基于cadcam软件日常用品的造型设计【毕业论文,绝对精品】

系系 别别 机 电 学 院 专专 业业 机电一体化技术 班班 级级 201007 班 姓姓 名名 学学 号号 201003011720 指导教师指导教师 副教授 II 毕业设计（论文）任务书 学生姓名： 专 业： 机电一体化工程 班 级： 机电 201007 班 学 号： 201003011720 指导教师： 设计（论文）题目： 基于 CAD/CAM 软件日常用品的造型设计 设计（论文）主要内容： 1.豆浆机的造型设计； 2.豆浆机的零件装配； 3.豆浆机的运动仿真； 4.技术资料整理与电子文档的制作。 5.日常生活用品的造型设计。 要求完成的主要内容： 1.每个学生必须独立完成毕业设计。 2.设计图纸要清晰，尺寸标注要准确，数据要完整，书写要规范。 3.设计主题要完整。 4.设计图纸可手工作图，也可电脑制作。文字部分用 A4 纸打印。整个 设计材料要装订成册。 5.设计完成后应有相应的总结报告。 指导教师签名： 专业负责人签名： w 黄冈职业技术学院黄冈职业技术学院 毕业设计(论文)开题报告 课题名称:基于 CAD/CAM 软件日常 用品的造型设计 学 院 机电学院 专 业 机电一体化技术 班 级 机电 201007 班 姓 名 学 号 201003011720 指导教师 副教授 IV 毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告 题目：题目：基于 CAD/CAM 软件日常用品的造型设计 1 本课题的来源、选题依据：本课题的来源、选题依据： 本课题来源于都 2013 届黄冈职业技术学院毕业论文选题。 豆浆作为中国的传统饮品已有几千年的历史，是国际营养学界公认的四大健 康饮品之一，以其独特的营养价值一直受到人们喜爱。早餐喝豆浆已经是中 国人多年形成的习惯，豆浆机做的早餐“绿色牛奶”具有天然、健康、营养 等特点适合国人的生活习惯，因而受到消费者和集团购买的追捧，因此，豆 浆的相关产品进入了人们的视线，引起了人们的注意，在追求方便快捷的生 活已经成为时代主旋律的情况下，豆浆机作为一件方便的日常厨房工具，正 在逐渐走入便捷的生活时代。生活的需求是产品开发的向导，一切的设计都 要源于人们生活的需要，符合人们需要才是产品设计的最终目的。因此这次 的设计题目就从身边选择，一个简单实用的生活必备工具：豆浆机。 2 2 本课题的设计（研究）意义（相关技术的现状和发展趋势）：本课题的设计（研究）意义（相关技术的现状和发展趋势）： 1994 年，第一次技术创新电机上置式安装：启动力矩大、转速高、调速范围 广，稳定性高，粉碎效果好；1996 年，第二次技术创新外加豆技术；1999 年， 第三次技术创新智能不黏技术，便于清洗，省时省力；2001 年，第四次创新 技术浓香技术，豆浆的口味进一步提高；2002 年，第五次技术创新专利 文火煎敖技术；2004 年，第六次技术创新营养萃取技术；2005 年，第七次创 新技术专利易清洗多功能技术-拉法尔技术；2006 年，第八次技术创新 推出“无网豆浆机”丰富了产品系列；2008 年，第九次技术革新推出了“五 谷精磨器”使得豆浆营养和口味得到质的飞跃。 快节奏已经成为当今社会的主流，跟不上生活的节奏就要被淘汰，豆浆机作 为日常生活的必备厨具，已经进入了快节奏的生活时代。豆浆里含有多种优质蛋 白、多种维生素、多种人体必须的氨基酸和多种微量元素等。无论成年人、老年 人和儿童，只要坚持饮用，对于提高体质、预防和治疗病症，都大有益处。所以 豆浆饮品日益受到人们的青睐。随着人们健康认识的增强，为了卫生，喝的放心， 纷纷选择家庭自制豆浆，从而拉动家用微电脑全自动豆浆机市场。一部好的豆浆 机不仅能为我们节约很多宝贵的时间，而且还能榨出鲜美可口、营养丰富的豆浆， 为我们的健康保驾护航！ w 3 本课题的基本内容、本课题的基本内容、重点和难点，拟采用的实现手段（途径）：重点和难点，拟采用的实现手段（途径）： （可以另附页） （1）查有关资料，学习相关知识，完成开题报告。 （2）了解产品开发的流程。 （3）进一步了解学习 Pro/E 软件及其在工业生产中的重要地位。 （4）绘制豆浆机的零件结构图 （5）完成毕业设计说明书 （6）交与老师指导并签字。 4 4 文献综述（列出主要参考文献的作者、名称、出版社、出版时间以及与文献综述（列出主要参考文献的作者、名称、出版社、出版时间以及与 本课题相关的主要参考要点）：本课题相关的主要参考要点）： 1刘长荣，肖念新，工程力学 M. 中国农业科技出版社, 2002: 56-67. 2张裕中, 食品加工技术装备 M. 中国轻工业出版社,2000: 125-131. 3梁玲， 赵春章， 中文版 Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 实用教程 M. 北京：清华大学出版社， 2008：254-264. 4钟日铭, Pro/ENGINEER Wildfire3.0 中文版装配设计与产品实例 M. 北京：机械设计出版社，2007：6-11，82-84，190-194. 5朱润华，张江华， Pro/ENGINEER Wildfire 机械设计与实力详解 M. 北京：电子工业出版社, 2007：50-56. 6朱龙根, 简明机械零件设计手册 M. 机械工业出版社, 1997: 101-1 15. 7垄溎义, 机械设计课程设计指导书 M. 高等教育出版社, 1982: 207- 209. 8侯先勤，Pro/E 4.0 产品设计实例精讲 M. 西安：西安交通大学出版 社, 2009：179-185. 9G.Kannan,V.P.Vinay.Multi-criteria decision making for the selec tion of CAD/CAM systemJ.Interact Des Manuf,2008,45(8):151-159 . 10Chieh-Li，Chen, Chung-Li，Tai,Y. F. Lio.Virtual binocular visi on systems to solid model reconstructionJ.Adv Manuf Technol, 2007,(35):379-384. VI 指导教师意见：指导教师意见： 指导教师：指导教师： 2012 年年 10 月月 10 日日 教学学院意见：教学学院意见： 盖章盖章 2012 年年 10 月月 15 日日 w 黄冈职业技术学院黄冈职业技术学院 毕业论文毕业论文 题目：题目：基于 CAD/CAM 软件日常用品的造型设计 学 院： 机电学院 专 业： 机电一体化技术 班 级: 201007 班 姓 名： 余 力 学 号： 201003011720 指导老师： 潘纹 副教授 VIII 基于 Pro/E 的豆浆机的设计 三维建模与动态仿真 摘 要 随着人们生活水平的日益提高，豆浆已经走向了人们的餐桌，因此，豆浆的相关 产品进入了人们的视线，引起了人们的注意，在追求方便快捷的生活已经成为时代主 旋律的情况下，豆浆机作为一件方便的日常厨房工具，正在逐渐走入便捷的生活时代。 本课题的目的是运用 Pro/E 软件对豆浆机的结构进行优化设计，了解一般产品设 计的基本过程。应用 Pro/E 软件仿真系统优化豆浆机的使用功能，克服现在一些豆浆 机的费时、费力、不易于清洗和外观不美观等缺点。并探索 Pro/E 在三维动态方面的 应用价值，以及 Pro/E 软件在当今的工业生产中的应用。 关键词：Pro/E；豆浆机；零件装配；动态仿真 w Based on the Pro / E soymilk machine design Three dimensional modeling and dynamic simulation Abstract With the improvement of peoples standard of living, soy milk has been toward the table of people, therefore, milk related products into the line of sight of people, caused the attention of people, in the pursuit of convenient life, has become the main theme of the times situation, soya-bean milk machine as a convenient daily kitchen tools, is gradually into convenient life era. The purpose of this project is to use Pro / E software to optimize the structure of the soybean milk machine design, the general understanding of the basic process of product design. Application of Pro / E software simulation and system optimization of soya-bean milk machine use function, overcoming some soybean milk machine time-consuming, laborious, is not easy to be cleaned and poor appearance. And exploration of Pro / E in 3D dynamic aspects of the application, as well as the Pro / E software in todays industrial production and application. Key words: Pro/E; Pro/E; soya-bean milk machine; parts assembly; dynamic simulation X 目目 录录 1 绪论 1.1 多功能豆浆机的发展及 Pro/E 的应用.1 1.1.1 现今生活对多功能豆浆机的需求 1 1.1.2 Pro/E 在工业中的应用.1 1.1.3 多功能豆浆机的发展历程 2 1.2 Pro/ENGINEER 软件的简介2 1.2.1 Pro/ENGINEER 的发展历程2 1.2.2 Pro/ENGINEER 主要模块及应用领域4 1.3 本课题的主要研究内容 6 2 多功能豆浆机的组成零件及绘制 2.1 多功能豆浆机的组成零件.7 2.2 多功能豆浆机零件的绘制.7 3 多功能豆浆机零件的装配 3.1 建立新文件并固定顶盖.9 3.2 装配加热管11 3.3 装配刀具13 3.4 装配杯体15 3.5 装配把手 .17 3.6 底座的装配 .19 4 仿真运动 4.1 仿真运动的参数设置21 4.2 模拟仿真运动效果23 5 结论与展望 5.1 结论26 5.2 课题展望26 参考文献27 致谢28 w 1 绪论 1.1 多功能豆浆机的发展及 Pro/E 的应用 1.1.1 现今生活对多功能豆浆机的需求 随着生活水平提高，生活节奏的加快，人们的生活习惯也随之改变，以往慢节奏 慢慢的被淘汰。生活的需求是产品开发的向导，一切的设计都要源于人们生活的需要， 符合人们需要才是产品设计的最终目的。因此这次的设计题目就从身边选择，一个简 单实用的生活必备工具：豆浆机。 快节奏已经成为当今社会的主流，跟不上生活的节奏就要被淘汰，豆浆机作为日 常生活的必备厨具，已经进入了快节奏的生活时代。豆浆里含有多种优质蛋白、多种 维生素、多种人体必须的氨基酸和多种微量元素等。无论成年人、老年人和儿童，只 要坚持饮用，对于提高体质、预防和治疗病症，都大有益处。所以豆浆饮品日益受到 人们的青睐。随着人们健康认识的增强，为了卫生，喝的放心，纷纷选择家庭自制豆 浆，从而拉动家用微电脑全自动豆浆机市场。一部好的豆浆机不仅能为我们节约很多 宝贵的时间，而且还能榨出鲜美可口、营养丰富的豆浆，为我们的健康保驾护航！ 1.1.2 Pro/E 在工业中的应用 CAD 技术是先进制造技术的重要组成部分，是计算机技术在工程设计、机械制造等 领域中最有影响的一项高新应用技术。Pro/E 作为 CAD 软件中的突出代表，在工业生产、 产品创新等各个方面有着重要的作用。它使机械产品在设计过程中，产品的性能设计 和结构优化设计技术能得到充分的施展，而不仅仅是代替简单而重复的人工劳动。在 进行产品设计过程中，产品设计人员可以通过 Pro/E 的动态仿真技术进行产品的性能 分析设计和结构优化设计，并将产品的形体设计已产品性能设计结合起来，对产品个 主要部件的动、静态分析和结构形体等的优化。 自从美国 PTC 公司的 PRO/E 软件自诞生那一天起，就引领机械行业的发展，将一 场深刻的变化带进了工业生产的各个方面。其优势在航空航天、汽车工业、生物医学、 桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等制造业的广泛、深入应 用就能得到生动的说明。相关联的据库、参数化设计基于特征的实体型化、以及多兼 容的数据接口等，都是 PRO/E 的最大特点。 Pro/e 软件作为计算机辅助设计系统中非常重要的一款三维设计软件，它所具有的 功能是计算机发挥辅助设计功能、提高设计效率的重要基础。建立在统一基层上的数 据库上的特点令数据结构与工程设计结合，使得一件产品的设计能够在各个阶段称为 2 一个 w 完整一体的过程。工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模 型，如腔、壳、倒角及圆角等特征，可以轻易改变模型。这一功能特性给工程 设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。该软件的多数据的接口可以与 多种 CAE/CAM 软件的的连接应用。 1.1.3 多功能豆浆机的发展历程 1994 年，第一次技术创新电机上置式安装：启动力矩大、转速高、调 速范围广，稳定性高，粉碎效果好；1996 年，第二次技术创新外加豆技术； 1999 年，第三次技术创新智能不黏技术，便于清洗，省时省力；2001 年， 第四次创新技术浓香技术，豆浆的口味进一步提高；2002 年，第五次技术 创新专利文火煎敖技术；2004 年，第六次技术创新营养萃取技术； 2005 年，第七次创新技术专利易清洗多功能技术-拉法尔技术；2006 年， 第八次技术创新推出“无网豆浆机”丰富了产品系列；2008 年，第九次技 术革新推出了“五谷精磨器”使得豆浆营养和口味得到质的飞跃。 豆浆作为中国的传统饮品已有几千年的历史，是国际营养学界公认的四大 健康饮品之一，以其独特的营养价值一直受到人们喜爱。早餐喝豆浆已经是中 国人多年形成的习惯，豆浆机做的早餐“绿色牛奶”具有天然、健康、营养等 特点适合国人的生活习惯，因而受到消费者和集团购买的追捧，决定了它的需 求量将会不断增长。近年来，家用豆浆机市场需求已经呈现加速增长的势头。 豆浆机从一面市即受到广大消费者的喜爱和欢迎，产品畅销全国，并远销日本、 美国、新加坡、印尼、泰国等海外 20 多个国家和地区。国内豆浆机市场 2005 年至 2007 年的销售量分别为 250 万台、300 万台、500 万台，今年的销量则有 望猛增到 1000 万台。专家预计，未来几年豆浆机市场将非常乐观。现在许多企 业都加大了对小家电的投入，如飞利浦、TCL、美的等。此外，这个市场的发展 速度也非常快，包括豆浆机在内的整个小家电市场在未来几年将迎来巨大的发 展空间。 1.2 Pro/ENGINEER 软件的简介 1.2.1 Pro/ENGINEER 的发展历程 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，自面世后以优异的性能获得了众多 CAD 用 户的认可。Pro/ENGINEER 经历 10 余年的发展，技术上逐步成熟，已经成为三 维建模软件的领头羊。Pro/ENGNEER 作为一种通用工程软件有着极其强大的功 4 能。在现代产品设计中，随着设计手段日趋先进，计算机辅助设计使得产品设 计快捷、直观，以往使用的 CAD 软件以二维软件为主，主要起辅助绘图作用， 而随着产品设计的发展需要，越来越多的产品设计已经不再停留在二维的设计 领域，正在越来越多的朝着三维的产品设计发展， Pro/Engineer 软件采用全 参数化造型技术，比较适于零件相对简单，部件结构比较复杂的产品设计。而 Pro/ENGINEER 与其它 CAD 软件相比，有着很大的优越性：Pro/ENGINEER 可以实 现三维造型的随意性和方向性，可进行模拟装配和有机的可行性分析，从而缩 短设计周期，降低生产成本。PTC 公司以每年推出一个新版本的速度不断改进 软件的不足之处并引入现先进的设计理念。在 Pro/ENGINEER 的 Wildfire 系列 推出之前，最近的几个版本是 Pro/ENGINEERR20、Pro/ENGINEER2000i、Pro/ENGINEER2000i2 和 Pro/ENGINEER2001。每个版本都有代表性的先进设计思想。 2003 年，PTC 推出了 Wildfire 版，全面改进了软件的用户界面，对个设计 模块重新进行功能组合，进一步完善了部分设计功能，是软件的界面更友好， 使用更方便，设计能力更强大。两年后 PTC 公司推出了 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0。2006 年 4 月，Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 正式推出。2007 年 7 月，Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 面世。现在 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 已经进入应用领域。 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 的主要特性。 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。全相关性鼓励在开发周期的 任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发 后期的一些功能提前发挥其作用。 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。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说 是很熟悉的，因而易于使用。 装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领 域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何 属性） ，然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。 w 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，由于使 用了 Pro/ENGINEER 独特的全相关性功能，因而使之成为可能。 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。 1.2.2 Pro/ENGINEER 的主要模块及应用领域 PRO/ENGINEER 软件包的产品开发环境在支持并行工作它通过一系列完全 相关的模块表述产品的外形、装配及其他功能。PRO/E 能够让多个部门同时致 力于单一的产品模型。包括对大型项目的装配体管理、功能仿真、制造、数据 管理等。其中 PRO/E V2000i 更增加了行为建模技术使其成为把梦想变为现实的 杰出工具。 1.工业设计(CAID)模块 工业设计模块主要用于对产品进行几何设计以前在零件未制造出时是 无法观看零件形状的只能通过二维平面图进行想象。现在用 3DS 可以生成实 体模型但用 3DS 生成的模型在工程实际中是“中看不中用“。用 PRO/E 生成的实 体建模不仅中看而且相当管用。事实上 PRO/E 后阶段的各个工作数据的产生 都要依赖于实体建模所生成的数据。 包括 PRO/3DPAINT(3D 建模)、PRO/ANIMATE(动画模拟)、PRO/DESIGNER(概念设 计)、PRO/NETWORKANIMATOR(网络动画合成) 、PRO/PERSPECTA-SKETCH(图片转 三维模型)、PRO/PHOTORENDER(图片渲染)几个子 模块。 2.机械设计(CAD)模块 机械设计模块是一个高效的三维机械设计工具它可绘制任意复杂形状的 零件。在实际中存在大量形状不规则的物体表面。随着人们生活水平的提高 对曲面产品的需求将会大大增加。用 PRO/E 生成曲面仅需 2 步3 步*作。PRO/E 生成曲面的方法有拉伸、旋转、放样、扫掠、网格、点阵等。由于生成曲面的 方法较多因此 PRO/E 可以迅速建立任何复杂曲面。它既能作为高性能系统独立 使用又能与其它实体建模模块结合起来使用它支持 GB、ANSI、ISO 和 JIS 等标 6 准。 3.功能仿真(CAE)模块 功能仿真(CAE)模块主要进行有限元分析。我们中国有句古话“画虎画皮 难画骨知人知面不知心“。主要是讲事物内在特征很难把握。机械零件的内部变 化情况是难以知晓的。有限元仿真使我们有了一双慧眼能“看到“零件内部的受 力状态。利用该功能在满足零件受力要求的基础上便可充分优化零件的设计。 著名的可口可乐公司利用有限元仿真分析其饮料瓶结果使瓶体质量减轻了近 20%而 其功能丝毫不受影响仅此一项就取得了极大的经济效益。 4.制造(CAM)模块 在机械行业中用到的 CAM 制造模块中的功能是 NC Machining(数控加工)。 功能就 PRO/ES 的数控模块包括 PRO/CASTING(铸造模具设计)、PRO/MFG(电加工)、 PRO/MOLDESIGN(塑料模具设计)、PRO/NC-CHECK(NC 仿真)、PRO/NCPOST(CNC 程 序生成)、PRO/SHEETMETAL(钣金设计)。 5.数据管理(PDM)模块 PRO/E 的数据管理模块就像一位保健医生，它在计算机上对产品性能进行 测试仿真找出造成产品各种故障的原因帮助你对症下药排除产品故障改进产 品设计。它就像 PRO/E 家庭的一个大管家将触角伸到每一个任务模块。并自 动跟踪你创建的数据这些数据包括你存贮在模型文件或库中零件的数据。这个 管家通过一定的机制保证了所有数据的安全及存取方便。 它包括 PRO/PDM(数 据管理)、PRO/REVIEW(模型图纸评估)。 6.数据交换(Geometry Translator)模块 在实际中还存在一些别的 CAD 系统如 UG、EUCLID、CIMATRTON、MDT 等。 由于它们门户有别所以自己的数据都难以被对方所识别。但在实际工作中往 往需要接受别的 CAD 数据。这时几何数据交换模块就会发挥作用。 PRO/E 中几何数据交换模块有好几个。如 PRO/CAT(PRO/E 和 CATIA 的数据 交换)、PRO/CDT(二维工程图接口)、PRO/DATA FOR PDGS(PRO/E 和福特汽车设 计软件的接口)、PRO/DEVELOP(PRO/E 软件开发)、PRO/DRAW(二维数据库数据输 入)、PRO/INTERFACE(工业标准数据交换格式扩充)、PRO/INTERFACE FOR STEP(STEP/ISO10303 数据和 PRO/E 交换)、PRO/LEGACY(线架/曲面维护) PRO/LIBRARYACCESS(PRO/E 模型数据库进入)、PRO/POLT(HPGL/POSTSCRIPTA 数 据输出)。 Pro/ENGINEER 软件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：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，它已广泛应用 w 于电子，机械，模具，汽车，航天，家电等各行业。在工业产品的设计过程中 应用最为广泛。Pro/ENGINEER 作为高端的三维设计软件，应用布局、骨架及参 照关系等进行大型复杂机械产品的 Top-Down 设计，可以建立有效的产品数字化 模型，尤其是在设计变更、系列化产品或者数据借用时，您会有深刻的体。 Pro/E 软件会通过自动生成相关的机械模具设计、装配指令和机床代码也能在 大程度提高生产效率，Pro/ENGINEER 软件能够仿真和分析虚拟样机及优化设计， 无需制造昂贵的实物样机，即可以虚拟方式模拟实际的作用力和运动情况，并 分析机械产品在这些情况下的可能出现的问题。在设计阶段中及早洞察产品性 能，从而改进产品性能，设计更好的产品。同时节省时间和成本。另外 Pro/ENGINEER 软件支持与多种 CAD 工具（包括相关数据交换）和业界标准数据 格式兼容利用，与 PTC 的其他产品一起能形成团队成员之间有效地共享数字化 产品数据环境，基于产品研发体系，优化数字化产品价值链，改善企业业务流 程。 1.3 本课题的主要研究内容 本课题的目的是通过对多功能豆浆机的优化设计，了解一般产品设计的基 本过程。通过应用 Pro/E 软件仿真对豆浆机结构进行优化，克服目前市面上豆 浆机费时、费力、难清洗以及外观不美观等缺点。探索 Pro/E 在三维动态方面 的应用价值，以及 Pro/E 软件在当今工业生产中的应用价值。长远的观点看， 三维 CAD 技术必然会替代二维绘图。随着计算机性能的提高，CAD 三维技术正 向着开放、集成、智能和标准化的方向发展。正确把握 CAD 三维技术的发展趋 势，对我国机械行业的企业正确的规划自身设计系统，有着深远的意义。 2 多功能豆浆机的组成零件及绘制 2.1 多功能豆浆机的组成零件 豆浆机主要零件总共包括 6 个，分别是，顶盖、加热管、刀具、杯体、把手 和底座。 2.2 多功能豆浆机零件的绘制 1.顶盖的绘制主要使用的特包括， “旋转” 、 “拉伸” 、 “倒圆角”等一些其它的特 征命令。顶盖的整体效果图如图 2-1 所示。 8 图 2-1 顶盖 图 2-2 加热管 2.加热管的绘制主要使用的特征包括， “扫描混合” 、 “拉伸” 、 “旋转” “镜像” 等特征命令。加热管的整体效果图如图 2-2 所示。 3.刀具的绘制主要使用的特征包括， “拉伸” 、 “基准平面” 、 “镜像” 、 “拉伸”等 特征命令。刀具的整体效果图如图 2-3 所示。 图 2-3 刀具 图 2-4 杯体 4.杯体的绘制主要使用的特征包括,“旋转” 、 “抽壳” 、 “倒圆角”等特征命令。 杯体的整体效果图如图 2-4 所示。 5.把手的绘制主要使用的特征包括， “拉伸” 、 “旋转” “倒圆角”等特征命令。 把手的整体效果图如图 2-5 所示。 图 2-5 把手 图 2-6 底座 w 6.底座的绘制比较简单，只需要“旋转”等特征命令。底座的整体效果图如图 2-6 所示。 3 多功能豆浆机零件的装配 从多功能豆浆机的结构来看，固定件为顶盖和杯体，选择顶盖为固定件， 刀具左旋转运动。具体设置步骤如下： 3.1 建立新文件并固定顶盖 （1）单机窗口上部工具栏中的“创建新对象“按钮，打开“新建”对话框， 确认“类型”选项为“组件” ， “子类型”选项为“设计” ，在“名称”文本框里 输入“doujiangji”将其做为组件名，不要勾选“使用缺省模版”选项（见图 3-1） ，然后单击按钮系统会自动打开“新文件选项”对话框（见图 3-2） 。 图 3-1 “新建”对话框 图 3-2 “新文件选项”对话框 （2）选取“新文件选项”对话框中的“mmns-asm-design”选项，然后单击 按钮，系统会自动进入装配环境界面。 （3）单击窗口右侧快捷工具栏中的“将元件添加到组件” 按钮，系统会自 动打开如图 3-3 所示的“打开”对话框。 10 图 3-3 “打开”对话框 （4）选择对话框里的“dinggai.prt”文件然后单击底部的按钮，系统会自 动打开如图 3-4 所示的“放置”操控板，且绘图区会显示出待装配的零件模型。 图 3-4 “元件放置”操控板 （5）单击操控板中部“自动”列表框右边的按钮，在弹出的下拉列表里选 择“缺省”选项（见图 3-5） 。 图 3-5 下拉列表 （6）单击操控板中的“应用并保存”按钮，绘图去会显示完成约束设置后 的底座零件，效果图如图 3-6 所示。 w 图 3-6 顶盖效果图 3.2 装配加热管 （1）单击窗口右侧快捷工具栏中的“将元件添加到组件” 按钮，系统会自 动弹出“打开”对话框。 （2）选择对话框里的“jiareguan.prt”文件然后单击底部的按钮，系 统会自动打开“放置”操控板，同时绘图区会显示选定的零件模型。效果图如 图 3-7 图 3-7 显示的待装配的零件 12 (3）单击操控板中 按钮，打开“放置” 上滑面板，如图 3-8。 图 3-8 “放置”上滑面板 (4)在装配操控板的“约束类型”下拉列表中选取“匹配”选项，在“偏移”下 拉列表中选取“重合”选项，然后分别选取顶盖的凸台端面和加热管的一个端 面，如图 3-9 所示。 图 3-9 选取匹配面示意图 （5）选取完后，在模型上有匹配预览，如果方向不对，可以单击“反向 “按钮。 （6）单击装配操控板上的“放置”按钮，打开“放置”上滑面板，如图 3-10 所示。 图 3-10 “放置”上滑面板 w （7）单击“放置”上滑面板中的“新建约束”按钮，在“约束类型”下拉列表 中选择“对齐”选项，然后分别选取顶盖的 RIGHT 面和加热管的 RIGHT 面。 （8）单击“放置”上滑面板中的“新建约束”按钮，在“约束类型”下拉列表 中选择“匹配”选项，然后分别选取加热管的 TOP 面和顶盖的 FRONT 面。 图 3-11 装配图 （9）单击装配操控板中的“完成” 按钮，完成两个零件的装配。完成的 装配图如图 3-11 所示。 3.3 装配刀具 （1）单击特征工具栏中的“装配”按钮，此时系统能够自动弹出“打开” 对话框，在该对话框中选择装配的装配体零件文件“daoju.prt” ，单击“打开” 按钮。如图 3-12 所示。 图 3-12 窗口显示图 （2）在装配操控板的“约束类型”下拉列表中选取“圆柱”选项。然后选择刀 14 具杆的轴线和顶盖的轴线。 （3）选取完后，窗口中显示装配图效果，如果方向不对，可以单击“反向“ 按钮。如图 3-13 所示。 图 3-13 窗口显示图 （4）单击装配操控板上的“放置”按钮，打开“放置”上滑面板，如图 3-14 所示。 图 3-14 “放置”上滑面板 （5）在装配操控板的“约束类型”下拉列表中选取“平面”选项。然后选择刀 具杆的顶端面和顶盖的 TOP 面。 （6）单击装配操控板中的“完成” 按钮，完成两个零件的装配。完成的 装配图如图 3-15 所示。 w 图 3-15 装配图效果 3.4 装配杯体 （1）单击特征工具栏中的“装配”按钮，此时系统能够自动弹出“打开” 对话框，在该对话框中选择装配的装配体零件文件“beiti.prt” ，单击“打开” 按钮。如图 3-16 所示。 图 3-16 窗口显示图 （2）在装配操控板的“约束类型”下拉列表中选取“匹配”选项。然后选择杯 体的上端面和顶盖上的 TOP 面。 16 （3）选取完后，窗口中显示装配图效果，如果方向不对，可以单击“反向“ 按钮。 （4）单击装配操控板上的“放置”按钮，打开“放置”上滑面板，如图 3-17 所示。 图 3-17 “放置”上滑面板 （5）点击装配操控面板中的“新建设置”在装配操控板的“约束类型”下拉列 表中选取“对齐”选项。然后选择杯体的轴线和顶盖的轴线。 （6）单击装配操控板中的“完成” 按钮，完成两个零件的装配。完成的 装配图如图 3-18 所示。 图 3-18 装配效果图 w 3.5 装配把手 (1)单击特征工具栏中的“装配”按钮，此时系统能够自动弹出“打开”对 话框，在该对话框中选择装配的装配体零件文件“beiti.prt” ，单击“打开” 按钮。如图 3-19 所示。 图 3-19 窗口显示图 (2）在装配操控板的“约束类型”下拉列表中选取“匹配”选项。然后选择把 手的上端面和顶盖上的 TOP 面。 (3）选取完后，窗口中显示装配图效果，如果方向不对，可以单击“反向“ 按钮。 （4）单击装配操控板上的“放置”按钮，打开“放置”上滑面板，如图 3-20 所示。 图 3-20“放置”上滑面板 18 （5）点击装配操控面板中的“新建设置”在装配操控板的“约束类型”下拉列 表中选取“对齐”选项。然后选择把手的 DTM1 面和顶盖上的 FRONT 面。如图 3-21 所示。 图 3-21 窗口显示图 （6）点击装配操控面板中的“新建设置” ，在装配操控板的“约束类型”下拉 列表中选取“曲面上的边”选项。选择把手上端面右面的边，让后把“约束类 型”改为“对齐” ，选择顶盖上最右面的边。效果如图 3-22 所示。 图 3-22 窗口显示“对齐图 (7)单击装配操控板中的“完成” 按钮，完成两个零件的装配。完成的装 配图如 3-23 所示。 图 3-23 装配效果图 w 3.6 底座的装配 （1）单击特征工具栏中的“装配”按钮，此时系统能够自动弹出“打开” 对话框，在该对话框中选择装配的装配体零件文件“dizuo.prt” ，单击“打开” 按钮。如图 3-24 所示。 图 3-24 窗口显示图 （2）在装配操控板的“约束类型”下拉列表中选取“匹配”选项。然后选择底 座的一个平面和杯体的底面。 （3）单击装配操控板上的“放置”按钮，打开“放置”上滑面板，点击装配操 控面板中的“新建设置”在装配操控板的“约束类型”下拉列表中选取“对齐” 选项。然后选择底座的轴线和杯体的轴线。如图 3-25 所示。 图 3-25“放置”上滑面板 (4)单击装配操控板中的“完成” 按钮，完成两个零件的装配。至此，豆 20 浆机的全部零件装配完成。完成的装配图如 3-26 所示。 图 3-26 装配完成效果图 （5）为了美观和对内部结构的清晰表达，为豆浆机各个零件涂上不同的颜色， 效果如图 3-27 所示。 图 3-27 豆浆机效果图 4 仿真运动 4.1 仿真运动的参数设置 豆浆机的仿真运动参数设置比较单一，只要将伺服电机的连接轴设置在 w “圆柱”连接的方向轴上就能够使机构运动起来，具体操作流程如下： （1）打开上一节装配好的豆浆机结构文件图。单击菜单命令“应用程序” “机构” ，系统会自动切换到机构设计操作界面，如图 4-1 所示。 图 4-1 机构设计操作界面 （2）单击菜单命令“插入”“伺服电动机” （或在窗口右侧的工具栏里单 击“定义伺服电机”按钮） ，系统会自动弹出“伺服电动机定义”对话框， 如图 4-2。 图 4-2 “伺服电动机定义”对话框 (3)保持对话框里的名称设置不变，在绘图区单击图 4-3 刀具杆上的矩形符号， 将其作为连接轴。 22 图 4-3 选取连接轴 （4）选取连接轴后，绘图区会自动更新，如图 4-5 所示，同时对话框将会添加 参数设置，如图 4-6 所示。 图 4-5 显示图元关系 图 4-6 参数设置 （5）如果选择旋转轴相反的方向，单击“伺服电动机定义”对话框里的“反向” w 按钮，即可更改方向。 （6）切换到“轮廓”选项卡，将其中的参数设置为如图 4-7 中所示，然后单击 底部的“确定”按钮，关闭“伺服电动机定义”对话框，确定伺服电动机的设 置。 （图 4-8 中所示的螺旋线标识为系统默认的伺服电机符号） 。 图 4-7 “轮廓”选项卡 图 4-8 显示电动机符号 4.2 模拟仿真运动效果 伺服电机设置好后，就可以模拟仿真运动效果了，这里还需要对个别参数进行 设置，具体操作步骤如下： （1）单击菜单命令“分析”“机构分析” （或在窗口右侧的工具栏里单 “定义分析”按钮） ，系统自动弹出分析对话框。如图 4-8 所示。 图 4-8 “分析定义”对话框 （2）设置“分析定义”对话框里的参数，如图 4-8 所示。 （3）切换到“电动机”选项卡，确认电动机以添加，如图 4-9 所示。然后单击 底部的“运行”按钮，检测运行状况，无误后关闭“分析定义”对话框。 24 图 4-9“分析定义”对话框 （4）单击菜单命令“分析”“回放” （或单击窗口右侧工具栏里的“回放 以前的运动分析”按钮） ，系统会自动弹出如图 4-10 所示的“回放”对话 框。 图 4-10“回放”对话框 （5）单击对话框中的“播放当前结果集”按钮，系统弹出如图 4-11 所示 的“动画”对话框。 w 图 4-11“动画”对话框 （6）单击对话框中“播放”按钮，即可连续观测运动效果。 （7）单击工具栏中的“保存活动对象”按钮，打开“保存对象”对话框，单击其中的 按钮，系统会自动以“doujiangji.asm”为文件名保存当前文档。 26 5 结论与展望 5.1 结论 Pro/E 的动态仿真结果可信度比较高，将 Pro/E 用于产品的设计，可以缩短 产品的开发的周期，可以有效的利用现有的设计成果。由仿真结果可知，豆浆 机随着三维设计的发展，将会出现无图纸化生产，即通过三维软件设计的模型， 不再经过工程图纸，只经过数据加工软件处理，在数据加工设备上进行加工， 生产出产品。用 Pro/E 在设计过程中，也会出现一些问题，如在三维实体生成 二维图纸时，是完全按照投影关系得到的。而且在装配设计中，会有很多标准 件，如齿轮、轴承、螺纹连接和弹簧等，直接投影不符合我国制图标准中的规 定画法，给看图的人带来视觉上的困难。解决的办法是：设不同的图层，将实 际三维实体放在一个图层上，三维实体生成二维图纸时，关闭一个实际三维实 体的图层，使其生成的二维图纸符合我国制图标准中规定的画法。 5.2 课题展望 由于 Pro/ENGINEER 软件具有减轻设计者的工作强度，提高设计效率等优 点，Pro/ENGINEER 软件在未来一定会在产品设计领域中占据重要的位置。 豆浆机作为一个方便的厨房工具，以其特有的功能而存在，如果它不是单 纯的作为一中特定的工具，将其它功能集于一身，将会更加具有研究意义。 w 致谢 本文是在潘纹老师精心指导下完成的。在毕业设计期间，潘老师给予我充分 的信任，为我提供了一个非常好的设计平台，充分调动了我的积极性和主动性。 潘老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业，孜孜以