1、本科毕业论文（20 届）照相机前外壳工艺设计方案及其模具设计所在学院 专业班级 机械设计制造及自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科生毕业论文I摘 要最早的照相机结构十分简单，仅包括暗箱、镜头和感光材料。现代照相机比较复杂，具有镜头、光圈、快门、测距、取景、测光、输片、计数、自拍等系统，是一种结合光学、精密机械、电子技术和化学等技术的复杂产品。照相机利用光的直线传播性质和光的折射与反射规律，以光子为载体，把某一瞬间的被摄景物的光信息量，以能量方式经照相镜头传递给感光材料，最终成为可视的影像。照相机外形的美观性、流线型、轻量化、微型化等的综合性高品质要求己经成为产品占领市
2、场一个重要方面。照相机前外壳是照相机外壳的重要组成部分，要求零件表面平整光滑无翘曲、皱折、裂纹等缺陷，周口部高度差不可过大，以保证与后盖及机身的严密配合。实际上零件的曲面较为复杂，在整个表面有很多孔形分布，尺寸及位置精度很高。零件的这些特点就决定了其成形过程的复杂性和工艺方案的多样性。关于照相机外壳注塑模具设计，设计主要分为三部分：第一，照相机前面板设计，查阅相关资料确定使用的材料以及材料的主要性能与特征，运用 Auto/CAD 画出零件的三视图；第二，根据实体模型对零件进行结构分析，确定注塑成型设备选择、浇注系统的设计、模具成型零件的设计、导向及脱模机构的设计、侧向抽芯机构的设计、温度调节系
3、统的设计、其他模具零件的设计，对具体结构零件进行分析计算。用 Pro/E 对模具的型腔、型芯及其它零件进行三维造型，并对其进行实体装配。第三，绘制装配图，以及相关的零件图。关键词：照相机前盖板；工艺方案；工艺参数；模具本科生毕业论文IIABSTRACTThe first camera structure is very simple, only including the black box, lens, and photo sensitive materials. More complex modern camera, with lens, aperture, shutter speed,
4、distance, farming, mertering, film transporcounting, self-timer and other systems, is a combination of optical, precise machinery, electronics and chemical products such as technical complex. Camera use of light in straight lions of the nature and laws of light refraction and reflection to photos as
5、 the camera lens byway of photographic materials, eventually become visible image.The aesthetics of the camera profile, streamlined, lightweight, miniaturizaon of the integrated high-puality requirements have become an important part of the camera shell, smooth surface of the part requires no warpin
6、g, wrinkles, cracks and other defects, the Ministry of height difference not too large, to ensure tight with the rear cover and with the fuselage from of the distribution, size and location of high precision. These characteristics of parts forming process to determine its complexity and diversity of
7、 technological solutions.On the camera shell injection mold design, the design is divided into three parts: first, the camera front panel design, access to relevant information to determine the materials used and the main properties and characteristics of the material, the use of Auto / CAD drawn pa
8、rts of the three views; second According to the structural parts solid model analysis to determine the injection molding equipment selection, gating system design, molding parts of the design, orientation and ejection mechanism design, the design side core body temperature regulation system design,
9、other the design of mold parts, the analysis of specific structural components calculated. Using Pro / E on the mold cavity, core and other parts with three dimensional modeling, and its physical assembly. Third, assembly drawing, and related parts diagram.Key Words: Front cover of camera; Processin
10、g plan; Process parameter; Mould design.本科生毕业论文III目 录第一章 绪论 .11 .1 课题背景 .11.2 现代照相机的结构特点汲发展趋势 .11.2.1 结构规范化、部件化、简单化 .11.2.2 平视取景相机的体积小型化、合理化 .21.2.3 外型设计流线型变化 .21.2.4 产品开发周期短， 市场变化节奏快 .21.2.5 相机产品的 CAD 一 CAM 一体化 .21.3 国内外研究现状 .21.4 研究的内容 .31.4.1 成形过程变形规律分析 .31.4.2 工艺方案确定 .31.4.3 模具设计 .31.5 研究的目的及意义
11、.4第二章 照相机前外壳零件冲压工艺性分析 .52.1 照像机前外壳零件形状 .52.2 照像机前外壳所用材料 .52.3 前外壳模具分析 .62.4 分析比较工艺方案 .72.4.1 落料工序分析 .72.4.2 冲孔工序分析 .82.4.3 成形工序分析 .82.4.4 修边工序分析 .82.5 零件工艺方案的初步确定 .10第三章 模具设计 .123.1 浇注系统的设计 .123.1.1 主流道设计 .123.2 冷料井的设计 .143.2.1 冷料井的分类 .14本科生毕业论文IV3.2.2 冷料井的具体参数的确定 .153.3 分流道的设计 .163.3.1 分流道的设计要点 .16
12、3.3.2 分流道截面形状的确定 .163.3.3 分流道尺寸的确定 .163.3.4 分流道的布置 .173.4 浇口的设计 .183.4.1 浇口设计的原则 .183.4.2 确定浇口的类型 .183.4.3 确定浇口的参数 .203.5 型腔数目的确定 .203.6 确定型腔的排列方式 .203.6.1 排列原则 .203.6.2 分型面的设计 .21第四章 其他模具零件的确定 .224.1 凹模的结构设计 .224.1.1 整体式 .224.1.2 组合式 .224.2 确定凹模的类型 .234.3 凸模的结构设计 .234.4 确定成型零部件的工作尺寸 .244.4.1 计算成型尺寸
13、的基本原则和注意事项 .244.4.2 凸凹模工作尺寸的计算 .244.5 照相机开关外壳注射模设计 .264.6 定模向镶块 .274.7 动模导向镶块 .284.8 模具总装图开模效果图 .29结论 .31致谢 .32【参考文献】 .33本科生毕业论文1第一章 绪论1 .1 课题背景照相机前外壳是照相机的重要组成部分，不仅要具有设计所规定的使用功能，而且在很大程度上要体现整个相机的艺术性、个性风格，所以在质量要求(如尺寸精度要求、形状精度要求、刚度要求等)冲压成形工艺、冲压模具以及材料等方面都有其与一般冲压零件不同的特点 1。随着人们生活水平的提高，对精神享受要求也越来越高，照相机已经成为
14、现代家庭不可缺少的消费品，同时人们对其质量等方面也提出了更高的要求，如要求造型漂亮，符合人体工学设计，手感好，在长时间的使用中不会产生疲惫感，经久耐用等等 2-5。从成型的角度考虑。成型性能应该良好，由于产量比较大，要求生产周期短。为了方便加工，由于照相机以及手机外壳的模具属精密模具，为了保证足够的精度， 保证产品的外观质量，保证型腔沿分型面分开的两半在合模时的对中性，高精度性，我们把凸凹模设计成整体嵌入的方式，在装配采用过盈配合和螺钉固定的形式，在某些结构复杂以及有特殊要求的地方，采用镶块式设计。关于照相机外壳注塑模具设计。依照设计任务书的要求，设计主要分为三部分：第一，照相机前面板设计，查
15、阅相关资料确定使用的材料以及材料的主要性能与特征，运用Aut/CAD 画出零件的三视图；第二，根据实体模型对零件进行结构分析，确定注塑成型设备选择、浇注系统的设计、模具成型零件的设计、导向及脱模机构的设计、侧向抽芯机构的设计、温度调节系统的设计、其他模具零件的设计，对具体结构零件进行分析计算 6。用 Pro/E对模具的型腔、型芯及其它零件进行三维造型， ，并对其进行实体装配。第三，绘制装配图以及相关的零件图。最后，运用 Pro/E 对注塑系统三维实体制作三维图演示。本次设计的难点在于侧向抽芯机构的设计，采用生产中被广泛应用的斜导柱抽芯机构，通过采用整体式抽芯，实现侧向抽芯。抽芯时，为避免干涉现
16、象的发生，在塑件机构允许的情况下，尽量避免将推杆设计在活动型芯的水平投影面相重合处，防止滑块喝导出机构复位时的相互干涉 7。滑块设在定模板的情况下，为保证塑件留在动模板上，开你哦前必须先抽出侧向型芯。 本课题采用经验设计和数值模拟相结合的方法对照相机前外壳的成形工艺过程进行研究，目的就是为了缩短该产品的开发周期、降低试验费用，提高企业的市场竞争力。1.2 现代照相机的结构特点及发展趋势1.2.1 结构规范化、部件化、简单化就照相机总体结构而言，可以划分为二大类结构即基本结构及功能结构。基本结构是为完成一部能够完成摄影动作程序的照相机所必需具备的结构。如主体暗箱、片幅框、镜头、卷片倒片系统、快门
17、系统、计数系统、取景系统 8。而功能结构则是为完成照相机的附加功本科生毕业论文2能而需要的结构，如自动对焦系统，自拍系统，自动日历系统，红外遥控系统，自动曝光系统等等。图产品设计生产流程图，年第一期照相机现代照相机发展到年代，各系统结构设计的趋势是采用部件化设计，尤其是在年代初将引入到照相机控制系统以后，各部件之间的动作关系基本上依靠电路控制来实现，依靠程序来实现照相机的协调工作，这使得照相机的各个部件在结构上越来越可以彼此独立，使得更有利于部件化的实现 9。设计者可以在完成照相机各个部件系统的设计之后，通过精心的部件组合及巧妙的空间安排，从而可以设计出具有各种不同功能的一系列的照相机产品。与
18、此同时各部件的结构在根据其动力学及静力学运动规律寻求着优化，简单化，结构规范化。设计者通过对前人各类部件结构设计的分析，通过运动理论的计算分析，通过引入新型的电子技术来日益完善着照相机每一个部件系统结构的设计。1.2.2 平视取景相机的体积小型化、合理化90年代初，镜间快门自动相机开始出现小型化的趋势，各类的迷你相机而都相继在市场上出现，从开始到系列各大公司包括日本的，台湾的而都推出了各自的而照相机。照相机的出现一则是由于现代人时尚便携式，微型式的市场心理形势所趋，更主要的是照相机各部件在结构优化设计上取得了进展，以及电子元件小型化的实现促使了微型相机技术的发展。1.2.3 外型设计流线型变化
19、90年代照相机进入流线性时代，一改过去呆板、机械的造型。照相机不仅仅是一种摄影的工具，而且已经成为了光机电的智能高级玩物，成为一种艺术品 10。由此提出了对使用手感的要求，对造型视觉效果的要求，照相机的造形从长方体机身加圆柱形镜头的简单组合，经历了引入圆柱曲面的过程，发展到目前的采用自由曲面造型的阶段 11-13。流线型的造型体现了照相机的时代感，刺激了消费市场，为照相机工业注入了新的活力。1.2.4 产品开发周期短， 市场变化节奏快在年代和年代，一款平视取景的相机通常可以生产一年，而如会只能维持年的生产和销售。产品的更新通常通过二种方式一是完全新设计，打破旧的系统格局，引入新的电子技术，构想
20、崭新系统。这样的设计一般需要一年的开发布局上寻求最合理，在受力及运动上寻求最优化的照相机设计。1.2.5 相机产品的 CAD 一 CAM 一体化目前照相机零件中为注塑件，为金属冷冲零件，为车削及弹簧零件。开发产品的一个重要阶段就是模具的精确完成，日本照相机行业的领先与其在模具业中采用了手段分不开的。从产品到模具形成了集成化的制造系统。1.3 国内外研究现状在上世纪中叶，照相机的性能逐步提高和完善，光学式取景器、测距器、自拍技术等被广泛采用，机械快门的调节范围不断扩大。相机制造业开始大批量生产实用型照相机，各国相机制造厂也纷纷仿制莱卡型和罗莱弗莱克斯型较先进的照相机 14。本科生毕业论文3上世纪
21、后叶，光学科学理论进入了光学器件的设计领域，出现了成像质量高、色彩还原好、大孔径、低畸变的摄影镜头。同时，镜头向系列化发展，从焦距几毫米的鱼眼镜头到焦距长达 2 米的超摄远镜头，并有了透视调整、 变焦微距、夜视等摄影镜头 15。电子技术也逐渐深入到照相机内部，多种测光、高精度的电子镜间快门、电子焦平面快门以及易于控制的微电脑自拍机等都纷纷出现。新型相机伴随着高科技的发展不断问世，从而为摄影艺术的创作提供了十分精良的设备。在新世纪，如今出现了先进的电子照相机，其特点是把电子技术应用于照相机中，如CCD 快门技术等，从而使照相机的操作在不同程度上实现自动化或智能化 16。数码相机的出现正式标志着相
22、机产业向数字化技术新纪元的跨越式发展，人们丰富精彩的影像生活也由此得到了彻底改变，现在几乎人手一台数码相机，非常实用方便。1.4 研究的内容本文将对照相机前外壳形成形技术的几个关键问题：成形过程变形规律分析、工艺方案确定和模具设计等方面。1.4.1 成形过程变形规律分析(1)最佳毛坯几何形状尺寸的确定。通过选择不同形状尺寸毛坯进行数值模拟试验，确定出最佳毛坯几何形状尺寸，降低金属流动不均匀性，使产品顺利成形。此法可大大节省试验用材料、缩短试验周期。(2)确定合理的模具间隙。通过模拟结果，分析模具间隙对成形的影响，并对其进行优化设计。1.4.2 工艺方案确定 照相机前外壳形状复杂，精度要求也非常
23、的高，可能的工艺方案较多，但工艺方案的好坏会直接影响到产品质量、生产成本以及生产效率。本文在对零件冲压工艺性进行分析的基础上，确定并了工艺方案。具体内容：对零件冲压工艺性进行分析，对可能的工艺方案进行比较分析，并得出最佳的工艺方案。1.4.3 模具设计(1)模具结构分析和确定这里我们针对照相机前外壳尺寸小以及精度高的特点，根据工艺方案和零件的形状特点、精度要求生产批量、模具加工条件、操作方便与安全的要求，分别对各工序进行分析，确定各工序模具的合理结构。(2)冲模主要零部件的结构设计根据模具结构型式和特点，确定模具工作、定位压料和卸料、导向以及固定等确定模具各主要零件的形式以及尺寸。本科生毕业论
24、文41.5 研究的目的及意义电器产品是人们日常生活必不可少的生活用品，人们对电器产品的要求从实用性、可靠性已经提高到对舒适性、美观性、安全性、实用经济性等方面的要求，从而对电器产品也提出了许多新的要求。自从法国画家达盖尔发明世界上第一架照相机以后，德国最早设厂进行照相机生产，以后日、美等国也相继生产照相机。特别是在第二次世界大战德、日等国战败以后，它们利用战争期间发展起来的军事光学工业和技术力量， 把发展照相机工业作为复兴经济的一个重要途径，美、苏等国也利用战国所取得的技术力量发展其照相机工业。这些国家都取得了成功。目前，世界照相机年产量已近万架，主要为日本、美国、德意志联邦共和国和苏联所生产
25、，其中日、美的年产量都已在 万架以上。总的说来，世界照相机生产正在向电子化、轻便化、自动化、多功能化方向发展。日本的照相机已行销全世界，其出口量占全国产量的70%以上， 成为日本的大宗出口商品之一， 在日本经济中占有显要地位。美国则以倾销伊思曼胶片为主要目的，大量生产低档的一步成象照相机。德意志联邦共和国则以精心加工， 坚持高质量著称， 始终坚持着被称为“ 照相机之王” 的高档名牌产品生产优势， 但因为不大注重对新技术的应用， 产品大多数为专业摄影师使用， 生产增长较慢， 一些著名的照相机生产企业发生倒闭。以此作为一个突破口，带动和促进相关电器产品外观零件冲压成形技术的发展和技术创新。本科生毕业论文5第二章 照相机前外壳零件冲压工艺性分析2.1 照像机前外壳零件形状照相机前外壳是不规则形状的盒形件，本课题所研究的零件形状及与其它零件的装配关系如图 2.1。图 2.1 照相机前外壳相机资料：长度：110 mm，宽度：64 mm，高度：21.1 mm，厚度：1mm。2.2 照像机前外壳所用材料照相机前外壳所用材料为铝合金 1050。铝合金 1050 的主要化学成分及机械性能如表 2.1及表 2.2 所示。表 2.1 铝合金 1050 的化学成分元素Cu Fe Si Fe+Si其它杂质含量（%） 0.015 0.30 0.30 0.35 0.035
