毕业设计（论文）-基于PROE的饮水机外壳设计（含全套CAD图纸） .doc

由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，cad图纸等，联系153893706基于proe的饮水机外壳设计摘 要：本文主要介绍了如何利用pro/e为工具来进行饮水机外壳组件的设计和组装，并生成二维工程图。在设计中，我们使用逆向工程实现产品组件的设计。逆向工程是根据已经存在的产品实物模型，反向推出产品设计数据的过程，这一方法可以极大地缩短产品的生产周期。关键词：pro/e；饮水机；设计；逆向工程the drinking water machine housing design based on proe (oriental science technology college of hunan agricultural university, changsha 410128)abstract: this paper mainly introduces how to use pro / e as a tool for drinking water machine housing assembly design and assembly, and the generation of two dimensional engineering drawing. in the design, we used reverse engineering to achieve product assembly design. reverse engineering is based on the existed product physical model, reverse roll product design data, this method can greatly shorten the production cycle of the products.keywords: pro/e ；drinking water machine ；design ；reverse engineering1 前言pro/e是是美国ptc公司开发的cad/cae/cam软件，自1988年问世以来，已成为全世界最普及的三维cad/ cam系统，并作为当今世界机械cad/cae/cam领域的新标准而得到业界的认可和推广，因此，它已被广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、航空、航天、军工、纺织、家电、玩具等行业。本文主要介绍了如何利用pro/e为工具来进行饮水机外壳组件的设计和组装，并生成二维工程图。在设计中，我们使用逆向工程实现产品组件的设计。逆向工程是根据已经存在的产品实物模型，反向推出产品设计数据的过程，这一方法可以极大地缩短产品的生产周期。工业产品设计一般从整体设计开始，先将产品的外形结构勾勒出来，然后在设计各个部分的细节。在设计过程中，首先使用了pro/e中的可变剖面扫描、边界混合和曲面合并等曲面造型功能，辅助以拉伸、旋转和阵列等基本功能，完成了饮水机组件的主体结构设计；然后，再考虑加强筋、拔模角和倒圆角等因素，最终较好的完成了饮水机组件的设计和组装。此外，对饮水机和前挡板的颜色搭配进行了不同的尝试。1.1 研究背景产品设计是企业运用设计的关键环节，它实现了将原料的形态改变为更有价值的形态。设计师通过对人生理、心理、生活习惯等一切关于人的自然属性和社会属性的认知，进行产品的功能、性能、形式、价格、使用环境的定位，结合材料、技术、结构、工艺、形态、色彩、表面处理、装饰、成本等因素，从社会的、经济的、技术的角度进行创意设计，在企业生产管理中保证设计质量实现的前提下，使产品既是企业的产品、市场中的商品，又是老百姓的用品，达到顾客需求和企业效益的完美统一。20世纪60年代，作为便捷、卫生的饮用水设备，饮水机开始出现在西方发达国家的商务办公场所，自1994年初珠海永隆加林饮水机公司在我国生产销售第一台饮水机以来，我国饮水机的市场规模迅速膨胀，家电企业纷纷加入饮水机市场。随着人们生活水平的提高以及对自身健康的关注，饮水机的产销量逐年递增，根据中国城市家电的调查报告显示：2004年我国饮水机市场销量为2000万台，2005年为2500万台，2006年3300万台以上，2007年，产量达到4000万台以上。但随着饮水机二次污染黑幕的曝光，以及新型自来水转换器的出现和席卷全球的经济危机的到来，给了饮水机行业一个不小的打击。尽管如此，随着人们生活节奏的加快和人们对生活质量要求的不断提高，饮水机还是有着良好的市场。1.2 研究的现状与发展趋势当前，整个工业生产的发展特点是产品品种多、更新快、市场竞争激烈。到目前为止，多品种小批量生产方式占工业生产的比例达到75%以上。由此可见，一方面是制品使用周期缩短，另一方面样式变化频繁，要求模具的生产周期愈短愈好。因此，开发快速成型模具将越来越引起人们的重视和关注。随着技术的日臻完善给塑件设计注入了新鲜的活力并打破了传统的前卫概念，零件的体积、重量都朝着轻、薄、小巧方向发展，功能也越来越丰富。同时给设计、制造提出了挑战，特别是很多塑件采用内扣的结构，此类塑件在分模时有很多的技巧。pro/e 已成为全世界最普及的cad/cam 系统，广泛应用于机械、模具、工业设计、汽车、自行车、航天等行业，可谓是全方位的3d产品开发软件。在产品造型中，薄壳件模具设计有80%的设计工作是在pro/e下完成的。此处删除操作步骤：首先在top平面拉伸一个如图1的形状，拉伸高度250。图1 前盖草绘1fig.1 the front cover sketch1然后是前面面板的设计，我们要求面板是一个前宽后窄，且前后是用较大弧度的曲面过度的，而且还应该是上窄下宽且也是用较大的弧度来过度：操作步骤：以top面为基准新建一个平面距离为5，在此平面上拉伸去除材料，草绘如图4.2，拉伸高度180mm。图2 前盖草绘2fig.2 the front cover sketch2然后倒圆角，拔模出30的角度，效果如图4.3图3 拔模fig.3 taper之后再进行抽壳，拉伸水龙头安装口，储水池挂钩，最后效果图. 图4 前盖效果图fig.4 the front cover rendering4.2 饮水机底板的设计4.2.1 设计思路前盖和底板的尺寸是后面的零件设计的基础，所以，尺寸是这一步必须要注意的。而且，底板的尺寸和前盖的尺寸是相关联的。4.2.2 设计步骤首先参照前盖的尺寸草绘出底板的基本尺寸，如图5图5 底板基本尺寸fig.5 bottom basic size然后拉伸出加热罐，利用扫描伸出项扫描出加热罐上面的水管接口：图6 扫描fig.6 scan最后，用螺旋扫描扫描出螺纹孔。4.3 饮水机顶盖的设计4.3.1 设计思路从实物看来，饮水机最上面是一个曲面，中间连着蓄水桶。曲面可以通过实体化切除材料得到。蓄水桶可以通过旋转得到。4.3.2 设计步骤第一步，外形尺寸和前盖和底板相对应的形状，高度30，然后在垂直面上拉伸一个曲面，再利用这个曲面实体化切除材料得到曲面。如图7图7 实体化曲面fig.7 substantiate surface然后利用一系列的旋转得到蓄水桶，水管接口。最终效果图如图8.图8 顶盖效果图 fig.8 the top cover rendering4.4 储水槽的设计4.4.1 设计思路储水池的形状尺寸可以由前盖得到，中间条状进水槽可以通过阵列得到。4.4.2 设计步骤根据前盖拉伸这样一个如图4.8形状，高度为30图9 储水池草绘图fig.9 reservoir sketch然后抽壳，再通过阵列得到进水槽，最后用拉伸去除材料切出一个挂钩。最后效果图如图10图10 储水池效果图fig.9 reservoir rendering4.5 水龙头的设计 水龙头在这里只设计一个简单连通水路如图11，通过拉伸旋转可以得到。图11 水龙头二维图fig.11 faucet drawing4.6 侧板的设计侧板比较简单，关键是尺寸要与地板和顶板以及前盖对应。拉伸，抽壳，螺旋扫描得到螺纹孔，最终效果图如图12图12 侧板效果图fig.12 side plate rendering4.7饮水机后盖的设计拉伸出后盖主体，然后拉伸阵列得到观察口，如图13图13 后盖效果图fig.13 the back cover rendering4.8 进水口的设计旋转出进水口主体，然后拉伸出安装口。下过图如图14图14 进水口效果图fig.14 water inlet rendering4.9 完成装配以底座为缺省安装，然后根据个部件的配合关系装配饮水机整体，如图图15 饮水机装配图fig.15 water inlet rendering5. 前壳模具尺寸计算图纸制作完成之后，我们以其为基础来进行模具尺寸的计算，计算的方法选择平均收缩率方法。根据相关资料显示：abs的注射成型收缩率为0.290.76。在本设计中，根据所选注塑机的注射压力等条件，我们定平均成型收缩率为0.65。表1 sj1372-78塑料制品尺寸公差数值 (单位mm) 公称尺寸/mm 精度等级table 1 sj1372-78plastic products size tolerance(unit mm) nominal size/mm precision grade公称尺寸/mm 精度等级820.28243040.32405080.4050620.46801000.220.300.440.601401600.310.420.620.84表2 注射模成型零件的公差数值table 2 injection molding parts tolerance基本尺寸/mm公差等级mit7it8it9it1010181827437018302133528430502539621005080304674120801003554871401201804063100160表3 注射模成型零件的制造精度table 3 injection molding parts manufacturing precision塑料件精度sj1372-1978模具精度gb/t1800-19982it73it84it95it96it10表 4 按平均收缩率计算公式中的x数值表table 4 according to the average shrinkage of the formula for calculating the x value table塑料件尺寸公差/mm大于 至型腔和型芯径向工作尺寸计算的x值型腔深度和型芯高度工作尺寸计算的x值0 0.10.800.650.1 0.20.750.630.2 0.30.700.600.3 0.40.650.580.4 0.50.600.56表 5 按平均收缩率计算公式table 5 according to the average shrinkage formula尺寸类型实用计算式型腔径向尺寸dm=(1+scp)d-x+m型芯径向尺寸dm=(1+scp)d+x-m型腔深度尺寸hm=(1+scp)h-x+m型芯高度尺寸hm=(1+scp)h+x-m中心距lm=(1+scp)lm/25.1 型腔径向尺寸计算在本次设计中，塑件宽度d=，那么：=0-0.74=-0.74，由表01得塑料制品尺寸精度等级为3级。由表1，塑料制品尺寸精度等级3级对应模具制造精度it8级。由表2查得，其模具的公差m0.081mm由表4查得，=-0.74mm，x=0.56那么由型腔径向尺寸公式：dm=(1+scp) d-x+m可得： （1）dm =(1+0.0065)300-(-0.740.56) +0.081=mm。5.2 型芯径向尺寸计算在本次设计中，塑件内宽度d=，那么：=0-0.74=-0.74，由表1得塑料制品尺寸精度等级为3级。由表3，塑料制品尺寸精度等级5级对应模具制造精度it8级。由表2查得，其模具的公差m0.81mm由表4查得，=-0.74mm，x=0.56由型芯径向尺寸公式：dm=(1+scp)d+x-m 可得：dm =(1+0.0065)297+(-0.740.56)= =mm。（2）5.3 型腔深度尺寸计算在本次设计中，塑件深度为，那么：=0-0.38=-0.38，由表1得塑料制品尺寸精度等级为3级。由表3，塑料制品尺寸精度等级5级对应模具制造精度it8级。由表2查得，其模具的公差m0.039mm由表4查得，=-0.38mm，x=0.58由型腔深度尺寸公式：hm=(1+scp)h-x+m可得：hm =(1+0.0065)140-(-0.380.58)= =mm（3）5.4 型芯高度尺寸计算在本次设计中，塑件深度为，那么：=0-0.38=-0.38，由表1得塑料制品尺寸精度等级为3级。由表3，塑料制品尺寸精度等级5级对应模具制造精度it8级。由表2查得，其模具的公差m0.039mm由表4查得，=-0.38mm，x=0.58由型芯高度尺寸公式：hm=(1+scp)h+x-m 可得：hm =(1+0.0065)140+(-0.380.58= =mm（4）5.5 中心距尺寸计算在本次设计中，塑件深度为900.30，那么：=0-0.30=-0.30，由表1得塑料制品尺寸精度等级为3级。由表3，塑料制品尺寸精度等级5级对应模具制造精度it8级。由表2查得，其模具的公差m0.046mm由表4查得，=-0.30mm，x=0.560由中心距尺寸公式：可得：lm=(1+0.0065)90 +0.046/2= 90.5850.023 mm （5）6. 工程图的制作首先，我们应该确定工程图的要求：要有三视图，总装图用a0纸，零件图用a4纸，必须有尺寸标注，要有注释然后制作工程图：先插入一般视图，然后选择一个平面来确定部件放置时的方向：前面为front平面，顶面为top平面；然后在绘图视图-显示线型中选择“无隐藏线”，相切边样式选择“无”；之后取消主视图的“锁定视图移动”，把主视图移动到合适的位置，则完成主视图的创建。然后在主视图上“插入投影视图”，在主视图的下方和右方个创建一个主视图的投影视图，即：俯视图和左视图。然后在绘图视图中修改俯视图和主视图相同，左视图中显示线型为“隐藏线”。即完成三视图的创建。三视图不足以变现出零件的形状时，可以添加剖视图，之后，保存副本为dwg格式，然后在cad软件中打开，最后在所需位置处标注尺寸就完成了工程图下图就是完成后的工程图：图16 进水口cad图fig.16 water inlet drawings7. 结论经过了两个多月的学习和工作，我终于完成了基于pro/e的饮水机外壳的设计的毕业论文论文。从开始接到论文题目到系统的实现，再到论文文章的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，从开始对pro/e只有一个初步的了解，到可以根据一个实物独立的完成一个产品的设计。我开始了独立的学习和试验，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起来，每一次改进都是我学习的收获，每一次试验的成功都会让我兴奋好一段时间。 虽然我的论文作品不是很成熟，还有很多不足之处，但我可以自豪的说，这里面的每一个组件，都有我的劳动。当看着自己设计的产品，真是莫大的幸福和自豪感。我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的甘泉。在本次设计中，我独立完成了饮水机的外壳设计。最初的资料收集，确定设计思路；然后选定设计实物，并对实物进行数据采集：然后使用pro/e来进行饮水机外壳的实体模型的重建；然后针对台式饮水机的一些缺点进行一些改进，并且为此饮水机专门设计了前挡板；然后对饮水机和前挡板的颜色搭配进行一些尝试；最后，对完成的饮水机组件创建工程图并且最终生成a2图纸。到此，我们可以说基本完成了设计过程。最后再完成毕业论文。 这次做论文的经历也会使我终身受益，我感受到做论文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破，那也就不叫论文了。希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。参考文献1尹青松.基于pro/e软件的逆向工程产品设计j.产品开发与设计，2008,35(12):63-65.2马军.基于pro/e的曲面反求技术研究.科学与研究j,2008,(1):36-38.3宋相坤,杜长龙,刘伟.基于pro/e的产品设计自动化j.机械设计与制造,2006,( 6):148-1494欧杰.美的饮水机3012系列“三水博士”设计探讨j.现代家电,2004, (20) :59-605盖立武,董国新.基于pro/e产品设计的快速成型技术j. 苏州市职业大学报,2008,(19):37-39.6曹萃文,陈建政,张寅静.基于pro/e的逆向设计数据处理j.组合机床与自动化加工技术,2004,(3):64-67.7朱新莲.基于pro/e软件的剖面绘制技术j.老区建设,2008,(18):55-56.8谭海林,刘容.proe塑料顾问在注射模具设计中的应用j. 模具工程，2008，89(8):90-92.9张慧姝,韩亚静,王茜.基于pro/engineer的手机数字化建模设计过程解析j.数字化设计，2008,(6):61-63.10余志伟.基于proe野火版的汽车零部件产品反求设计研究j. 机械研究与应用,2006,19(6):113-114.11丁锦宏,吴国庆.pro_e软件在新产品设计中的应用j.信息技术，2006,35(4):138-152.12徐佩弦.塑料制品与模具设计.中国轻工业出版社.2006.13g.kannan,v.p.vinay.multi-criteria decision making for the selection of cad/cam systemj.interact des manuf,2008,45(8):151-159.14z.jiang,d.k.harrison,k. cheng.an integrated concurrent engineering approach to the design and manufacture of complex componentsj.adv 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