加工方法。壓縮加工的主要種類有：浮花壓制，壓印加工、鍛壓加工、擠壓加工以及螺紋滾制等。5沖壓模具模具是指制造零部件時使用的各種剪切沖裁、成型用的模型工具或者能夠按照預(yù)先設(shè)計好的圖紙或格式，制造出固定形狀的制品實(shí)樣模型或工具。在鈑金沖壓加工模具方面，其應(yīng)用的模具泛稱沖壓模具或沖床模具，簡稱沖模。以薄金屬板的沖裁與成型為主要加工內(nèi)容，同時，塑料板、皮革、紙板、布料、橡膠、軟木、云母等非金屬材料的剪切沖裁、落料以及沖孔也經(jīng)常使用沖模2。1.5鈑金的發(fā)展近幾年來，鈑金的發(fā)展很迅速，這主要有如下幾方面原因：（1）生產(chǎn)能力需求提高中國越來越成為國際加工制造中心，加上國外投資的不斷增加，金屬加工的能力江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）4需求不斷加大，而金屬加工行業(yè)中的電器控制箱、機(jī)器外殼等一般來說都是鈑金件，所以鈑金加工能力需求也不斷提高。（2）加工精度要求低，上手容易就金加工而言，工藝的復(fù)雜性較高，有些零件工序達(dá)到幾十道之多。所以金加工企業(yè)通常需要各種各樣的機(jī)械設(shè)備以滿足不同工藝要求，加工精度高，成本大。而鈑金沖孔精度一般在0.1mm左右，折彎精度一般達(dá)到0.5mm，即可達(dá)到設(shè)計或裝配要求。因此相對于金加工來說，精度低得多。1.6鈑金件的現(xiàn)代加工工藝傳統(tǒng)折彎鈑金件加工工藝以粗放展開加工并結(jié)合機(jī)械切削為特點(diǎn)，先近似以展開尺寸放樣落料，預(yù)留后續(xù)加工余量后進(jìn)行折彎。折彎后再修準(zhǔn)尺寸，加工孔槽。這種工藝對展開圖精度要求低，存在著工藝路線復(fù)雜、效率低、浪費(fèi)材料及加工質(zhì)量不易保證等缺點(diǎn)。現(xiàn)代折彎鈑金件加工工藝以精確展開加工、零機(jī)械切削為特點(diǎn)，先按展開圖全部切割出外形及孔、槽，然后折彎成型3。這種工藝具有鈑金零件的單元封閉加工、工藝路線簡化、效率高、加工質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，但對鈑金展開圖的精度要求高。因此,現(xiàn)代折彎鈑金件加工中精確展開圖的繪制就成了首先要解決的問題。同時，為提高質(zhì)量和節(jié)省材料，在許多制造業(yè)領(lǐng)域，如汽車，航空，建筑，包裝和電子工業(yè)，通過使用數(shù)值模擬4優(yōu)化薄板成型過程已成為不斷增加時間和成本效益需求的一個關(guān)鍵因素。江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）5第二章Pro/E在鈑金成型中的運(yùn)用2.1Pro/ENGINEERWildfire中文版簡介美國參數(shù)技術(shù)公司（簡稱PTC）的Pro/ENGINEER軟件自1988年問世以來，十多年來已成為全世界最普及的3DCAD/CAM系統(tǒng)。Pro/ENGINEER在3DCAD/CAM軟件系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。它廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、模具、工業(yè)設(shè)計、汽車、機(jī)車、自行車、航天。家電和玩具等各行業(yè)。Pro/ENGINEER可謂是個全方位的3D產(chǎn)品開發(fā)軟件，集成了零件設(shè)計、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、NC加工、鈑金設(shè)計、鑄造件設(shè)計、造型設(shè)計、逆向工程、自動測量、機(jī)構(gòu)仿真、應(yīng)力分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等功能于一體，其模塊眾多，學(xué)習(xí)起來有一定的困難。目前，Pro/ENGINEER軟件在國內(nèi)用戶很多，行業(yè)也很廣，不僅應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、模具設(shè)計、加工制造領(lǐng)域，同時也應(yīng)用于電子、制冷設(shè)備，甚至航空航天。2.2Pro/ENGINEER鈑金模塊簡介進(jìn)入鈑金件模式的最常用方法，具體操作方法如下：啟動Pro/E之后，在菜單中單擊文件新建對話框。將“類型”設(shè)置為“零件”，將子類型設(shè)置為“鈑金件”，然后在“名稱”框內(nèi)輸入鈑金件的名稱，單擊“確定”按紐，即可進(jìn)入鈑金件設(shè)計模式，如圖2-1。默認(rèn)情況下，系統(tǒng)會選中“使用缺省模板”選項(xiàng)，也就是使用inlbs-part-sheetmetal,它使用英寸（in），磅（lb）以及秒（s）作為單位。如果在“新建”對話框內(nèi)，沒有選中“使用缺省模板”，