1、毕业设计开题报告 机械设计制造及自动化 多媒体讲台设计 1 前言部分 多媒体讲台是在目前的教学条件下，讲台和电脑，功放，中央控制系统等集 成在一起的讲台，功能和使用方面都可 以根据教学需要改进，扩张空间比较大。我此次论文旨在 了解多媒体讲台的特点、构成及工作原理的基础之上，通过掌握三维软件的草图绘制、参数化设计，熟练应用其钣金插件建模的和钣金件折弯系数的选择进行多媒体讲台的钣金件构形设计和展开图的绘制和相关软件下的结构分析。多媒体讲台设计对于当前教育教学和科技发展都有着不可忽视的作用，而目前相关研究依然比较欠缺， 技术尚不成熟，因此必须引起我们更多的重视和研究。钣金件的合理应用直接关系到多媒体
2、讲台设计的科学性、合理性和可行性，本文会从钣金件的应用这一方面进行重点阐述，进一步推进多媒体讲台设计的成熟和发展。 2 主题部分 钣金零件作为一种常用的结构件，在通信、电子、 汽车、农业机械、纺机行业、食品机械、电器、仪器仪表等行业有着广泛地应用。其常用加工形式有弯曲、成 形、冲压等，形状和尺寸精度互换性较好，可以满足一般的装配及使用要求。经过塑性变形，金属内部组织得以改善，机械强度有所提高，具有重量轻、刚度好、精度高和外形光滑美 观的特点，与焊接、铆接、拼接等工艺配合，可使零件结构更趋合理，加工更加方便，是制造复杂形状结构件的主要方法。 1 SolidWorks 在钣金件设计中的应用 三维设
3、计已广泛应用到各个领域，很多软件 还提供了钣金设计模块，如s0lidw0rks、 Solid Edge、 1P E等，利用该模块可以便捷地完成钣金设计，获取 1所需下料展开图，提高设计质量和效率，并具有设计直 一观、减少设计错误、便于修改等优点。另外，在 Solid iWorks软件中还内嵌集成了 COSMOSWorks结构分析软件，可以在产品设计的 各个阶段对设计的零件进行测试 ：和分析，以便能设计更好的产品。 厂刷毛机吸风罩如图 1，考虑吸风罩由多块薄板拼焊而成，笔者在这里只用图示 1部分说明。 (1)制作三维钣金吸风罩 1部分造型步骤：如图 2，造形要采用钣金中 放样折弯功能，首先在一个
4、视图中做上截面，再建一个基准面，在基准面中草绘下截面，值得注意的是每个截面都不可以是封闭的草绘截面，而且还都要有开口做焊缝(焊缝可以开在任意地方，但要保证其在同一边开口的中心投影重合，成形后的焊缝笔者在图 2中标示 )还要有圆角如图 3，对于薄板一般 2mm就可以了，选择放样折弯功能，在轮廓中选择两个草图，给出厚度，确定，造型结束，保存。 (2)钣金展开点击平板样式，点鼠标右键，打开对话框点解除压缩，钣金即展开。 (3)转入二维图 点击从零件装配体制作工程图按钮，选择合适的图样格式大小，在更多视图中选择平板形式，另存为 dwg格式二维图，其结果如图 4，也就是要把薄板切割成的形状。 至此， S
5、olidWorks的操作结束，接着要做的是，把二维图调入 MasterCAM中自动编程，生成程序后给数控切割机操作员，切割板，切割成形后交于钣金折弯工，按折弯线折弯即可成形如图 2所示了。 2 一、 钣金件展开的相关研究 1、 平面成形零件放样方法 平面放样后还是保持原形不变，只要把构成平面的实际形状按一定的顺序摊平，即可得到其展开图。如图 1所示，为叉车某电器插件盒，若采用人工展 开该零件平面图，需要展开 10处折弯成形，耗费一定人力及时间，而采用 SolidWorks软件钣金功能设计该零件，应用钣金工具条中“钣金展开” 命 令，即可轻松得到对应该件的平面展开图，如图 2所示。 2、 可展开
6、曲面零件放样方法 可展开曲面是指能展开摊平在一个平面上的曲面，如圆柱面、圆锥面等。可展开曲面上相邻两素线是互相平行或相交的，在传统放样做展开图时，可以把相邻素线之间的曲面当作平面近似展开。如图 3所示，为某型大吨位叉车排气系 统某圆锥形固定支架。在 SolidWork软件应用中，运用钣金放样生成圆锥形零件，即可通过钣金展开得到其放样展开图，如图 4所示。 3 3、 钣金件的自动展开 在设计过程中，钣金件可以被抽象成无厚度面的集合，然而在钣金件展开时，厚度因素 是必须考虑的因素。目前采取中性层的方法来确定展开尺寸 ，所谓中性层是指当金属钣金件弯曲时，外边部分受拉力变长，内边部分受压力变短，在内外
7、边之间有一层材料即不拉长也不缩短，称为中性层 (如图 5所示 )。在图 6中：A、 B面为非折弯区， C为折弯区。 L 、 L：分别为钣金件外表面的设计尺寸， L、L日是 A、 B面的尺寸， R是弯曲变形部分的中性层曲率半径， r是内圆角半径， A、B两面的夹角为仃。图 7是展开后的钣金件图， L、 LB、 Lc分别是 A面、 B面和 C面对应的尺寸。于是，钣金件展开长度可由下式计算得到半径，内圆半径为 r，钣厚为 t，则有 R=6 t+r，其中 6为中性层偏移系数。 4 二、 钣金件的相关优化设计 1、 弯曲件展开长度的计算方法 传统的弯曲件展开长度的确定是采用计算方法。通常将弯曲零件分为直
8、线和圆角的各个不同单元体，直线部分的长度不变而弯曲部分的长度应需要考虑材料的变形和应变中性层的相对移动，故整个毛坯的展开尺寸应等于弯曲零件各部分长度的总和 (图 1)。即： 下面介绍一下 Solidworks展开弯曲件的方法。 (1)按 1： 1比例画出弯曲件草图。 (2)点击 Sheet Metal(钣金 )命令栏中 BaseFlange(基体法兰 )。使草图转化为实体零件。 (3)点击 Edge Flange(边线发兰 )工具生成多个翻边 (图 2)。 (4)在 Sheet Metal(钣金 )命令栏，使用 Flat(展开 )命令将钣金零件自动展开再次点击此命令，零件回复三维状态。 (5)
9、点击从零件到工程图命令栏。从中选择纸张，选择平坦视图，则可以出现零件的展开图 (图 3)，之后保存为 dxf格式，再进入 CAD将折弯线删除，生成程序进人激光切割机按展开图切割内外形；之后，按已有折弯线在数控折弯机上成形，即可得到所要求的弯曲件。 5 2、 钣金件结构强度计算和优化 用“有限元法”对设计产品进行强度计算，并通过计算结果对设计产品进行优化改进是新产品研发过程中不可缺少的环节，随着 CAD CAE CAM等技术的普及，这种方法在缩短新品开发周期及节约成本方面的作用更为凸显。“有限元法”的有效性不仅体现在有限元应用软件本身，更体现在对实际模型进行抽象、简化的过程及结果中， 即分析模型
10、的“边界条件”。本文对一种支架零件进行强度较核计 算，在分析模型中对边界条件进行“微调”，最终得出近乎想象的分析结果，进一步例证和阐述了建立符合实际工况条件的“边界条件”的重要性。只有保证计算结果的正确性， 才能通过优化程序对产品结构参数进行优化，以期得到满足工程要求的结果。 6 3 总结部分 SolidWorks 软件中造型特征和特定的钣金特征都能完成钣金件的设计，并能非常方便地得到钣金件展开图和下料的尺寸、面积和质量；与之无缝集成的COS MOSWos 软件能够对设计产品进行强度计算并通过计算结果对设计产品进行优化和改进。从而非常方便地完成钣金件的设计 。 4 参考文献 1 靳长泉 ,邰金
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