基于proe的电脑机箱设计

江汉大学机械创新设计题目 学 院 专 业 学 号 学生姓名 指导教师 日 期 69摘要随着科技进步和生活水平的不断提升，机箱从单一的钣金件逐渐转变成钣金、磨具和电子设备的有机组合。过去机箱仅仅起装配载体和抗辐射的作用，现在人们对机箱抗辐射性能、美观方面提出了更高的要求，针对机箱现有需求情况，本文从更人性化的角度出发，在满足抗辐射性能的前提下，尽量将机箱设计的人性化。本文从机箱知识、机箱零件构建和机箱使用方面进行了详细的说明，最终根据三维设计模型生成相应的二维图纸。关键词 PRO/ENGINEER钣金，电脑机箱设计，人性化 前言随着计算机在中国家庭的普及，机箱的设计从设计理念和制造材料上都发生了很大的创新，今机箱发展中的变化从侧面反应了个人电脑硬件系统发生的变化，而功能的变化则更加体现了消费者对个人电脑使用舒适性和人性化的要求。近年来，各种实用的功能纷纷亮相在电脑机箱上，极大的扩展了机箱的功能。内部的全折边、免螺丝设计、防辐射弹片现在也已经成为机箱的标准功能配置，同时也方便了消费者的使用。相信随着机箱产品同质化的愈演愈烈，机箱厂商一定会开拓出更多更实用的功能来满足消费者的不同需要。在机箱的个性化方面，各大厂商更是各显神通。有从材质上创新的，如亚克力的透明个性机箱等；有从面板或者侧板造型上创新的，如增加液晶显示屏、透明侧板、动物造型等，使机箱不再是以前的中规中矩、千篇一律的形象，成为家居生活中一道亮丽的风景线。这也从一个侧面反应出了广大消费者追求机箱个性化的趋势和潮流。个人电脑发展到今天，产品同质化越来越严重，同时，电脑已经不再只是简单的工具，随着各项新技术的发展，它已经成为家庭的数据中心、影音中心，而这就对电脑的外观、面板要求越来越高，它更应该成为一种装饰品出现在家居环境中。对于更多的个人用户而言，个性化则是一种趋势，这也是社会发展密不可分，现代人都崇尚个性，喜欢特立独行，当然希望所拥有的电脑和别人的与众不同，更加具有个性。第1章 绪论1.1机箱简述1.1.1机箱结构机箱结构是指机箱在设计和制造时所遵循的主板结构规范标准。每种结构的机箱只能安装该规范所允许的主板类型。机箱结构与主板结构是相对应的关系。机箱结构一般也可分为AT、Baby-AT、ATX、Micro ATX、LPX、NLX、Flex ATX、EATX、WATX以及BTX等结构。其中，AT和Baby-AT是多年前的老机箱结构，现在已经淘汰；而LPX、NLX、Flex ATX则是ATX的变种，多见于国外的品牌机，国内尚不多见；EATX和WATX则多用于服务器/工作站机箱；ATX则是目前市场上最常见的机箱结构，扩展插槽和驱动器仓位较多，扩展槽数可多达7个，而3.5英寸和5.25英寸驱动器仓位也分别至少达到3个或更多，现在的大多数机箱都采用此结构；Micro ATX又称Mini ATX，是ATX结构的简化版，就是常说的“迷你机箱”，扩展插槽和驱动器仓位较少，扩展槽数通常在4个或更少，而3.5英寸和5.25英寸驱动器仓位也分别只有2个或更少，多用于品牌机；而BTX则是下一代的机箱结构。各种结构的机箱只能安装与其相对应的主板（向下兼容的机箱除外，例如ATX机箱除了可以安装ATX主板之外，还可以安装Baby-AT、Micro-ATX等结构的主板）。因此，在选购机箱时要注意根据自己的主板结构类型来选购，以免出现购买回来的机箱却无法使用的情况。1.1.2机箱作用 机箱的作用有三个方面：首先，它提供空间给电源、主机板、各种扩展板卡、软盘驱动器、光盘驱动器、硬盘驱动器等存储设备，并通过机箱内部的支撑、支架、各种螺丝或卡子夹子等连接件将这些零配件牢固固定在机箱内部，形成一个集约型的整体。其次，它坚实的外壳保护着板卡、电源及存储设备，能防压、防冲击、防尘，并且它还能发挥防电磁干扰、辐射的功能，起屏蔽电磁辐射的作用。再次，它还提供了许多便于使用的面板开关指示灯等，让操作者更方便地操纵微机或观察微机的运行情况。 1.1.3机箱发展现状机箱的发展方向为智能化、人性化和个性话，在机箱的个性化方面，各大厂商更是各显神通。有从材质上创新的，如金河田的皮革面板机箱等；有从面板或者侧板造型上创新的，如增加液晶显示屏、透明侧板、动物造型等，使机箱不再是以前的中规中矩、千篇一律的形象，成为家居生活中一道亮丽的风景线。说到个性化，不能不提及近年来十分盛行的MOD（机箱改造）。MOD始于国外，可是说他们是更加狂热的DIY爱好者，他们追求更多的是具有张扬个性的作品和自己动手的乐趣，这也从一个侧面反应出了广大消费者追求机箱个性化的趋势和潮流。如图1.1为MOD成果。图1.1 MOD作品1.1.4机箱设计理念 任何产品的设计都是遵循消费者需求心理分析然后到产品设计，要想设计出机箱需求者心目中理想的机箱，需要首先考虑机箱消费者的心理。机箱类型是人们进行机箱选择的重要因素之一。机箱有很多种类型。现在市场比较普遍的是AT、ATX、MicroATX三种。AT机箱的全称应该是BaByAT，主要应用到只能支持安装AT主板的早期机器中。ATX机箱是目前最常见的机箱，支持现在绝大部分类型的主板。MicroATX机箱是在ATX机箱的基础之上建立的，为了进一步的节省桌面空间，因而比ATX机箱体积要小一些。各个类型的机箱只能安装其支持的类型的主板，一般是不能混用的，而且电源也有所差别。机箱的外型是众多消费者考虑的重要因素之一，这有一点道理，满足人们对电脑家电化的需求，甚至可以成为家装的亮点。机箱的制作材料也是消费者考虑的重要因素之一。机箱的外壳通常是由一层1毫米以上的钢板制成，在它上面还镀有一层很薄的锌。内部的支架主要由铝合金条或者铝合金板制成。好的机箱，外壳采用较厚的钢板，能承受较大的压力。同时外层和内部支架边缘切口平整圆滑，不会因为在装卸的时候不小心而把手划破。这里特别需要说明的是机箱的制作用塑料。一些高性能的机箱前面板都采用硬度很高的ABS工程塑料制作。这种塑料面板的优点就在于结实稳定，能长时间保持色泽，长期使用也不会开裂。我们在选购是对于这一点也应当加以注意。1.2机箱设计流程1.2.1 机箱设计流程机箱设计理念在机箱设计中起着灵魂的作用，在我们确定的理念指导下，我们应该从机箱的作用和消费者的心理出发，分析现有机箱性能特点和功能特点，以及综合消费者的反馈信息，进而设计消费者满意的机箱。从模型构建的角度来讲，将机箱分为钣金类零件、塑料类和电子类零件，采用proe进行了全部建模，最终完成了产品的装配和效果处理。最终形成了关键零部件和装配件的二维图纸本文主要进行现有机箱的分析，针对现有机箱，确定了机箱的设计理念，在设计理念的指导下，划分机箱带开发的功能，然后进行初步的概念设计，在概念设计的指导下，例举所有的功能零件并进行分类处理，采用proe进行了三维模型的构建，最终采用Proe工程图模块对三维模型进行了二维转换工作，本设计的主要流程如图1.2所示。图1.2 设计流程图1.2.2机箱设计关键因素机箱外形设计和功能设计是机箱设计的重要组成部分，但是机箱的机械部分的设计更是实际设计中不容忽视的重要问题，机箱零部件的设计应该保证所有的零件具有如下的性能：便于加工、便于维护、便于零件安装和卸载，应该保证机箱正确合理的尺寸参数和粗糙度要求。第2章 机箱设计方案2.1机箱设计要素分析2.1.1机箱结构分析机箱是一个载体，机箱内部存在散热风道，机箱是防辐射的重要工具，要想设计出理想的机箱，机箱结构的分析是机箱设计的第一步。机箱设计之前，应该完全明白机箱的结构和机箱的风道运行原理。机箱的结构如图2.1所示。图2.1 机箱的结构2.1.2机箱风道分析机箱风道即是空气在电脑机箱内流动的通道，包含有流动方向和风量两个要素，合理完善的机箱风道能够将机箱内几个发热大户（如CPU和显卡）堆积到机箱内的热量迅速排出到机箱外，并将冷空气重新补充进机箱，与外界空气形成对流，大大加强机箱的散热性，保持机箱内电子元件的凉爽工作环境，延长使用寿命，降低硬件故障的发生率和系统的不稳定性。机箱内的风道在机箱内基本上是采用的S型路线进行运转，其运转的效果图如图2.2所示。图2.2 机箱风道图2.1.3 机箱防辐射原理一款高档的机箱会在钢板的表面通过特殊工艺镀上一层锌，锌层越厚就意味着防辐射能力越强。一般市场常见的机箱基本上都是采用镀锌钢板，根据生产工艺以及镀锌量的不同，主要分为热浸镀锌钢板和电解镀锌钢板。热浸镀锌钢板的镀锌量可以达到每平方米45克以上，而电解镀锌钢板的镀锌量只有20克左右，热浸镀锌钢板对电磁波尤其是对低频电磁波具有更强的吸附性，同时具有更好的散热性和导电性，可有效抵御电磁波。机箱要绝对密封电磁辐射屏蔽效能很大程度上取决于机箱的物理结构。机箱上的接缝以及开口都是电磁波的泄漏源。通常解决机箱缝隙电磁泄漏的方式是在缝隙处用电磁密封衬垫。这方面主要体现在机箱面板、后侧挡板以及其他所有存在任何接缝的地方，劣质机箱与优质机箱这方面差异很大。2.2机箱设计规划2.2.1设计理念与设计目标根据我们的设计理念：结合上文中提到的机箱设计要素，提出我们的设计原则：a) 机箱设计应能包含常规机箱所有常见结构，保证各个电脑板卡的安装b) 机箱设计应该充分考虑风道的设计，保证风道顺通c) 机箱设计在材料和装配方面保证最小的辐射效果。d) 机箱尺寸应该按照现有电脑配件为参照进行设计e) 机箱零件应便于加工，能方便进行组装a) 目前IT技术的进步，为机箱的发展注入了更多的活力和内涵。现在的机箱已一改最初的那种外观和色调呆板、功能单一的“白铁盒”形象，无论在外观色彩、制作工艺、机箱材质，还是在多功能、扩展性等方面都有了质的飞跃，机箱的发展正朝着功能化、健康化、时尚化以及人性化方向发展。2.2.2确定整体设计方案对于机箱整体的设计，需要根据设计目标，详细确定设计方案。1. 据机箱结构设计要求、风道设计要求和防辐射设计要求，设计任务如下：a) 确定各电脑零件尺寸并手工绘制草图b) 根据草图利用Proe进行三维建模c) 装配三维零件模型d) 形成必要的机箱零件图和总装配图。说明：机箱尺寸的确定是根据现有电脑配件进行的，本文中设计的机箱以于ATX主板为基础进行设计的，因此后文中提到的机箱参数以ATX标准主板为基础。机箱布局采用常规的布局，具体尺寸的确定在Proe建模模块进行详细的说明。第三章 钣金工艺说明确定了总体设计方案，在进行造型的前面，应进行必要的钣金件工艺说明，以使设计出来的产品符合国家标准，不是个华而不实的实体设计。3.1 钣金简介 3.1.1钣金定义钣金至今为止尚未有一个比较完整的定义，根据国外某专业期刊上的一则定义可以将其定义为：钣金是针对金属薄板（通常在6mm以下）一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、焊接、铆接、拼接、成型（如汽车车身）等。其显著的特征就是同一零件厚度一致。 现代汉语词典第5版的解释：动词，对钢板、铝板、铜板等金属板材进行加工。3.1.2钣金分类钣金加工从加工形态可分为冲裁加工、弯曲加工、拉深加工及压缩加工等四大类。冲裁加工是指钣金片材切断与分离的作业，将钣金件裁减成需要的形状与尺寸，以做进一步的加工，其作业方法与传统的切削加工迥然不同。本设计主要涉及落料、冲孔、切断、切边等内容。弯曲加工是将板片或板状半成品压弯成需求形状的作业统称。在加工过程中，材料的变形都发生在中性层直轴附近，且垂直与板片的纵向方向。同时其金属流动都在塑性范围内生成，因而，外部应力去除后仍能保持其永久变形，通常都会形成“会弹现象”。弯曲面的内侧承受压缩应力，外侧则受到拉深应力作用。本设计涉及V形弯曲、U形弯曲、L形弯曲、卷边加工等内容。拉深加工是指在不生成显著皱纹、薄化或裂痕的情况下，想预先冲裁好的平板金属坯料成形为空心容器。其完成的各种制品可为圆筒形或箱形，而侧面则为直线边、推拔边、，或综合直线边、推拔边与曲线边的形状。本设计不涉及拉深加工。压缩加工是指将板片或金属小坯，放置在压缩加工用的冲头与凹模之间，在利用适当冲床施加压力，以制造各种需求产品的加工方法。这种加工方法缘起与古代高温的锻造和高温挤压，其后随着冲床加工技术的提升、模具的进步和冲压机械的高容量化，而逐渐演变成常温挤压，并陆续开发出各种类型的崭新加工方法。如今已能利用此项技术制成各种形状复杂且物廉价美的成品。3.2钣金工艺3.2.1钣金压弯工艺本机箱涉及大量压弯加工工艺，因此特别说明。钣金的压弯工艺主要参照JB/T5109_2001。(1) 最小压弯半径最小压弯半径是保证毛坯外层纤维不发生裂纹的条件下，所能弯成的零件的内圆角半径。本机箱设计材料采用SECC(日本JIS钢材材料标注，钣金机箱行业标准)相当于国标镀锌冷轧钢板,查金属板料压弯工艺设计规范中常用材料压弯半径，其中为钣金厚度，本设计中得。本设计统一在90压弯处取。(2) 最小弯边高度为了保证工件的压弯质量，压弯件的直边应不小于最小弯边高度。当压弯直角时(如图3-1)，最小弯边高度如公式(1)计算: 公式(1)图3-1最小弯边高度计算示意图式中为钣金件厚度；式中为内圆半径举本设计中90弯折处。(3) 最小孔边距在压弯边附近有孔时，孔至压弯边的距离不应小于最小孔边距。当压弯边为直角时最小孔边距如公式(2)计算: 公式(2)本设计将涉及的90压弯的(4) 局部压弯边缘在局部压弯时，为了防止在交接处产生撕裂，可预先冲工艺孔(如图3-2)图3-2局部弯曲边缘示意图(5) 压弯件精度压弯件未标注形位公差按GB/T13916。压弯件未标注公差尺寸极限偏差按GB/T15055。(6) 传统压弯件展开计算板料在压弯的过程中,在内外表面之间,存在着一个中性层(应变中性层),其长度等于毛坯原来的长度.在生产中,为便于计算,将压弯部分的中性层长度按半径为圆弧长度计算,中性层圆弧半径按公式(3)计算: 公式(3)式中:中性层圆弧半径,mm 中性层位移系数，可查表，以本设计中板厚=1mm，经查询。得出传统人工钣金展开计算方法:当压弯角度=90时：算出直线部分长度根据,选择中性层位移系数按式计算出按公式(4)计算出 公式(4)图3-3 90度弯折展开计算示意图式中：圆弧中心角()按公式(5)计算压弯展开长度L 公式(5)当压弯角度为：时：当压弯角度为：时：当压弯角度为：时 由上述弯折钣金件传统展开方法可以看出，传统的弯折钣金件展开需要大量烦琐的人工计算，展开尺寸不易验证，展开精度也不能满足现代钣金加工要求。(7) Pro/Engineer钣金展开计算本设计采用弯折钣金件的Pro/E展开方法，它与传统的展开方法有着本质的区别，它是参数化、智能化的三维CAD过程，是在程序完全模拟钣金弯折加工过程的基础上行钣金件展开的。PROE在进行钣金的折弯可展平时，会自动计算材料被拉伸或压缩的长度。计算如公式(6)： (;PNTKHDP 公式(6) :：钣金展开长度i )ry( ：折弯处的内侧半径&6UamQ+ ：材料厚度 p? ：折弯角度 !%7icv Y系数: 由折弯中线的位置决定的一个常数，其默认值为0.5（所谓的“折弯中线”）。s&7Xm le在钣金设计实务中，常用的钣金展平计算公式是以K系数为主要依据的，范围是01，表示材料在折弯时被拉伸的抵抗程度。与Y系数的关系如下; /ND-K% 与传统钣金展开方法比较，使用Pro/E钣金模块进行展开具有以下优点：(1)展开实现了参数化、智能化。(2)展开效率高。(3)展开精度高。(4)展开尺寸便于验证。(5)能实现无纸化加工。通过在Pro/E钣金模块中建立弯折钣金件的立体模型，应用钣金展开模块，直接点取基面、需展开后的面后。软件即可按照钣金实际弯折加工过程运算后自动生成展开模型。通过展开模型，Pro/E能直接输出各种格式的二维图文文件，直接应用于数控切割及冲裁设备。本机箱设计中由于条件有限，Pro/E钣金件展开只进行CAD平面图纸转化，得到精确的钣金展开尺寸即可。3.2.2钣金卷边工艺卷边是指将板件的边缘卷曲成管状或压扁成叠边的操作，它能增加零件边缘的刚度和强度以及消除边缘锐利锋口。卷边分夹丝卷边、空心卷边、单折边、双叠边等四种。本机箱大量采用空心卷边和单折边设计。卷边零件展开尺寸计算包括直线部分的尺寸和曲线部分的尺寸。如图3-4所示零件的展开长度L为式中L1-板料直线部分材料长度（mm）；d-卷边直径（mm）；L2-板料270卷边部分长度。式中h-材料厚度。图3-4卷边长度计算示意图3.2.3 钣金拉深工艺拉深称为拉延或压延，是利用模具使冲裁后的平板坯料变成开口的空心零件的冲压方法。在冲压生产中拉深的种类很多。由于集合形状的特点不同，变形区的位置变形的性质、变形的分布以及坯料各部分的应力状态和分布规律有着相当大的、甚至是本质的区别。所以工艺参数、工艺数目与顺序的确定方法及模具设计原则和方法都不一样。各种拉深件按变形力学的特点可分为直壁回转体（圆筒形件）、直壁回转体（盒型体）、曲面回转体（曲面形状零件）和曲面非回转体等四类。本设计全部使用盒形拉深。拉深的工艺参数有坯料尺寸、拉深系数与次数、压边力和拉深力、拉深功等，本问不进行深入讨论。3.2.4 钣金铆接工艺铆接是利用铆钉将板材或型材按一定的要求串联在一起，通过挤压铆钉杆，使其与板材或型材形成不牢固不可拆卸的构件。铆接具有塑性、韧性较好，传力均匀可靠，变形小且维修方便等优点。铆接主要是利用手工工具、压力机，在某种专门场合使用铆钉枪、铆钉机等，借以连续对铆钉杆进行镦压。铆钉杆被放置在专门的铆钉托垫中，经过铆钉成型。铆钉联接按操作工艺方式分为冷铆和热铆两中。本机箱设计铆钉为铝制、直径小于10mm因此采用冷铆即可；本机箱设计为两薄壁零件铆接成为一个整体，应此需要采用特殊的铆钉及工具-拉铆枪单面进行铆接，操作也十分方便。3.3本章小结通过钣金工艺说明进一步规范了出本设计即将涉及到的弯折工艺、冲孔工艺、展开工艺、卷边工艺、拉深工艺、铆接等,并举例说明了压弯件展开的计算公式，说明了Pro/E软件计算弯折展开的原理，及其相对于传统展开计算的优点。第四章 机箱建模4.1 建模综述4.1.1 Pro/Engineer简介1985年，PTC公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER诞生了。经过10余年的发展，Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了Pro/ENGINEER proewildfire5.0。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还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还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。下面就Pro/ENGINEER的特点及主要模块进行简单的介绍。 主要特性 全相关性：Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。基于特征的参数化造型：Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作。装配管理：Pro/ENGINEER的基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体中零件的数量不受限制。 易于使用：菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得容易学习和使用。4.1.2 建模思想在本设计中采用了自顶向下、由内及外的设计方法，其设计过程是先确定机箱内部主板、电源等个各组件的尺寸，再将其组装成装配体，然后根据该装配体建立一个骨架模型，通过该骨架模型设计示意图传递给机箱的各个零件，再对零件进行细节设计。所谓的骨架模型是根据装配体内各元件之间的关系而创建的一种特殊的零件模型。本设计的建模流程如下：图4.1 建模流程4.1.3 建模效果本设计中所有的零件均采用Proe进行相应的三维建模和效果处理，本设计中总装配的效果图分别如图4.2所示。图4.2机箱整体效果4.2零件建模4.2.1主板、电源、光驱模型的构建主板带能源光驱模型的构建是为了为机箱尺寸的确定提供一个很好的参照，在设计过程中确定的主板、电源盒光驱的尺寸分别入下：电源：150mm140mm85mm光驱：185mm150mm40mm主板：230mm310mm100mm，此处100mm指的是主板的最大高度电源、光驱和主板的装配效果如图4.3所示：图4.3 主板、电源、光驱装配图此处仅仅提供设计参照，并没有装配上的特殊含义。4.2.2 机箱顶板设计思路：机箱顶板的设计思路是由机箱顶板在机箱中的作用和位置所决定的，机箱顶板是连接机箱前板、后板、左、右侧板和主板安装板的中介，基于机箱顶板的特殊位置和功能要求，要求机箱顶板应该能实现如下所示的功能：a) 与前板、后板和主板安装板方便进行连接b) 保证左、右侧板的顺利安装和卸载c) 要要求要有一定的强度，保证机箱整体的稳定性d) 禁止出现“毛刺”，毛刺会使户在装卸机箱时划伤手针对问题a），在机箱顶板相应位置分别打相应的孔，用于铆钉的固定，顶板和前后面板采用如图4.4所示的孔进行连接。图4.4 顶板与前面板连接孔顶板和主板之间采用如图4.5所示的孔进行连接，链接方式为采用铆钉进行固定连接。图4.5连接孔针对问题b),需要设计如图4.5所示的导向槽和卡位孔，保证两侧板安装方便性和位置的准确性。图4.6导向槽和卡位孔针对问题c)主要涉及材料的选择，此处不再进行详细的说明。针对问题d)，机箱顶板应该采用相应的折边设计，机箱顶板两侧的这边效果如图4.7所示图4.7 这边效果4.2.3主板安装板的设计主板安装版是机箱设计中非常重要的一个组成部分，这是由于主板安装版是主板安装的平台，主板上cpu及其风扇的运行稳定性是有主板安装的稳定性决定的，主板安装版还起连接上下板的作用。对主板安装版提出如下的要求：a) 实现上下板的安装b) 实现主板的安装c) 实现电源的辅助安装针对问题a），采用如图4.8所示的结构与上顶板进行铆钉连接，对于下面板的连接效果一直。图4.8 主板安装板与上面板安装孔针对问题b)需要在主板安装板上根据ATX主板的标准进行打孔操作，保证ATX主板的顺利安装。针对问题c），需要在安装板上开设辅助板进行带能源的辅助定位，电源的主要位置控制是由后面板进行控制的。辅助片的效果图如图4.9所示图4.9 电源安装辅助片4.2.4 机箱底板的设计机箱底板的结构与机箱顶板的结构几乎一直，但是机箱底板同时肩负着机箱风道进气口的作用，当然有些机箱的设计中也会将进气口放置发前面板下部，在本设计中采用在机箱底板加风道口的方案，机箱底板的风道口的效果图如图Xxx所示图4.10 底板风道口同时，机箱底板也担负着与地面接触的作用，为防止底板地步全部与地面接触造成机箱底板的损坏，需要在机箱地步开设四个如图Xxx所示的孔，用于塑料垫脚的安装，孔的直径为：8mm。孔之见的距离设置是有机箱底板的长宽尺寸和机箱的预测质量决定的，确定为为340mm101mm。4.2.5 机箱左侧板的设计机箱左侧板是机箱美化和加强机箱结构的中介，为了实现机箱侧板的功能要求，要求机箱左侧板应该能够实现便于安装的卸载的要求，针对如上的要求对机箱左侧板采用如下图所示的整体设计，机箱左侧板的效果图如图4.11所示.图4.11 机箱左侧板在机箱左侧板设置如图4.12所示的钣金凹槽结构，通过该结构，可以实现机箱左侧板的易于安装和卸载，其具体尺寸从人性化的角度出发，按照人体手形的平均尺寸，确定总的长、宽和高度为：1005015mm。图4.12钣金凹槽结构为了实现机箱左侧板和机箱顶板和机箱底板凹槽的配合，进而保证机箱左侧板的顺利安装，需要在机箱左侧板弯折如图4.13所示的折边。图4.13左侧板折边为了实现机箱左侧板的定位要求，需要在机箱左侧板开始如图4.14所示的折弯处理。根据机箱左侧板的尺寸确定定位折弯的长度为384mm，定位折弯的折弯半径为4mm。图4.14定位折弯从美观和通风散热的角度出发，在机箱左侧板开设如图4.15所示的两组成三角阵列的散热孔，用于保证机箱温度的散发。图4.15散热孔4.2.6 机箱后面板的设计机箱后面板的设计是非常重要的，这是因为，机箱后面板需要完成主板的卡位操作，也即定位操作，同时完成电源的定位操作和固定操作，同时完成各种板卡的固定操作，如显卡，声卡，网卡还原卡等等。针对如上的问题要求，本设计中机箱后面板的设计示意图如图4.16所示。图4.16后面板后面板为了实现电源的安装和固定，需要在后置面板中开设如图4.17所示的孔，同时为了使电源完成充分的散热效果，需要开设图Xx缺口。对于本设计中的尺寸，完全按照ATX主板和标准电源等进行的，此处尺寸不再进行详细的说明，具体的有关尺寸请参照CAD图纸。图4.17电源固定孔后面板板需要跟上下板进行相应的铆接处理，必须根据后面板和上下面板的相应尺寸进行相应的打孔操作，处理后的效果图如图4.18所示图4.18后面板铆接口机箱风道的形成需要借助于后面板，需要在后面板上安装相应的风扇，现有风扇已经标准化，根据相应的尺寸确定如图4.19所示的方案进行风扇的安装，为了保证机箱的充分散热，安装两个风扇，两风扇之间的距离设置为80mm。图4.19风扇安装结构为了保证主板的定位和安装，需要在后面板上开设45160mm的矩形缺口，同时扳压如图4.20所示的半圆形凹槽，用于主板挡板的安装。图4.21挡板安装孔和凹槽为了实现各种板卡的顺利定位和加紧， 需要存在后面板上开设如图4.22所示的缺口和固定台阶，板卡通过螺钉紧固在固定台阶上，保证了各种板卡的正常工作。图4.22板卡固定台阶4.2.7 机箱前面板的设计机箱前置面板主要负责承担计算机启动和重启以及各种指示灯的安装。前置面板需要与机箱上下板进行铆接，需要在机箱前面板上开设如图4.23所示的孔。图4.23机箱前板固定孔机箱前面板需要开设如图4.24所示的矩形缺口，用于光驱等的安装和辅助定位，两缺口的尺寸分别为180150mm和122.525mm。图4.24辅助缺口前面板需要开设如图4.25所示的凹槽和孔用于各种控制开关的定位和安装图4.25控制开关孔4.2.8 机箱架的设计机箱架主要用于安装光驱、硬盘和软驱等各种设备，机箱架的设计原则与上面存在很多的重复，在此不再进行详细的说明，机箱架的总体效果图如图4.26所示。图4.26机箱支架4.3 Proe装配 4.3.1 Proe装配简介装配是机箱设计中的一个重要环节，便于他人易于看到机箱的效果，在此简单罗列proe进行装配过程中常用的一些功能及其注意事项。I. 零件装配的基本操作1创建装配文档文件新建文档类型选择“组件”，输入文档名称，去掉“使用缺省模版”前的 模版=“mmns_asm_design” 确定2装配零件特征工具条“”或插入元件装配(A)选取要装配的零件打开零件显示在屏幕上，同时打开“元件放置”对话框，如图5-1所示定义装配约束确定。3删除零件：选中零件右键删除4修改装配关系：选中零件右键编辑定义装配约束类型 Pro/E的装配约束类型有图4.27所示的几种。图4.27图4.27II. 零件复制1零件阵列：选取欲阵列的零件阵列工具右键2零件复制：选取零件编辑重复打开图4.28所示对话框选取欲重复的约束添加给定复制位置确认。图4.28图4.29III. 颜色设定：视图颜色和外观IV. 做剖面：见第四章第三节。V. 爆炸图：1自动爆炸：视图分解分解视图2爆炸还原：视图分解取消分解视图3手动爆炸：视图分解编辑位置弹出图4.29所示对话框VI. 在装配中修改零件令零件的特征显示在模型树中，选中特定零件的某个特征右键编辑/编辑定义可以采用如零件设计同样的方式修改此零件，注意修改之后应及时再生。将零件激活，可以在装配中参照其它元件详细设计该零件。VII. 装配分析与干涉检查 主菜单分析（图4.30）中的各项用以做装配分析，其中分析模型分析全局干涉用作干涉检查（图4.31）。图4.30图4.31VIII. 装配中的零件设计(自上而下的设计)特征工具条“”或插入元件创建(C)IX. 在装配设计中，应灵活使用Layer及Hide、Unhide功能。4.3.1 Proe装配总结本文中的装配采用的是简单的对齐或者匹配等装配，在4.3.1中已经进行了详细的使用说明，此处不再进行额外的说明，装配好之后可以采用适当的渲染，对机箱进行美化处理。4.4建模总结运用Proe进行钣金件的建模时十分方便的，基于proe建模采用的是参数化的思想，对于实体模型乃至装配件的维护都是十分方便的，便于项目的快速开发和后期修改更新，大大的缩短了生产周期，会给企业应用带来极大的方便。本文中大部分零件的建模是在钣金模块下进行的，proe钣金模块为钣金件的快速构建，包括平整壁的构建，折弯等操作，都是十分方便的。第五章 三维工程图的二维下料图转化第四章中对机箱重要零件进行了建模，机箱的三维建模并不是我们的目的，进行加工制造才是机箱设计的终极目的，为了方便在实际中进行机箱的加工，需要将三维图转换成二维图形，针对钣金件的特殊性，需要在工程图中需要钣金件的展开视图，该视图的创建在。5.1 ProE生成工程图的方法 首先在“零件”模块下进行零件 的三维实体造型 ，然后在“绘图”模块下生成二维工程图。 (1)创建零件的三维模型 ProE进行实体造型的步骤：分析零件的形状 特征一选择特征造型命令一选择绘图平面一绘制特 征轮廓草图一完成特征的建立。这一步在第三章已经完成。(2)由三维模型生成二维工程图 将前面创建好的零件模型生成二维工程图。首先，要对工程图页面环境进行设置，使工程图中的尺寸单位、标注样式、字体大小等符合用户的要求。ProE提供了几种标准配置供用户选择，如 DIN、ISO、JIS、ANSI等。用户也可以定义。(3)在 AutoCAD中完成工程图 虽然在 ProE中也可以对其生成的工程图进行尺寸、公差等标注，但由于在 ProE中是对实体作标注，转成二维工程图时往往不适合人们的习惯，再加上 AutoCAD在实际中几乎是绘制工程图的通用软件，许多厂家都在其基础上开发了适合本厂加工标准的标注样式，因此，对工程图的尺寸标注应在AutoCAD中完成。在 ProE中完成了零件的工程图转化后，将其保存为 AutoCAD能够识别 的DWG格式的文件，然后在AutoCAD中打开，完成尺寸标注、添加标题栏和技术要求等工作。 特别指出的是，本设计中是钣金件设计，厚度均为1mm，因此只需要生成一个投影图即可得到较为全面的图形信息。可以先利用Pro/Engineer中的展平功能，调整视角进行投影可以得到完整的钣金平面图，再转到AutoCAD中进行标注，最后组合Pro/Engineer中钣金折弯表等工艺注释即可得到比较完整的钣金二维工程图和加工说明。5.2 各部件二维工程图的生成通过Pro/Engineer的工程图与AutoCAD工程图产生一一对应关系,有了工程图和钣金折弯表可得到较为全面的加工信息5.2.1硬盘架AutoCAD工程图及折弯表 本节举例展示Pro/Engineer硬盘架三维造型图的展平、转化、尺寸标注流程，其余类似，不再赘述。只将结果用图纸输出。步骤： (1)打开硬盘架三维造型图。 (2)选择“插入”“弯折操作”“展平”，在弹出对话框选择“规则”“完成”。 (3)选择硬盘架顶面，在弹出的展平选取选择“展平全部”完成。图Xxx机箱底板展开图图Xxx 机箱底板三视图(4)选择个合适的投影面或通过重定向图工具调整视图，以便后续工作的标注能较完善的表达。(5) PRO/Engineer中新建绘图，缺省模板中选yingpan.Prt（对应的三维造型图），大小选A4纸张，指定模板选择a4_drawing，系统将生成自动生成该三维图的三视图。(6)最后，将该三视图存为.Drg的AutoCAD格式，并打开，通过Pro/Engineer的测量工具将标准的尺寸标注到该CAD工程图中。通过钣金弯折表，加工技术人员可根据经验设计出实用的钣金弯折顺序表；通过二维工程图可以让施工人员更快速、更精确的制作出模具图。图Xxx 机箱底板工程图5.3本章小结通过机箱底板三维造型图转二维工程的示例，以及钣金弯折表的输出，得出一线生产人员最实用的技术图纸是造型设计工作人员的本职工作，以便提高总体工作效率，而Pro/Engineer转化二维工程需要进行一系列的设置，做好建立自己的模板文件。结束语钣金的生产制造在实际生活中有着重要的应用，掌握钣金相关的知识是钣金设计和进行相应加工的前提。通过本设计，关于钣金的三维设计、二维转化、钣金工艺知识都有一定了解和掌握。本设计总体上主要完成了以下几个方面的内容：（1）完成了机箱的现状分析（2）利用proe钣金模块对机箱进行了三维建模（3）完成了钣金件工程图的转换（4）了解掌握了钣金工艺和生产流程通过本课程的设计，补充了钣金方面的知识，同时学习了proe的钣金模块和工程图模块，自己得到了很好的锻炼，为走向工作岗位提供了良好的基础。本设计中可能存在一些不足，有待进行更深入的学习。参考文献 1 中华人民共和国机械国家标准.JB/T5109_2001 2 周四新编著.Pro/ENGINEER Wildfire实用设计百例.清华大学出版社， 2005 4 二代龙震工作室.Proe/Sheetmetal Wildfire 钣金设计.电子工业出版社，2004 5 孙宁.钣金工实用技术手册.江苏科学技术出版社，2000 2 李翔鹏.Pro/Engineer Wildfire3.0.中国铁道出版社，2006 3 林清安.Pro/Engineer Wildfire2.0钣金设计.电子工业出版社, 2006 2 姚兴军编著.Pro/ENGINEER野火版实用教程.人民邮电出版社，2005 6 路纯红等.精通Auto CAD机械设计.电子工业出版社，2006 8 张学军编著.Pro/Engineer Wildfire机械设计与应用.北京：国防工业出版社，2006 10 成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，200413 朱龙根.机械设计.北京：机械工业出版社，200614 李杞仪.赵韩.机械原理.武汉:武汉理工大学出版社，2001 15 David G.Ullman mechanisms design process. China Machine Press， 2006致谢本论文（设计）是在李军指导老师细心指导和谆谆教导下完成的。从选题、课题究到定稿，都凝聚着李老师大量的汗水和心血。一开始李老师告诉我论文难度不是很大，技术含量不是很高但只要认真去做就一定会有收获，付出就会有回报，叫我不要怕困难怕麻烦。的确当每一张图纸画出来的时候都会给我无限的喜悦，因为付出得到了回报，因为看到了实实在在的成果。自己动手的同时巩固和补充了大量的知识，让我认识到自己的不足，同时多亏李老师时常提醒，让我深刻地明白时间是挤出来的，不再找借口搪塞。以及他不厌其烦的待人方式使我在完成设计的同时也学到了做人和做学问的道理。在论文完成过程中，机械学院的老师以及各位同窗好友给予了热情的指导和帮助。老师们认真的治学态度和严谨的工作作风使我收益非浅，给我的工作起了很好的榜样作用，在此对他们表示崇高的敬意和衷心的感谢；同时也感谢我的各位同学，他们在生活以及学习上给予我极大的帮助和鼓励，在大家共同学习进步的友好氛围下本论文得以顺利开展完成。在此表示衷心的感谢！ 附件：大学本科生毕业论文(设计)规范一、毕业论文（设计）格式规范一份完整的毕业论文（设计）材料一般应包括下列内容：（一）题目；（二）目录；（三）论文主体（包括中英文摘要及关键词；正文；致谢；参考文献等）；（四）附录。具体分述如下： （一）题目题目应力求简短、精确、有概括性，直接反映毕业论文（设计）的中心内容和学科特点。题目一般不超过20个汉字，如确有必要，可用副标题作补充。（二）目录毕业论文（设计）必须按其结构顺序编写目录，要求层次分明，体现文章展开的步骤和作者思路。目录格式是论文的结构层次，反映作者的逻辑思维能力，所用格式应全文统一，每一层次下的正文必须另起一行。目录独立成页，以章、节、小节来编排。(三) 论文主体1、中英文摘要及关键词摘要一般不分段，不用图表，以精炼的文字对毕业论文（设计）的内容、观点、方法、成果和结论进行高度概括，具有独立性和自含性，自成一篇短文，具有报导作用。中文摘要一般以200-300个字为宜。关键词是反映毕业论文（设计）内容主题的词或词组，一般35个。其中英文摘要与中文摘要基本对应，英文关键词之间用分号分开，最后一个关键词后不加任何标点。2、正文包括引言、正文、结论等部分。（1）引言引言也称前言、导论、导言、绪言、绪论等。它的作用是向读者初步介绍文章的背景和内容，通常包括以下几个方面：为什么写这篇文章，要解决什么问题；论文的主要观点；与课题相关的历史回顾；写作资料的来源、性质及其运用情况，论文的规划和简要内容；研究中的新发现；课题的意义等。（2）正文正文是论文的核心部分，是作者学术理论水平和创造性工作的综合体现，是作者运用掌握的材料与方法进行论证、得出结论的部分，其任务是分析问题和解决问题。根据不同论文研究的课题性质、研究方法的不同，理论型、实验型和描述型论文的正文格式和写法不尽相同，但他们的要求是一致的。即：主题明确：全文围绕主题展开讨论，不离题；论证充分：有观点、有思路、有材料、有说服力；结论清楚：研究导出的结论不含糊、易理解；逻辑严密：文字精炼流畅、条理清晰。（3）结论结论是论文要点的回顾和提高，是整个研究过程的结晶，是全篇论文的精髓。结论中应对本篇论文解决了什么问题，得出了什么规律，存在什么问题给出明确的回答。撰写结论时，要注意精炼准确、总结提高、前后呼应。3、致谢（无必要时可省略）以精练的文字，对在毕业论文（设计）工作中直接给予指导、帮助的人员表示谢意，言辞恳切，实事求是。4、参考文献毕业论文（设计）须在论文的最后列出参考文献。参考文献应以公开发表过的、作者真正阅读过的、与论文密切相关的或直接引用的为限，未发表过的论文、试验报告、内部资料等不宜列入。参考文献的列写必须严格按照毕业论文（设计）中引用的先后顺序依次列写。参考文献的列写格式，详见“毕业论文（设计）的书写规范与打印要求”。(四)附录（无附录时可省略）凡不宜收入正文中的、又有价值的内容可编入毕业论文的附录中。如：大号的设计图纸；篇幅较大的计算机程序（但以研究软件程序为主的毕业论文题目，其程序可作为正文的一部分）；过长的公式推演过程。其它内容如译文及原文、专题调研报告、文献综述等可另行装订成册。二、毕业论文（设计）的书写规范与打印要求（一）书写规范1、 引用有关政策、方针性内容务必正确无误，不得泄漏国家和单位机密。2、使用普通语体文写作，体例统一，文句通顺，无语法错误，简化字符合规范，标点符号使用正确，符号的上下角标和数码要写清楚且位置准确。3、采用中华人民共和国国家标准（GB31003102-93）规定的计量单位和符号，单位用正体，符号用斜体。4、使用外文缩写代替一术语时，首次出现的，应用括号注明其含义，如CPU(Central Process