基于Inventor的饮水机三维模型创建【优秀课程毕业设计】

毕业设计 (论文 ) 基于 饮水机三维模型创建 学历层次 大学专科 教学系名称 电子与自动化工程学院 专业名称 模具设计与制造 学生姓名 张 海 梦 指导教师 孙 京 杰 2016 年 7 月 30 日 学校代码 10857 学 号 20132123108 分 类 号 密 级 公 开 北京信息职业技术学院 毕业设计 (论文 )任务书 、毕业设计（论文）题目 基于 饮水机三维模型创建 、毕业设计（论文）选题意义及要求 通过对各零件三视图和工程图的分析，对零件进行实体造型和装配。通过完成课题的过程，熟练掌握造型软件的应用。 课 题的主要任务是通过识图运用 行三维造型和爆炸图的建设。同时通过毕业设计过程，提高识图能力、分析能力、信息整理能力等。 在对千斤顶建设的过程中，要用到 件的多种功能。比如：拉伸命令、旋转命令、投影几何图元命令、镜像命令、圆角命令等。同时还锻炼我的 公软件的使用、查阅资料、识图能力、 件应用及操作的能力。 、毕业设计（论文）工作内容和进度安排 第 1定毕业设计题目，搜集相关信息，写开题报告。图纸信息分析，确定零件的造型方案与装配方案。 第 3水机的主体、底座、顶盖、的视图进行分析制作成 零件造型，并对其进行装配。 第 5饮水机中可调节支承的视图进行分析制作成 零件造型，并对其进行装配。 第 7水机整体对其进行装配。 第 10：绘制零件图和工程图及资料的整理，完成毕业设计报告，提交所有文件。 、主要参考资料 1 孙恒乐，机械优化设计基础 M。哈尔滨：黑龙江科学技术出版社， 1987 2 兰建设，机械制造工艺与夹具 M。北京：机械工业出版社， 2004 3 朱淑萍，机械加工工艺及准备 M。北京：机械工业出版社， 2002 4 王信义，计志孝，等。机械制造工艺学 M。北京：北京理工大学出版社，1990 5 傅水根，机械制造基础 M。北京清华大学出版社， 1998 北京信息职业技术学院 6 吴拓，勋建国。机械制造工程 M。 2 版。北京：机械工业出版社， 2005 7 张润福，等。机械制造设计基础 M。武汉：华中理工大学出版社， 1999 8 唐宗军，机械制造基础 M。北京：机械工业出版， 1997 9 金问楷，机械加工工艺基础 M。北 京，清华大学出版社， 1990 10 孙学强，等。机械加工技术 M。北京，机械工业出版社， 1999 11 蔡颖，等。 理与应用 M。北京：机械工业出版社， 2003 12 王绍俊，机械制造工艺学设计手册 M。北京：机械工业出版社， 1987 13 刘功尔，等。机械工程标准手册：基础互换性卷 M。北京：中国标准出版社， 2001 14 陈福恒，孔凡杰，等。机械制造工艺学基础 M。济南：山东大学出版社，2004 15 张玉琴，生产实习指南 M。西 安：陕西人民教育出版社， 1992 机电工程 教学系 模具设计与制造 专业 1321231 班 学生姓名（学号） 张海梦 20132123108 毕业设计（论文）时间： 自 年 月 日至 年 月 日 答辩时间： 年 月 日 成绩 指导教师： 孙京杰 北京信息职业技术学院 摘 要 饮水机顾名思义就是解决人们饮水问题而诞生的家用产品。因提升人们的饮水质量和生活品位而成为时尚备受国人喜爱。 最初的饮水机是人们饮用桶装水的家用产品 ,分立式和台式两大类。为满足国人的饮水习惯 ,饮水机的功能又实现了加热和制冷效果 ,此阶段桶装纯净水为饮水机的诞生与发展起到关键作用。 在发展的同时 ,一些问题也日益显露出来 ,首先是饮水机行业规范、标准不健全 ，众多品牌充斥市场，质量也参差不齐，质量安全与“二次污染”问题严重制约了行业的进一步发展，也极大呼唤产品质量的提高和新产品的研发，这些都源于国人对生活用水和饮用水健康认识的进一步加强，伴随矿物质饮用水、离子水、小分子团弱碱性水、生态水、活性水、磁化水的纷纷涌现，国人对饮用水有了更多的选择。对纯净水、白开水有了更多的认识，对净水生饮有了更多了解并在慢慢被众多的人所接受，中国饮水机产业面临着空前的发展机遇 . 我国的社会主义现代化建设事业中，为了尽快地实现“四化”必须将国民经济各部门的生产转移到广泛采用新技术、新 工业、新材料、新设备上来，转移到依靠科学技术进步上来。国民经济各部门的技术进步，一般是通过先进的技术装备来实现的。很明显，机械工业能否以适用的先进技术装备武装国民经济各部门，将直接影响国民经济的技术和技术改造和技术进步。进而影响整个国家的经济振兴和“四化”建设的实现。因此，机械工业在我国的社会主义现代化建设中居于十分重要的地位。 我国的机械工业虽然取得了很大的成绩，但同工业发达国家相比，在生产能力、技术水平、经济效益和管理水平等方面，仍然存在一定的差距，还不能完全事业国民经济发展的需要。因此，我国的机械工 业必须加快自身的科学技术的发展，通过技术改造，提高产品的设计水平，制造工艺水平和管理水平，使机电产品的质量和品种逐步达到和赶上工业发达国家的水平。 体设计 具有可视化精确零件设计、强大的装配设计、设计元素库及拖放式操作、提供丰富精确的设计工具、二维绘图层、智能渲染等主要功能特征。 国自主研制 全中文可视化三维设计软件。它提供从二维到三维的创新设计，帮助完成产品的概念、外观、总体、结构和零部件设计等功能。 们不必学习大量的抽象概念和掌 握变化多端的专门技能，就可以进行设计 。 关键词 ：饮水机原理、 体设计、二维草图、图素、拉伸、三维球、包围盒、渲染、拖放、文字、装配 北京信息职业技术学院 第 1 章 绪论 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。 北京信息职业技术学院 第 2 章 饮水机的概述 水机的概述 饮水机顾名思义就是解决人们饮水问题而诞生的家用产品。因提升人们的饮水质量和生活品位而成为时尚备受国人喜爱。 最初的饮水机是人们饮用桶装水的家用产品 ,分立式和台式两大类。为满足国人的饮水习惯 ,饮水机的功能又实现了 加热和制冷效果 ,此阶段桶装纯净水为饮水机的诞生与发展起到关键作用。 在发展的同时 ,一些问题也日益显露出来 ,首先是饮水机行业规范、标准不健全，众多品牌充斥市场，质量也参差不齐，质量安全与“二次污染”问题严重制约了行业的进一步发展，也极大呼唤产品质量的提高和新产品的研发，这些都源于国人对生活用水和饮用水健康认识的进一步加强，伴随矿物质饮用水、离子水、小分子团弱碱性水、生态水、活性水、磁化水的纷纷涌现，国人对饮用水有了更多的选择。对纯净水、白开水有了更多的认识，对净水生饮有了更多了解并在慢慢被众多的人所接受，中 国饮水机产业面临着空前的发展机遇 . 我国的社会主义现代化建设事业中，为了尽快地实现“四化”必须将国民经济各部门的生产转移到广泛采用新技术、新工业、新材料、新设备上来，转移到依靠科学技术进步上来。国民经济各部门的技术进步，一般是通过先进的技术装备来实现的。很明显，机械工业能否以适用的先进技术装备武装国民经济各部门，将直接影响国民经济的技术和技术改造和技术进步。进而影响整个国家的经济振兴和“四化”建设的实现。因此，机械工业在我国的社会主义现代化建设中居于十分重要的地位。 水机介绍 我国的机械工业虽然取 得了很大的成绩，但同工业发达国家相比，在生产能力、技术水平、经济效益和管理水平等方面，仍然存在一定的差距，还不能完全事业国民经济发展的需要。因此，我国的机械工业必须加快自身的科学技术的发展，通过技术改造，提高产品的设计水平，制造工艺水平和管理水平，使机电产品的质量和品种逐步达到和赶上工业发达国家的水平。 北京信息职业技术学院 体设计具有可视化精确零件设计、强大的装配设计、设计元素库及拖放式操作、提供丰富精确的设计工具、二维绘图层、智能渲染等主要功能特征。 维实体设计软件是我国自主研制全中文可视化三维设计软件。它提 供从二维到三维的创新设计，帮助完成产品的概念、外观、总体、结构和零部件设计等功能。具有友好的设计界面和清晰简单的操作，我们不必学习大量的抽象概念和掌握变化多端的专门技能，就可以进行设计。 饮水机分为台式的和立式的两种，我们这里设计的是台式的饮水机，它主要运用了体设计软件，来完成造型的。台式饮水机的外形主要的结构有饮水机的主体部分、饮水机内部的盛水的接水桶、用来装饮水桶的部分、接剩水的接水槽、接水槽盖子、饮水机的水龙头、开关、电线的插孔、排风孔、指示灯、指示灯的标签、饮水机的底部支座。这些部件组成了台 式饮水机的外部造型。我们将在 体设计环境中利用各种 功能例如三维球、拉伸、二维草图等等来完成这些设计。 台式饮水机的造型设计是相对来说比较简单的造型设计，但是在设计的过程正我们也发祥了，台式饮水机的造型设计虽然简单，但是饮水机的造型设计有一个非常特别的地方，那就是它的流线型设计，各个边线的圆滑过渡等等，这些都是人性化的设计的体现，在设计的过程中我们也确实从这次的毕业设计中学到了很多的东西，更是将体软件的各种功能的应用有了更深层次的体会。 毕业设计说明书的书写一次非常难得的理论与实际相结合 的机会，通过这次比较完整的给台式饮水机的造型做设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。 虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种零部件 的造型设计，各中不见的尺寸的编辑、大小， 类软件的各种功能，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。和老师的沟通交流更使我从经济的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求。 在设计过程中一些零部件的设计让我很头痛，原因是由于台式饮水机的主体的各个北京信息职业技术学院 边线都是流线型的需要进行圆角过渡，这样有时就与其他的边线相扰形成了一些矛盾点，这是就需要进行调整，这些矛盾在处理上让人很难斟酌，正是基于这种考虑我意识到：要向更完美的进行一次设计，与其他专业人才的交流沟通是很有必要的，这其中也包括更好的理解机械行 业的各种要求，更要从祖国的高度看待一些大局上的问题更好的处理各种矛盾。 提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。 顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心，在台式饮水机的造型设计上我运用了流线型的外形设计，使得台式饮水机看起来在实用性在外更观赏性。当然了台式饮水机的设计也存在一定的不足，这新不足在一定程度上限制了我们的创造力。这无疑是很让我自身感到遗憾的，可这些不足正 是我们去更好的研究更好的创造的最大动力，只有发现问题面对问题才有可能解决问题，不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我更会关注新技术新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识，更好的为祖国的四化服务。 北京信息职业技术学院 第 3 章 介绍及使用 详细介绍 美国 司推出的一款三维可视化实体模拟软件 目前已推出最新版本 括 维设计软件；基于 台开发的二维机械制图和详图软件 加入了用于缆线和束线设计、管道设计及 件输入的专业功能模块，并加入了由业界领先的 术支持的能，可以直接在 件中进行应力分析。 主要功能介绍 件设计 以帮助设计人员更为轻松地重复利 用已有的设计数据，生动地表现设计意图。借助其中全面关联的模型，零件设计中的任何变化都可以反映到装配模型和工程图文件中。由此，设计人员的工作效率将得到显著提高。 以使经常使用的自定义特征和零件的设计标准化和系列化，从而提高客户的生产效率。利用 的 术，设计公司可以轻松设置智能零件库，以确保始终以同种方式创建常用零件。 金设计 的数字样机结合了加工信息（如冲压工具参数和自定义的折弯表）、精确的钣金折弯模型以及展开模型编辑环境。在展 开模型编辑环境中，制造工程师可以对钣金展开模型进行细微的改动。因此能够帮助用户提高设计钣金零件的效率。 北京信息职业技术学院 配设计 设计加速器与易于使用的装配工具相结合，使用户可以确保装配设计中每一个零部件的安装正确。精确地验证干涉情况和各种属性，以便一次性创建高质量的产品。 供的强大工具可有效控制和管理大型装配设计中创建的数据，因此用户只需专心工作在所关心的部分零部件上 程图 包含从数字样机中生成工程设计和制造文档的全套工具。这些工 具可减少设计错误，缩短设计交付时间。 的自动创建视图功能和绘图工具将工程图的绘制效率提高到了新的水平。此外， 支持所有主流的绘图标准，与三维模型的完全关联（在出现设计变更时，工程图将同步更新），以及 出格式，因此是创建和共享 程图的理想选择。 北京信息职业技术学院 第四章饮水机产品零件设计 计功能 体设计功能 维实体设计软件（下面简称为 一门 全中文可视化三维设计软件。它提供从二维到三维的创 新设计，帮助完成产品的概念、外观、总体、结构和零部件设计等功能。 有友好的设计界面 ， 和清晰简单的操作，我们不必学习大量的抽象概念和掌握变化多端的专门技能，就可以进行设计 。体设计 具有可视化精确零件设计、强大的装配设计、设计元素库及拖放式操作、提供丰富精确的设计工具、二维绘图层、智能渲染等主要功能特征 。 设计元素库及拖放式操作 ： 设计元素库包含数以百计的图素、预先设计好的零件、表面纹理以及其它资源。也可以将设计者设计的图素和零件保存在新设计元素中，从而对项目进行组织管理。 二维绘图 ： 将 设计完成的三维零件和装配件输出成二维图，结合 子图板的功能生成符合国标的二维图纸 。 装配设计： 通过施加约束与配合关系，采用拖放方式操作，使得零件装配就像搭积木一样方便，对装配、子装配、零件、装配特征、约束及辅助视图以记录树形式进行管理，可以完成装配件爆炸、剖切、干涉检查、运动仿真、最小间隙、物性计算、零件列表等 。 精确的设计工具 ： 供了包括三维球、无约束装配、约束装配、智能尺寸、附着 点、 二维草图 、设计环境栅格等多种丰富精确的设计工具 。 式饮水机的造型设计 台式饮水机的造型设计是相对 来说比较简单的造型设计，但是在设计的过程正我北京信息职业技术学院 们也发祥了，台式饮水机的造型设计虽然简单，但是饮水机的造型设计有一个非常特别的地方，那就是它的流线型设计，各个边线的圆滑过渡等等，这些都是人性化的设计的体现，在设计的过程中我们也确实从这次的毕业设计中学到了很多的东西，更是将 体软件的各种功能的应用有了更深层次的体会。 式饮水机主体箱体设计 我们需要拖动一个长方体图素到设计环境中，拉伸，编辑其长、宽、高。点击确定就可以获得我们所需要的长方体了这样也就拉伸处了我们饮水机的主体的大致的结构造型。 同 样的我们还需要在拉伸出一个长方体，镶嵌在主体的两边，做修饰。在我们拖出又一个长方体时会出现新托出来的长方体很大 首先是前壳曲面的设计，前壳包括两个部分，分别是前壳和面板。那么我们先进行前壳的设计： 在设计之初，我们应该考虑到前壳的拔模角问题，查阅资料后，我们知道饮水机外壳的拔模角一般为 1 3，为了更好的在设计中体现拔模角，我们取其最大值 3。又因为前壳底部宽度为 300过计算之后，它的顶部宽度为 251了数据之后，我们开始设计： 操作步骤： 首先在草绘中画一条关于竖直的中心线对称的水平线， 之后修改其长度为300以其两边的端点为起点画两条竖直向上的直线，并把它们的长度都修改为 140后使用约束功能把任意一条竖直线的上端点与水平中心线约束在一起。使用基准面创建一个新的基准面（ 面），与刚才草绘的平面（ 行且距离为 280新的基准面开始第二个草绘。第二个草绘与第一个基本相同，只是水平线长度为 251成两个草绘之后，北京信息职业技术学院 13 在使用曲线功能创建样条线，分别连接刚才创建的两个草绘的相对应的两个点，这样可以创建四条样条线。最后，使用边界混合功能，使其生成一个曲面 即可。 图然后是面板的设计，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： 首先在底面（ 面）进行草绘，以前壳的边和水平中心线的交点为起点，在中心线上绘制一条直线，修改其长度为 70以上边的拐点为起点，画一条向内凹的弧线，修改其水平长度为 70度为 R=100后以水平中心线为轴镜像弧线。之后创建一个与底面平行且距离为 230基准面（ 在此基准面上进行草绘。以上边为起点 画一条直线，修改其长度为 70改其距水平中心线距离为 60后以水平中心线为轴镜像。最后以刚才所绘的 5条线为基础，使用可变剖面扫描功能，再画一个所需形状即可完成此操作。 北京信息职业技术学院 14 箱体完整图 关设计 北京信息职业技术学院 15 先拉伸一个圆柱，在创建一个圆形基于圆上拉伸除料，创建圆柱开关位置要弯曲，然后镜像。 座设计 建完整饮水机 北京信息职业技术学院 16 水机工程图 北京信息职业技术学院 17 第五章结论 毕业设计说明书的书写 一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的给 台 式饮水机的造型做 设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。 虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种 零部件的造型设计 ，各中不见的尺寸的编辑 、大小， 类软件的各种功能 ，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。和老师的沟通交流更使我从经济的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求 。 在设计过程中一些 零部件 的设计让我很头痛，原因是由于 台式饮水机的主体的各个边线都是流线型的需要进行圆角过渡，这样有时就与其他的边线相扰 形成了一些矛盾点 ，这是就需要进行调整， 这些矛盾在处理上让人很难斟酌，正是基于这种考虑我意识到：要向更完美的进行一次设计，与其他专业人才的交流沟通是很有必要的，这其中也包括更好的理解 机械行业 的各种要求，更要从祖国 的高度看待一些大局上的问题更好的处理各 种矛盾。 提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心， 在台式饮水机的造型设计上我运用了流线型的外形设计 ， 使得台式饮水机看起来在实用性在外更观赏性。当然了台式饮水机的设计 也存在一定的不足，这新不足在一定程度上限制了我们的创造力。这无疑是很让我自身感到遗憾的，可这些不足正是我们去更好的研究更好的创造的最 大动力，只有发现问题面对问题才有可能解决问题，不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我更会关注新技术新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进的知识，更好的为祖国的四化服务 。 北京信息职业技术学院 18 致谢 为期两个月的毕业设计即将接近尾声，在老师的亲切指导和同学的帮助下，此次设计才得以完成，在此向所有给予我此次毕业设计指导和帮助的老师