(論文)基于PROE的飲水機(jī)外殼設(shè)計(jì)(設(shè)計(jì))(2013年優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)論文)

XX學(xué)院 X科畢業(yè)論文題 目：基于Pro/E的飲水機(jī)外殼設(shè)計(jì) 院 系：XX學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)：XX專(zhuān)業(yè) 班 級(jí)：XX班 學(xué)生姓名：XXX 指導(dǎo)教師：XX 論文提交日期：X年X月XX日論文答辯日期：X年X月XX日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)XX學(xué)院 XX專(zhuān)業(yè) XX班 XX畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：基于PRO/E的飲水機(jī)外殼設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容：本文主要介紹了如何利用Pro/E為工具來(lái)進(jìn)行飲水機(jī)外殼組件的設(shè)計(jì)和組裝，設(shè)計(jì)方法為逆向工程。設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)題部分：飲水機(jī)外殼組件的設(shè)計(jì)和組裝 飲水機(jī)前殼工程圖的制作 塑料顧問(wèn)對(duì)飲水機(jī)前殼的分析 模具尺寸的計(jì)算 指導(dǎo)教師： 簽字 年 月 日教研室主任： 簽字 年 月 日 院長(zhǎng)（系主任）： 簽字 年 月 日內(nèi)容摘要Pro/E是是美國(guó)PTC公司開(kāi)發(fā)的CAD/CAE/CAM軟件，自1988年問(wèn)世以來(lái)，已成為全世界最普及的三維CAD/ CAM系統(tǒng)，并作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，因此，它已被廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽車(chē)、航空、航天、軍工、紡織、家電、玩具等行業(yè)。本文主要介紹了如何利用Pro/E為工具來(lái)進(jìn)行飲水機(jī)外殼組件的設(shè)計(jì)和組裝，并生成二維工程圖。在設(shè)計(jì)中，我們使用逆向工程實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品組件的設(shè)計(jì)。逆向工程是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品實(shí)物模型，反向推出產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的過(guò)程，這一方法可以極大地縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)一般從整體設(shè)計(jì)開(kāi)始，先將產(chǎn)品的外形結(jié)構(gòu)勾勒出來(lái)，然后在設(shè)計(jì)各個(gè)部分的細(xì)節(jié)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先使用了Pro/E中的可變剖面掃描、邊界混合和曲面合并等曲面造型功能，輔助以拉伸、旋轉(zhuǎn)和陣列等基本功能，完成了飲水機(jī)組件的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；然后，再考慮加強(qiáng)筋、拔模角和倒圓角等因素，最終較好的完成了飲水機(jī)組件的設(shè)計(jì)和組裝。此外，對(duì)飲水機(jī)和前擋板的顏色搭配進(jìn)行了不同的嘗試。關(guān)鍵詞： Pro/E； 飲水機(jī)； 設(shè)計(jì)； 逆向工程； 前殼； 前擋板X(qián)X學(xué)院本科畢業(yè)論文 目錄目 錄一、緒 論11.1 研究背景11.2 研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)11.3 關(guān)于Pro/E21.3.1 參數(shù)化特征造型技術(shù)31.3.2 Pro/E中二維工程圖與AUTOCAD間的轉(zhuǎn)換31.3.3 Plastic Advisor41.3.4 應(yīng)用現(xiàn)狀51.4 研究?jī)?nèi)容、意義與創(chuàng)新點(diǎn)6二飲水機(jī)外殼設(shè)計(jì)基礎(chǔ)72.1 飲水機(jī)外殼的結(jié)構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)72.2 逆向工程72.3 飲水機(jī)外殼設(shè)計(jì)中材料的選擇與材料特性72.4 注射機(jī)的選擇102.5 飲水機(jī)外殼的色彩設(shè)計(jì)10三、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及圖形設(shè)計(jì)123.1 塑料制品的設(shè)計(jì)要點(diǎn)123.1.1 壁厚123.1.2 脫模斜度123.1.3 加強(qiáng)筋123.1.4 圓角133.1.5 孔133.2 塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般原則133.3 飲水機(jī)外殼初步分析13四、飲水機(jī)外殼的設(shè)計(jì)174.1 飲水機(jī)前殼的設(shè)計(jì)174.1.1 設(shè)計(jì)思路174.1.2 設(shè)計(jì)步驟174.2 飲水機(jī)后殼的設(shè)計(jì)224.2.1 設(shè)計(jì)思路224.2.2 設(shè)計(jì)步驟224.3 飲水機(jī)上殼的設(shè)計(jì)234.3.1 設(shè)計(jì)思路234.3.2 設(shè)計(jì)步驟234.4.1 設(shè)計(jì)思路254.4.2 設(shè)計(jì)步驟254.5 水龍頭和開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)264.6 前擋板和底板的設(shè)計(jì)264.7飲水機(jī)外殼的組裝274.8 不同顏色的搭配284.9 完成爆炸圖29五、飲水機(jī)前殼的分析和注塑機(jī)的選取315.1 飲水機(jī)前殼的分析315.1.1 Plastic Advisor注塑分析31 澆口位置分析31 成型條件分析：32 塑料流動(dòng)分析：32 冷卻質(zhì)量分析：34 縮痕分析345.1.2 前殼體積和質(zhì)量分析355.2 注塑機(jī)的選取35六、前殼模具尺寸計(jì)算366.1 型腔徑向尺寸計(jì)算376.2 型芯徑向尺寸計(jì)算376.3 型腔深度尺寸計(jì)算376.4 型芯高度尺寸計(jì)算386.5 中心距尺寸計(jì)算38七、工程圖的制作39結(jié) 語(yǔ)41致 謝42參考文獻(xiàn)43附錄一 英文文獻(xiàn)45附錄二 英文文獻(xiàn)翻譯6126一、緒 論1.1 研究背景產(chǎn)品設(shè)計(jì)是企業(yè)運(yùn)用設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它實(shí)現(xiàn)了將原料的形態(tài)改變?yōu)楦袃r(jià)值的形態(tài)。設(shè)計(jì)師通過(guò)對(duì)人生理、心理、生活習(xí)慣等一切關(guān)于人的自然屬性和社會(huì)屬性的認(rèn)知，進(jìn)行產(chǎn)品的功能、性能、形式、價(jià)格、使用環(huán)境的定位，結(jié)合材料、技術(shù)、結(jié)構(gòu)、工藝、形態(tài)、色彩、表面處理、裝飾、成本等因素，從社會(huì)的、經(jīng)濟(jì)的、技術(shù)的角度進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)，在企業(yè)生產(chǎn)管理中保證設(shè)計(jì)質(zhì)量實(shí)現(xiàn)的前提下，使產(chǎn)品既是企業(yè)的產(chǎn)品、市場(chǎng)中的商品，又是老百姓的用品，達(dá)到顧客需求和企業(yè)效益的完美統(tǒng)一。20世紀(jì)60年代，作為便捷、衛(wèi)生的飲用水設(shè)備，飲水機(jī)開(kāi)始出現(xiàn)在西方發(fā)達(dá)國(guó)家的商務(wù)辦公場(chǎng)所，自1994年初珠海永隆加林飲水機(jī)公司在我國(guó)生產(chǎn)銷(xiāo)售第一臺(tái)飲水機(jī)以來(lái)，我國(guó)飲水機(jī)的市場(chǎng)規(guī)模迅速膨脹，家電企業(yè)紛紛加入飲水機(jī)市場(chǎng)。隨著人們生活水平的提高以及對(duì)自身健康的關(guān)注，飲水機(jī)的產(chǎn)銷(xiāo)量逐年遞增，根據(jù)中國(guó)城市家電的調(diào)查報(bào)告顯示：2004年我國(guó)飲水機(jī)市場(chǎng)銷(xiāo)量為2000萬(wàn)臺(tái)，2005年為2500萬(wàn)臺(tái)，2006年3300萬(wàn)臺(tái)以上，2007年，產(chǎn)量達(dá)到4000萬(wàn)臺(tái)以上。但隨著飲水機(jī)二次污染黑幕的曝光，以及新型自來(lái)水轉(zhuǎn)換器的出現(xiàn)和席卷全球的經(jīng)濟(jì)危機(jī)的到來(lái)，給了飲水機(jī)行業(yè)一個(gè)不小的打擊。盡管如此，隨著人們生活節(jié)奏的加快和人們對(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提高，飲水機(jī)還是有著良好的市場(chǎng)。1.2 研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前，整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。到目前為止，多品種小批量生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例達(dá)到75%以上。由此可見(jiàn)，一方面是制品使用周期縮短，另一方面樣式變化頻繁，要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好。因此，開(kāi)發(fā)快速成型模具將越來(lái)越引起人們的重視和關(guān)注。隨著技術(shù)的日臻完善給塑件設(shè)計(jì)注入了新鮮的活力并打破了傳統(tǒng)的前衛(wèi)概念，零件的體積、重量都朝著輕、薄、小巧方向發(fā)展，功能也越來(lái)越豐富。同時(shí)給設(shè)計(jì)、制造提出了挑戰(zhàn)，特別是很多塑件采用內(nèi)扣的結(jié)構(gòu)，此類(lèi)塑件在分模時(shí)有很多的技巧。Pro/E 已成為全世界最普及的CAD/CAM 系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽車(chē)、自行車(chē)、航天等行業(yè)，可謂是全方位的3D產(chǎn)品開(kāi)發(fā)軟件。在產(chǎn)品造型中，薄殼件模具設(shè)計(jì)有80%的設(shè)計(jì)工作是在Pro/E下完成的。對(duì)現(xiàn)代的產(chǎn)品設(shè)計(jì)者，可用性已經(jīng)是天經(jīng)地義的事情，是必須滿足的；而他們孜孜以求的更高層次的目標(biāo)，就是美觀和情感層次的內(nèi)涵了。設(shè)計(jì)的本質(zhì)任務(wù)是服務(wù)人們的生活，改變?nèi)藗兊纳瞽h(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量，是以人為根本任務(wù)和目標(biāo)的，產(chǎn)品設(shè)計(jì)師必須站在人的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)。從某種意義上說(shuō)，人性化設(shè)計(jì)不是一場(chǎng)設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)，也不是一種設(shè)計(jì)流派和風(fēng)格，它是人類(lèi)在改造世界過(guò)程中始終追求的目標(biāo)。人性化是一種追隨人的設(shè)計(jì)哲學(xué)，它沒(méi)有確切的開(kāi)始，更不會(huì)有終結(jié)。人性化的設(shè)計(jì)是人與產(chǎn)品完美和諧的結(jié)合，是一種人文精神的體現(xiàn)。在談到iMac的設(shè)計(jì)時(shí)，蘋(píng)果公司設(shè)計(jì)部主任喬納森說(shuō)：“我想讓iMac是這樣的一種設(shè)計(jì)，用戶不會(huì)害怕它，即使他們并不知道iMac是如何工作的。我想尋求那種沒(méi)有技術(shù)也能理解，也能使人親近的元素，能與人們過(guò)去的記憶產(chǎn)生共鳴的元素?！比诵曰O(shè)計(jì)促使人和產(chǎn)品和諧共處，使人們能真正輕松享受人類(lèi)高科技帶來(lái)的方便和舒適。把一個(gè)新的復(fù)雜的機(jī)器設(shè)計(jì)得象人類(lèi)久違的伙伴一樣平易親切，是設(shè)計(jì)師在造型上不斷追求的目標(biāo)。1.3 關(guān)于Pro/EPro/E是美國(guó)Parametric Technology Corporation(簡(jiǎn)稱(chēng)PTC)公司的重要產(chǎn)品。在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。Pro/E作為三維造型設(shè)計(jì)系統(tǒng)，是一套由設(shè)計(jì)至生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，其功能強(qiáng)大，用途廣泛，是新一代CAD/CAM系統(tǒng)軟件。它以尺寸驅(qū)動(dòng)、特征建模、全參數(shù)設(shè)計(jì)、單一全關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫(kù)、虛擬現(xiàn)實(shí)及多數(shù)據(jù)接口等優(yōu)點(diǎn)改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念，使設(shè)計(jì)工作直觀化、高效化、精確化和系統(tǒng)化，成為目前機(jī)械CAD領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。與傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)僅提供繪圖工具不同，Pro/E提供了一套完整的機(jī)械產(chǎn)品解決方案，包括工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工制造、機(jī)構(gòu)分析、有限元分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)管理，甚至包括了產(chǎn)品生命周期，是多項(xiàng)技術(shù)的集成產(chǎn)品。Pro/E的主要特征有：（1）3D實(shí)體模型；（2）單一數(shù)據(jù)庫(kù)；（3）基于特征的參數(shù)化實(shí)體建模；（4）行為建模技術(shù)；（5）機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)；（6）強(qiáng)大的裝配功能；（7）NC加工；（8）二次開(kāi)發(fā)技術(shù)。1.3.1 參數(shù)化特征造型技術(shù)參數(shù)化特征造型被公認(rèn)為是目前幾何造型的發(fā)展趨勢(shì)，Pro/E實(shí)體模型由一些工程特征組合而成，Pro/Feature模塊提供了拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、過(guò)渡、孔、槽、扭曲、圓角、倒角、抽殼、拔模斜度、自由變形、管道、變截面掃掠和掃描性過(guò)渡等眾多的特征和特征構(gòu)造方法，為用戶提供了設(shè)計(jì)非常復(fù)雜形狀曲面或?qū)嶓w模型的有力工具。基于特征的參數(shù)化造型是將參數(shù)化造型的思想和特征造型的思想有機(jī)地結(jié)合到一起，用尺寸驅(qū)動(dòng)或變量設(shè)計(jì)的方法定義特征并進(jìn)行類(lèi)似的操作，這樣就形成了參數(shù)化特征造型。由于特征全部用參數(shù)化定義，因此對(duì)形狀、尺寸、公差、表面粗糙度等均可隨時(shí)修改和更新，最終達(dá)到修改設(shè)計(jì)的目的。參數(shù)化方法使設(shè)計(jì)者在構(gòu)造幾何模型時(shí)可以集中于概念設(shè)計(jì)和整體設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮創(chuàng)造性，提高設(shè)計(jì)效率?；谔卣鞯募夹g(shù)為設(shè)計(jì)者提供了符合人們思維習(xí)慣的設(shè)計(jì)環(huán)境，二者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)進(jìn)行實(shí)體造型將極大地提高設(shè)計(jì)效率。在Pro/E的環(huán)境中，構(gòu)建實(shí)物實(shí)體的方法有很多。選擇一個(gè)有效的方法，使建立的特征少，且能有效生成實(shí)體；形成的特征有利于后續(xù)特征的建立和修改是非常重要的。所以在設(shè)計(jì)初，對(duì)零件的外型設(shè)計(jì)要有一個(gè)整體規(guī)劃，要清楚自己所做的零件的復(fù)雜程度，首先要確定整個(gè)零件的基準(zhǔn)參考中心和參考面，使后面建立的特征（Feature）都是基于該基準(zhǔn)建立的，這樣有利于后面特征修改（Modify）和再生成（Regenerate）；其次要確定模型（Model）的所有特征間構(gòu)建的大致先后順序，把一些小而非重要特征先做，對(duì)開(kāi)始不太明確的、并且需要經(jīng)常改動(dòng)變化的特征放到后面建立。這樣就可以在需要修改時(shí)改動(dòng)局部就可以了，既節(jié)省了時(shí)間又省去了許多麻煩。1.3.2 Pro/E中二維工程圖與AUTOCAD間的轉(zhuǎn)換Pro/E是功能強(qiáng)大的專(zhuān)業(yè)CAD/CAM軟件，應(yīng)用范圍很廣。Pro/E有完善的二維工程圖設(shè)計(jì)功能及對(duì)系統(tǒng)要求低等特點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。目前在工程實(shí)踐中，二維工程圖作為重要的技術(shù)文檔是必不可少的。雖然在Pro/E中可以對(duì)工程圖進(jìn)行尺寸、公差等的標(biāo)注，但由于在Pro/E中是對(duì)實(shí)體作標(biāo)注，轉(zhuǎn)成二維工程圖時(shí)往往不符合我國(guó)的制圖標(biāo)準(zhǔn)，因此應(yīng)當(dāng)在AUTOCAD中完成尺寸標(biāo)注工作和添加標(biāo)題欄、技術(shù)要求等內(nèi)容，即利用Pro/E的參數(shù)化造型技術(shù)，對(duì)零件直接進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì)；對(duì)零件設(shè)計(jì)修改，直至確定無(wú)誤后再將設(shè)計(jì)好的三維模型轉(zhuǎn)化為二維工程圖，然后調(diào)入AUTOCAD中進(jìn)行編輯，最后得到符合企業(yè)需要的、完善的工程圖。采用這種方法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，可大大地加快產(chǎn)品設(shè)計(jì)的速度和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，這對(duì)產(chǎn)品更新速度不斷加快的今天有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。另外，采用Pro/E生成三維模型，再將其轉(zhuǎn)換成二維工程圖，然后由AUTOCAD輸出人們所熟悉的工程圖，可提高設(shè)計(jì)、繪圖和修改等工作的效率和質(zhì)量，并起到了取長(zhǎng)補(bǔ)短的作用。另外，由于AUTOCAD對(duì)數(shù)據(jù)格式和圖像格式的識(shí)別能力，在Pro/E中可以很容易地讀取AUTOCAD的二維圖形作為拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、混成的草圖；同時(shí)AUTOCAD在我國(guó)的普及率很高，許多人對(duì)它都十分熟悉，而且很多企業(yè)早期的圖檔都是在AUTOCAD中作的，因此可以使用已有的AUTOCAD二維圖形作為Pro/E三維造型時(shí)的草圖，進(jìn)行三維轉(zhuǎn)換，也可以使用AUTOCAD來(lái)為Pro/E繪制草圖，從而避免重復(fù)勞動(dòng)和有效地利用已有資源。1.3.3 Plastic Advisor對(duì)于新產(chǎn)品的試制或形狀復(fù)雜、質(zhì)量和精度要求較高等模具的開(kāi)發(fā)，即使是具有豐富經(jīng)驗(yàn)的工藝和模具設(shè)計(jì)人員也很難保證一次就能成功地設(shè)計(jì)出來(lái)合格的模具。在開(kāi)發(fā)模具之后發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題總是要付出高昂的代價(jià)才能解決，而且非常惱人。現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)中，Pro/E已作為一種經(jīng)常使用的工具，Plastic Advisor (塑料顧問(wèn)) 是Pro/E中自帶的一種分析模塊。利用此模塊可以創(chuàng)建注塑填充過(guò)程的動(dòng)畫(huà)，并在Pro/E瀏覽器內(nèi)自動(dòng)創(chuàng)建web 報(bào)告；可以訪問(wèn)通用塑料庫(kù)，并從典型的注塑機(jī)參數(shù)中自動(dòng)進(jìn)行選擇；確定最佳注射位置，以減少周期時(shí)間并改進(jìn)產(chǎn)品外觀；確定潛在的模具填充問(wèn)題， 比如注量不足、氣孔、熔接線等，改進(jìn)設(shè)計(jì)質(zhì)量，并減少制造周期時(shí)司和模具返工率。Plastic Advisor的操作過(guò)程：在Pro/E中打開(kāi)所分析的零件文件 建立基準(zhǔn)點(diǎn) 進(jìn)入Plasic Advisor操作界面 進(jìn)行分析 查看結(jié)果 制作分析報(bào)告書(shū)。Plastic Advisor 在模具設(shè)計(jì)中具體可提供以下分析： 澆口位置自動(dòng)優(yōu)化； 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否合理； 選擇合適的注塑材料； 確定合理的澆口位置； 預(yù)測(cè)熔接痕的位置； 模具型腔是否充滿； 縮痕分析； 最終產(chǎn)品質(zhì)量分析； 選擇合適的注塑機(jī)； 成本顧問(wèn)。利用Pro/E軟件中的Plastic Advisor模塊在模具加工之前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)注塑成型過(guò)程進(jìn)行分析、計(jì)算和動(dòng)態(tài)模擬，幫助研判潛在的問(wèn)題，能夠?qū)⒅圃熘锌赡艹霈F(xiàn)的問(wèn)題在設(shè)計(jì)階段就得到有效的解決，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢， 提高模具質(zhì)量， 降低成本，增加企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力等都有著重大的意義。1.3.4 應(yīng)用現(xiàn)狀 Pro/E在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛、越來(lái)越深入，雖然和AUTOCAD等二維繪圖軟件相比，Pro/E的使用相對(duì)要難得多，但這并沒(méi)有阻止人們對(duì)它的學(xué)習(xí)、使用及開(kāi)發(fā)。這也充分說(shuō)明了Pro/E具有人們所渴望的優(yōu)良的性能和靈活多變的開(kāi)發(fā)方法。美國(guó)PTC公司提出的單一數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAM/CAE領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)?；诖碎_(kāi)發(fā)出來(lái)的第三代機(jī)械CAD/CAM/CAE產(chǎn)品Pro/E在當(dāng)今同類(lèi)產(chǎn)品中代表著較高的水平。該系統(tǒng)全方位地提供了從產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、精確設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)到模具型腔數(shù)控加工一整套功能，極大地縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期，提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。從大量文獻(xiàn)中可以看出，Pro/E在它所觸及的各行各業(yè)中的應(yīng)用程度及深度雖然各不相同，但其成果是可喜的，效益是顯著的！相信隨著社會(huì)的發(fā)展，其參數(shù)化快速設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)又會(huì)越來(lái)越明顯，今后會(huì)在更多的領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。1.4 研究?jī)?nèi)容、意義與創(chuàng)新點(diǎn)本課題研究的內(nèi)容是基于Pro/E的飲水機(jī)后殼設(shè)計(jì)，飲水機(jī)是一種將桶裝純凈水（或礦泉水）升溫或降溫并方便人們飲用的裝置。它具有干凈快捷，使用方便等特點(diǎn)。飲水機(jī)的設(shè)計(jì)是個(gè)綜合問(wèn)題，它涉及到材料使用、成型加工工藝、技術(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、藝術(shù)設(shè)計(jì)、創(chuàng)造學(xué)、商品技術(shù)和消費(fèi)心理學(xué)等多方面知識(shí)。具體而言，作為設(shè)計(jì)師或研發(fā)人員，首先要了解飲水機(jī)外殼常用材料的性能特點(diǎn)與選用原則，理解并熟悉飲水機(jī)外殼的成型方法和加工工藝，還要實(shí)際掌握飲水機(jī)外殼的技術(shù)。飲水機(jī)外殼是飲水機(jī)的重要部件，它的質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品的外觀、性能和使用壽命等。因此，一個(gè)好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，不僅能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約成本，還能增加產(chǎn)品的美觀度，刺激人們的購(gòu)買(mǎi)欲望，為企業(yè)帶來(lái)豐厚的利潤(rùn)。本次設(shè)計(jì)的方向主要在探求如何進(jìn)行飲水機(jī)外殼的人性化設(shè)計(jì)，在一般的飲水機(jī)上如何加入人性化的元素。人性化設(shè)計(jì)要求人為本展開(kāi)設(shè)計(jì)思考，注重提升人的價(jià)值，尊重人的自然需求和社會(huì)需求。體現(xiàn)在本課題中就是使人們能夠更加輕松舒適的使用飲水機(jī)。二飲水機(jī)外殼設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.1 飲水機(jī)外殼的結(jié)構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)飲水機(jī)的外殼是飲水機(jī)的主要承重部件和主要外觀部件。因此，在結(jié)構(gòu)上，要求飲水機(jī)的外殼具有較高的強(qiáng)度和抗沖擊性，使其能夠承受上方放置的飲用水的重量；因?yàn)轱嬎畽C(jī)也屬于電器類(lèi)，所以要求其絕緣性良好；為了提高產(chǎn)品壽命，飲水機(jī)外殼應(yīng)易于拆裝維修。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)優(yōu)化產(chǎn)品美觀度，增加產(chǎn)品對(duì)人們的吸引力。在查閱了國(guó)內(nèi)外很多相關(guān)資料后，我們注意到現(xiàn)在的飲水機(jī)市場(chǎng)上，主要有兩種飲水機(jī)：立式飲水機(jī)和臺(tái)式飲水機(jī)，而其中，立式飲水機(jī)占領(lǐng)了大部分市場(chǎng)。立式飲水機(jī)主要有外部結(jié)構(gòu)美觀大方，機(jī)身內(nèi)可存放物品等優(yōu)點(diǎn)。而臺(tái)式飲水機(jī)具有占地小，外型小巧和桶裝水安取方便等特點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)中，我們選擇臺(tái)式飲水機(jī)為設(shè)計(jì)的基本模型。2.2 逆向工程本次設(shè)計(jì)采用逆向工程設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)。逆向工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品實(shí)物模型，反向推出產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（包括設(shè)計(jì)圖紙或數(shù)字模型）的過(guò)程，是一門(mén)跨學(xué)科、跨專(zhuān)業(yè)的綜合性工程。它綜合了光學(xué)、機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)視覺(jué)和圖像處理等技術(shù)為一體，以先進(jìn)產(chǎn)品的實(shí)物、軟件或影像( 圖片、照片等)作為研究對(duì)象，應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論、生產(chǎn)工程學(xué)、材料學(xué)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)、深入的分析和研究，探索逆向工程的關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)出先進(jìn)產(chǎn)品。在逆向工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，實(shí)物的CAD模型重建是逆向工程的關(guān)鍵部分。逆向工程系統(tǒng)主要由三部分組成：產(chǎn)品實(shí)物幾何外形的數(shù)字化、CAD模型重建、產(chǎn)品或模具制造。本次設(shè)計(jì)中主要以已有的飲水機(jī)圖片為參照，加上設(shè)計(jì)者個(gè)人的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和想法，再加入一些人性化的設(shè)計(jì)來(lái)豐富該產(chǎn)品。2.3 飲水機(jī)外殼設(shè)計(jì)中材料的選擇與材料特性本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品擬采用ABS和PS為產(chǎn)品的材料。ABS（塑料）化學(xué)名稱(chēng)：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名稱(chēng)：Acrylonitrile Butadiene Styrene。聚苯乙烯是指有苯乙烯單體經(jīng)自由基縮聚反應(yīng)合成的聚合物，英文名稱(chēng)為Polystyrene。ABS樹(shù)脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，散熱性, 成型加工和機(jī)械加工較好。因此，本次設(shè)計(jì)中采用ABS作為飲水機(jī)外殼的主體。ABS工程塑料的缺點(diǎn)：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。ABS的參數(shù)：比重：1.05克/立方厘米 燃燒鑒別方法：連續(xù)燃燒、藍(lán)底黃火焰、黑煙、淺金盞草味 干燥條件：80-90 2小時(shí) 成型收縮率:0.4-0.7% 模具溫度：25-70（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低） 融化溫度：210-280（建議溫度：245） 成型溫度：200-240 注射速度：中高速度 注射壓力：500-1000barABS特點(diǎn):1、 綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好。2、 與372有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理。3、 有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。4、 流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好，柔韌性好。5、 用途：適于制作一般機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動(dòng)零件和電訊零件。6、 同PVC（聚氯乙烯）一樣在屈折處會(huì)出現(xiàn)白化現(xiàn)象。ABS成型特點(diǎn):1. 無(wú)定形料,流動(dòng)性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)2. 時(shí)間預(yù)熱干燥80-90度,3小時(shí)。3. 宜取高料溫,高模溫,但料溫過(guò)高易分解(分解溫度為270度).對(duì)精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對(duì)高光澤。耐熱塑件,模溫宜取60-80度。4. 如需解決夾水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?. 如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理，同時(shí)模具表面需增加排氣位置。PS是一種用途廣泛的脆性塑料。例如顯示器的外殼就是聚苯乙烯的。透明的塑料水杯，包裝用的泡沫塑料也是由聚苯乙烯制成的。普通聚苯乙烯樹(shù)脂屬無(wú)定形高分子聚合物，聚苯乙烯大分子鏈的側(cè)基為苯環(huán)，大體積側(cè)基為苯環(huán)的無(wú)規(guī)排列決定了聚苯乙烯的物理化學(xué)性質(zhì)，如透明度高.剛度大.玻璃化溫度高.性脆等?？砂l(fā)性聚苯乙烯為在普通聚苯乙烯中浸漬低沸點(diǎn)的物理發(fā)泡劑制成，加工過(guò)程中受熱發(fā)泡，專(zhuān)用于制作泡沫塑料產(chǎn)品。高抗沖聚苯乙烯為苯乙烯和丁二烯的共聚物，丁二烯為分散相，提高了材料的沖擊強(qiáng)度，但產(chǎn)品不透明。間規(guī)聚苯乙烯為間同結(jié)構(gòu)，采用茂金屬催化劑生產(chǎn)，是近年來(lái)發(fā)展的聚苯乙烯新品種，性能好，屬于工程塑料。PS主要分為通用級(jí)聚苯乙烯（GPPS、俗稱(chēng)透苯）、抗沖擊級(jí)聚苯乙烯（HIPS、俗稱(chēng)改苯）和發(fā)泡級(jí)聚苯乙烯（EPS）。在本次設(shè)計(jì)中，我們隊(duì)前擋板沒(méi)有受力要求，且出于透明度和成本的考慮，我們選擇GPPS作為飲水機(jī)前擋板的材料。GPPS特性GPPS為無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味而有光澤的、透明的顆粒。質(zhì)輕、價(jià)廉、吸水性低、著色性好、尺寸穩(wěn)定性、電性能好、制品透明、加工容易。GPPS可溶于芳香烴、氯代烴、脂肪族酮和酯但在丙酮中只能溶脹?？赡湍承┑V物油、有機(jī)酸、堿、鹽、低級(jí)醇及其水溶液的作用。吸水率低，在潮濕環(huán)境中仍能保持其力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性。電性能優(yōu)異，體積電阻和表面電阻都很高，且不受溫度、濕度變化的影響，也不受電暈放電的影響。耐輻射性能也很好。GPPS主要缺點(diǎn)是質(zhì)脆易裂、沖擊強(qiáng)度低，耐熱性較差，不能耐沸水，只能在較低溫度和較低負(fù)荷下使用。耐日旋光性差，易燃。燃燒時(shí)發(fā)黑，且有特殊臭味。2.4 注射機(jī)的選擇塑件和澆注系統(tǒng)的體積計(jì)算利用PRO/E軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模，并可直接通過(guò)軟件進(jìn)行分析，查詢(xún)到塑件的體積為V1,那么澆注系統(tǒng)的體積V2=0.6*V1（澆注系統(tǒng)體積大約是塑件的0.5-0.75，這里取0.6），所以塑件的總體積V=V1+V2。塑件和澆注系統(tǒng)的質(zhì)量計(jì)算塑件和澆注系統(tǒng)的質(zhì)量M=*V一次注射量計(jì)算一般情況下為了穩(wěn)定性起見(jiàn)，射出量需為成品重量的1.35倍以上，亦即成品重量需為射出量的75以?xún)?nèi)，那么一次注射量M1=1.35*M根據(jù)注射量可以進(jìn)行注射機(jī)的初選。2.5 飲水機(jī)外殼的色彩設(shè)計(jì)我們生活在一個(gè)絢麗多彩的世界里，也正因?yàn)橛辛诉@五顏六色，才使我們的生活變得更加多姿多彩?？陀^存在的不同的色彩，通過(guò)感覺(jué)器官對(duì)人產(chǎn)生不同的心理和生理作用。所以，我們?cè)谏詈凸ぷ髦姓_地應(yīng)用色彩的心理效應(yīng)，不僅能使人產(chǎn)生舒適感和美的享受，而且，還能減少或避免工作中的失誤，確保工作安全，進(jìn)一步提高工作效率。人對(duì)于顏色的積極反應(yīng)與生俱來(lái)，不同顏色會(huì)改變?nèi)说男睦?、生理狀態(tài)，反之人的不同心態(tài)亦將支配顏色。馬克思曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，色彩的感覺(jué)在一般美感中是最大眾化的美感形式。顏色作用于我們的感覺(jué)，引起心理活動(dòng)，改變情緒，影響行為?！懊骰铩钡念伾鹩鋹偢校弧耙钟簟钡念伾珜?huì)導(dǎo)致很壞的心境。工業(yè)產(chǎn)品的形式美是由造型、色彩、圖案、裝潢等多方面因素綜合而成的。但在眾多的因素中，色彩居于舉足輕重的地位，它能最先引起消費(fèi)者的注意，并給人以深刻的印象。產(chǎn)品的色彩設(shè)計(jì)是決定產(chǎn)品能否吸引人、為人所喜愛(ài)的一個(gè)重要因素。產(chǎn)品的色彩是依附于形態(tài)的，但色彩比形態(tài)對(duì)于人更具有吸引力。產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)具有先聲奪人的藝術(shù)效果。好的色彩設(shè)計(jì)可以使產(chǎn)品提高檔次和競(jìng)爭(zhēng)力，提高生產(chǎn)的工作效率和安全性，美化人們的生活，滿足人們?cè)诰穹矫娴淖非?。色彩的選配要與產(chǎn)品本身的功能、使用范圍、環(huán)境相適合。各種產(chǎn)品都有自身的特性、功效、對(duì)色彩的要求也多有不同。產(chǎn)品的色彩設(shè)計(jì)應(yīng)遵循單純、和諧、醒目的原則，在滿足產(chǎn)品功能的同時(shí)，突出形態(tài)的美感，使人產(chǎn)生過(guò)目不忘的藝術(shù)效果。隨著生產(chǎn)技術(shù)的日益進(jìn)步，產(chǎn)品設(shè)計(jì)如何適應(yīng)消費(fèi)者的需要就成為了至關(guān)重要的問(wèn)題。在消費(fèi)者眼中，產(chǎn)品的色彩與形狀同樣受到特別注意。一些功能優(yōu)異，但外貌笨拙、色彩陳舊的產(chǎn)品受到冷落，而那些外觀優(yōu)美又實(shí)用的產(chǎn)品卻頗受消費(fèi)者喜愛(ài)?？梢?jiàn)，色彩對(duì)于產(chǎn)品來(lái)說(shuō)是非常重要的。在當(dāng)前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的大部分飲水機(jī)，都不約而同的采用了亮白色主體搭配其它顏色配件。各種不同的配件中，以藍(lán)色的較為多一些，這樣的飲水機(jī)看起來(lái)既讓人很舒服的，又讓人有一種干凈，寧?kù)o的感覺(jué)。這其中涉及到了顏色與人心理活動(dòng)的許多相關(guān)面。白色，純潔高尚、晶瑩凝至，對(duì)多愁善感的人又意味著憂傷、寒冷。使人聯(lián)想到白雷、白云、白浪滔滔。象征純潔、明伙、清靜。而且可以對(duì)心臟、精神、神經(jīng)和情緒起到一個(gè)很好地安撫作用，也有助于培養(yǎng)活力和獲得支持性的情感。如醫(yī)護(hù)人員、售貨員等常穿白色工作服，使人產(chǎn)生清潔、幽雅和親近的感覺(jué)。白色的反射率很大也能提高亮度和降低色彩飽和度。藍(lán)色，空曠、沉靜、舒適，有鎮(zhèn)靜、降溫之效。使人聯(lián)想高高的藍(lán)天、寬闊的海洋。象征沉著、清爽、清靜。此外，藍(lán)色還令人產(chǎn)生純樸、端莊、穩(wěn)重、沉靜的心理感受。藍(lán)色有降溫冷卻的作用，可以減輕腫瘤、痙攣、呼吸系統(tǒng)等疾病癥狀，對(duì)發(fā)燒、感染等有效，也可以化解人心中的憤怒和仇恨。藍(lán)色令人想到孤獨(dú)、沉思、獨(dú)立和平靜，它是真理和和諧的顏色，在校學(xué)生常著裝“學(xué)生藍(lán)”，使人產(chǎn)生潔靜感。三、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及圖形設(shè)計(jì)3.1 塑料制品的設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.1.1 壁厚壁厚均勻，充模、冷卻收縮均勻、尺寸精度高、生產(chǎn)效率高，如需改變壁厚時(shí)，一般在澆口部位逐漸減小壁厚。在滿足產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和使用要求的條件下，盡可能采用較小的壁厚。產(chǎn)品壁厚的設(shè)計(jì)，要能承受頂出裝置的沖擊和振動(dòng)等。在產(chǎn)品的連接固緊處、嵌件埋入處、塑料熔體在孔窗的匯合處要具有足夠的厚度。保證貯存、搬運(yùn)過(guò)程中強(qiáng)度所需的壁厚。滿足成型時(shí)熔體充模所需壁厚，既要避免充料不足或易焦燒的薄壁，又要避免熔體破裂或易產(chǎn)生凹陷的厚壁。3.1.2 脫模斜度產(chǎn)品精度要求越高，脫模斜度應(yīng)越小。尺寸大的產(chǎn)品，應(yīng)采用較小的脫模斜度。產(chǎn)品形狀復(fù)雜不易脫模的，用選取較大的斜度。產(chǎn)品收縮率大，斜度也應(yīng)加大。增強(qiáng)塑料宜選用較大斜度，含有自潤(rùn)滑劑的塑料可用小斜度。產(chǎn)品壁厚大，斜度也應(yīng)大。斜度的方向要合適。3.1.3 加強(qiáng)筋在不加大產(chǎn)品壁厚的條件下，增強(qiáng)產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛性，以節(jié)約塑料用量，減輕重量，減低成本?？煽朔a(chǎn)品壁厚差帶來(lái)的應(yīng)力不均所造成的產(chǎn)品變形。便于塑料熔體的流動(dòng)。3.1.4 圓角產(chǎn)品的兩相交平面之間盡可能以圓角過(guò)渡，避免因銳角而造成應(yīng)力集中等弊病。3.1.5 孔孔與孔的中心距應(yīng)大于孔徑的2倍，孔中心至邊緣的距離為孔徑的3倍?？字苓叺谋诤褚哟?，其值比與之相裝配件的外徑大20%40%，以避免收縮應(yīng)力所造成的不良影響。產(chǎn)品壁上的孔，為避免側(cè)向抽芯，可用側(cè)壁槽代替。塑料熔體圍繞型芯流動(dòng)匯合而形成塑料產(chǎn)品孔時(shí)，會(huì)在孔的邊緣熔體匯合處形成熔接痕，它的存在會(huì)削弱產(chǎn)品的強(qiáng)度。這時(shí)可以適當(dāng)加大孔間距。需要鉆孔的產(chǎn)品，模塑孔時(shí)應(yīng)做出鉆頭的定位或?qū)虿糠值男螤?。自攻螺紋孔的錐面孔，為防止孔表面破裂，錐面始端表面應(yīng)不小于0.5。3.2 塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般原則（1）在選料方面需考慮：塑料的物理機(jī)械性能，如強(qiáng)度、剛性和耐熱性等；塑料的成型工藝性，如流動(dòng)性、結(jié)晶速率和壓力敏感性等；塑料產(chǎn)品在成型后的收縮情況，及各向收縮率的差異。（2）在產(chǎn)品形狀方面：能滿足使用要求，有利于模具填充、排氣、補(bǔ)縮、同時(shí)能適應(yīng)高效冷卻硬化或快速熱固化等。（3）在模具方面：應(yīng)考慮它的總體結(jié)構(gòu)，特別是抽芯與脫出產(chǎn)品的復(fù)雜程度。同時(shí)應(yīng)充分考慮模具零件的形狀及其制造工藝，以便使產(chǎn)品具有較好的經(jīng)濟(jì)性。（4）在成本方面：要考慮注塑產(chǎn)品的利潤(rùn)、年產(chǎn)量、原料價(jià)格、使用壽命和更換期限等綜合因素，盡可能降低成本。3.3 飲水機(jī)外殼初步分析針對(duì)市場(chǎng)上的臺(tái)式飲水機(jī)的結(jié)構(gòu)和外形都比較成熟的情況，我們決定選擇多款飲水機(jī)，對(duì)它們的各種優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行一個(gè)綜合，在不影響其使用效果的前提下提高它的美觀度，并且嘗試性加入一些人性化的元素。使其在視覺(jué)和使用效果上能得到一些提升。下面是幾幅臺(tái)式飲水機(jī)的照片：圖 3.1 飲水機(jī)原型一圖3.2 飲水機(jī)原型機(jī)二下面是本次設(shè)計(jì)中使用的原型機(jī)的照片：圖3.3 飲水機(jī)原型機(jī)三由以上照片可以看到：原型機(jī)中的前面板與前殼的連接處倒角不夠圓滑，給人以突兀的感覺(jué)，頂部也沒(méi)有倒角。所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)在這兩處進(jìn)行倒圓角；上殼沒(méi)有一個(gè)平臺(tái)來(lái)支撐水桶（圖 3.1的圖片中有），使得上殼在支撐水桶的重量時(shí)更加易碎。那么，在設(shè)計(jì)上殼時(shí)就應(yīng)該在入水口周?chē)黾右蝗χ纹脚_(tái)來(lái)加強(qiáng)上殼的支撐力；原型機(jī)中也沒(méi)有前擋板（圖 3.2中的飲水機(jī)上有體現(xiàn)），根據(jù)前面板的形狀進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的前擋板的設(shè)計(jì)；上殼與機(jī)身連接處使用套式連接，降低了飲水機(jī)整體的美觀度，如像圖-1中的飲水機(jī)采用焊接式連接，可解決此問(wèn)題。3.4飲水機(jī)外殼數(shù)據(jù)采集3.4.1前殼數(shù)據(jù)采集高：280.00mm；寬（底部）：300.00mm；寬（頂部）：251.00mm；長(zhǎng)（前面到焊接處）：140.00mm；水龍頭位置高度：160.00mm；飲水機(jī)面板凹進(jìn)深度：70.00mm；飲水機(jī)面板高（兩邊）：230.00mm；飲水機(jī)面板高（中間）：178.00mm；壁厚：1.50mm；側(cè)面拔模角：3；前殼倒圓角：R=10.00mm；前殼與面板連接處倒圓角：R=2.00mm；面板倒圓角（上）：R=5.00mm；面板倒圓角（中）：R=20.00mm。3.4.2后殼數(shù)據(jù)采集高：280.00mm；寬（底部）：300.00mm；寬（頂部）：251.00mm；長(zhǎng)（前面到焊接處）：120.00mm；維修口高度：100.00mm；壁厚：1.50mm；側(cè)面拔模角：3。3.4.3上殼數(shù)據(jù)采集 高（中間）：50.00mm；高（邊）：37.33mm；頂部弧度：R=670.07mm；入水口深：118.20mm；入水口寬：60.00mm；水嘴高：64.00mm；壁厚：1.50mm；加強(qiáng)筋厚度：2.00mm；倒圓角（邊）：R=10.00mm；倒圓角（角）：R=20.00mm。水嘴上進(jìn)水口數(shù)目：3個(gè)。四、飲水機(jī)外殼的設(shè)計(jì)4.1 飲水機(jī)前殼的設(shè)計(jì)4.1.1 設(shè)計(jì)思路經(jīng)過(guò)上面對(duì)原型機(jī)的分析，我們?cè)谠O(shè)計(jì)之前應(yīng)該有一個(gè)大致的思路：先通過(guò)不同的曲面造型和合并等功能做出飲水機(jī)前殼的大致形狀，然后對(duì)曲面進(jìn)行倒圓角，之后再對(duì)曲面整體進(jìn)行加厚操作，使之由曲面變?yōu)閷?shí)體，再之后再對(duì)飲水機(jī)前殼實(shí)體完成打孔等操作，最后，根據(jù)選定顏色給實(shí)體著色即可。為了是飲水機(jī)看起來(lái)更加美觀，還應(yīng)在其前殼處增加一些文字或者圖案。那么，在此處應(yīng)該使用偏距操作，之后對(duì)偏距面進(jìn)行曲面著色。在有了設(shè)計(jì)思路之后，我們就按照設(shè)計(jì)思路來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)原有設(shè)計(jì)思路不斷的修改來(lái)完善。4.1.2 設(shè)計(jì)步驟首先是前殼曲面的設(shè)計(jì)，前殼包括兩個(gè)部分，分別是前殼和面板。那么我們先進(jìn)行前殼的設(shè)計(jì)：在設(shè)計(jì)之初，我們應(yīng)該考慮到前殼的拔模角問(wèn)題，查閱資料后，我們知道飲水機(jī)外殼的拔模角一般為1 3，為了更好的在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)拔模角，我們?nèi)∑渥畲笾?。又因?yàn)榍皻さ撞繉挾葹?00mm，經(jīng)過(guò)計(jì)算之后，它的頂部寬度為251mm。有了數(shù)據(jù)之后，我們開(kāi)始設(shè)計(jì)：操作步驟：首先在草繪中畫(huà)一條關(guān)于豎直的中心線對(duì)稱(chēng)的水平線，之后修改其長(zhǎng)度為300mm，再以其兩邊的端點(diǎn)為起點(diǎn)畫(huà)兩條豎直向上的直線，并把它們的長(zhǎng)度都修改為140mm，然后使用約束功能把任意一條豎直線的上端點(diǎn)與水平中心線約束在一起。使用基準(zhǔn)面創(chuàng)建一個(gè)新的基準(zhǔn)面（DTM1平面），與剛才草繪的平面（FRONT平面）平行且距離為280mm。在新的基準(zhǔn)面開(kāi)始第二個(gè)草繪。第二個(gè)草繪與第一個(gè)基本相同，只是水平線長(zhǎng)度為251mm。完成兩個(gè)草繪之后，在使用曲線功能創(chuàng)建樣條線，分別連接剛才創(chuàng)建的兩個(gè)草繪的相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)點(diǎn)，這樣可以創(chuàng)建四條樣條線。最后，使用邊界混合功能，使其生成一個(gè)曲面即可。模型樹(shù)：圖 4.1 組一效果圖然后是面板的設(shè)計(jì)，我們要求面板是一個(gè)前寬后窄，且前后是用較大弧度的曲面過(guò)度的，而且還應(yīng)該是上窄下寬且也是用較大的弧度來(lái)過(guò)度：首先在底面（FRONT平面）進(jìn)行草繪，以前殼的邊和水平中心線的交點(diǎn)為起點(diǎn)，在中心線上繪制一條直線，修改其長(zhǎng)度為70mm，再以上邊的拐點(diǎn)為起點(diǎn)，畫(huà)一條向內(nèi)凹的弧線，修改其水平長(zhǎng)度為70mm，弧度為R=100mm，然后以水平中心線為軸鏡像弧線（圖 4.2-a所示）。之后創(chuàng)建一個(gè)與底面平行且距離為230mm的基準(zhǔn)面（DTM2平面），在此基準(zhǔn)面上進(jìn)行草繪。以上邊為起點(diǎn)畫(huà)一條直線，修改其長(zhǎng)度為70mm，修改其距水平中心線距離為60mm，然后以水平中心線為軸鏡像。最后以剛才所繪的5條線為基礎(chǔ)，使用可變剖面掃描功能，再畫(huà)一個(gè)所需形狀（圖4.2-b），即可完成此操作。操作步驟： (a) (b)圖 4.2 可變剖面掃描中的草繪模型樹(shù)：圖 4.3 組二效果圖 這時(shí)的面板只有一個(gè)弧形凹槽，我們還應(yīng)該為它增加一個(gè)面板：操作步驟：選擇剛才創(chuàng)建的凹槽，按住Ctrl選擇之前創(chuàng)建的前殼曲面，然后合并，選擇需要的部分留下。之后使用填充功能生成一個(gè)和凹槽部分相交的面，再使用合并功能，然后對(duì)面于與面的相交處進(jìn)行倒圓角。倒圓角時(shí)，根據(jù)不同部位的不同要求，倒角的數(shù)值應(yīng)該是不相同的（本設(shè)計(jì)中采用的數(shù)值有5mm，10mm，20mm等）。模型樹(shù)： 圖4.4 組三效果圖完成上步操作之后，前殼曲面基本成型。下一步的操作是進(jìn)行曲面的實(shí)體化，并且完成實(shí)體上的其他特征的操作。操作步驟：首先對(duì)合并完的曲面進(jìn)行加厚處理，厚度為1.5mm；然后使用孔工具在面板上打孔，孔的直徑為12mm；之后以中間的基準(zhǔn)面（RIGHT平面）為中心鏡像孔，然后和主視平面（TOP平面）平行創(chuàng)建一個(gè)基準(zhǔn)面（DTM4平面），而且要求和前殼的外邊相交；在之后在此平面上進(jìn)行草繪，草繪一個(gè)如下圖中黃色區(qū)域部分的形狀，在進(jìn)行拉伸，深度0.05mm；再以剛才拉伸的區(qū)域的上面為草繪平面進(jìn)行草繪，在草繪中使用字體功能創(chuàng)建如下圖的字體：電源和加熱（注意此處的字體一定要寬體，必須在內(nèi)部形成框狀結(jié)構(gòu)，以便以后操作），然后對(duì)剛才草繪部分進(jìn)行拉伸，深度0.05mm；之后再在DTM4平面上進(jìn)行一次草繪，創(chuàng)建字體，再進(jìn)行拉伸操作，深度相同（下圖中為了明顯顯示操作效果，進(jìn)行了部分染色）。模型樹(shù)：圖 4.5 效果圖 最后，對(duì)前殼整體進(jìn)行著色（零件著色）：亮白色，并且對(duì)光澤等進(jìn)行調(diào)試；然后，對(duì)部分曲面進(jìn)行著色（曲面著色）：灰黃、青色和黑色，并且對(duì)光澤等進(jìn)行調(diào)試。圖 4.6 前殼最終效果圖到此，前殼部分全部完成，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)原有的設(shè)計(jì)思路在具體的設(shè)計(jì)中存在一些問(wèn)題（例如先倒圓角，在合并的話就會(huì)出現(xiàn)曲面有缺失的現(xiàn)象），所以我們針對(duì)這些問(wèn)題對(duì)原有的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了修改，最終較好的完成了前殼的設(shè)計(jì)。4.2 飲水機(jī)后殼的設(shè)計(jì)4.2.1 設(shè)計(jì)思路飲水機(jī)后殼的設(shè)計(jì)和前殼設(shè)計(jì)的第一步大致相同，只是寬度有所不同，最后還要留下一個(gè)維修口。4.2.2 設(shè)計(jì)步驟我們直接在前殼的設(shè)計(jì)中進(jìn)行修改來(lái)獲得后殼的實(shí)體，這樣比較簡(jiǎn)便，而且實(shí)體顏色也相同。模型樹(shù)：圖 4.7 后殼最終效果圖4.3 飲水機(jī)上殼的設(shè)計(jì)4.3.1 設(shè)計(jì)思路從照片和實(shí)物看來(lái)，飲水機(jī)上殼是由各種簡(jiǎn)單曲面結(jié)合而來(lái)，所以我們的設(shè)計(jì)思路也照此而來(lái)：首先完成上殼大致造型的曲面的設(shè)計(jì)，然后完成進(jìn)水口曲面，之后合并兩個(gè)曲面；再然后是支撐平臺(tái)曲面的設(shè)計(jì)，之后合并曲面，最后進(jìn)行倒圓角，加厚和切除材料等操作。4.3.2 設(shè)計(jì)步驟由于上殼的曲面比較多，所以我們因該使復(fù)雜的曲面盡量簡(jiǎn)單化，用較多的簡(jiǎn)單小曲面來(lái)組成較大的復(fù)雜曲面。操作步驟：首先以FRONT平面為基準(zhǔn)面拉伸一個(gè)長(zhǎng)為270.6516mm，寬為260mm的矩形曲面，矩形的高度超過(guò)50mm即可。然后再以TOP平面為基準(zhǔn)平面進(jìn)行曲面拉伸，要求弧度為R=670mm，且中間距離坐標(biāo)的中心為50mm，弧線的兩端一定要超出剛才所繪的矩形的邊。然后選中兩個(gè)曲面進(jìn)行合并。模型樹(shù)：圖 4.8 上殼合并效果圖操作步驟：以TOP平面為基準(zhǔn)平面進(jìn)行曲面旋轉(zhuǎn)，在草繪中繪制如圖4.9所示的線，以豎直的中心線為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，得到曲面與第一步生成的曲面進(jìn)行合并操作。之后還以TOP平面為基準(zhǔn)平面進(jìn)行曲面旋轉(zhuǎn)，在草繪中繪制如圖4.10所示的線，以豎直的中心線為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，得到的曲面與上部合并后的曲面再進(jìn)行一次合并操作，到此，我們完成了上殼的曲面部分。圖 4.9 旋轉(zhuǎn)草繪一 圖 4.10 旋轉(zhuǎn)草繪二模型樹(shù)： 圖 4.11 旋轉(zhuǎn)合并效果圖然后對(duì)上一步完成的曲面的邊進(jìn)行倒圓角操作，邊倒圓角：R=10mm，角倒圓角：R=20mm。然后對(duì)整體加厚處理，厚度為1.5mm。然后在底面的薄弱處添加加強(qiáng)筋，厚度為2mm，個(gè)數(shù)為4。然后對(duì)入水口處進(jìn)行“旋轉(zhuǎn)-去除材料操作”，高度為8.85mm，旋轉(zhuǎn)角度為30。然后對(duì)剛才的入水口進(jìn)行軸陣列，個(gè)數(shù)為3。到此，上殼實(shí)體部分全部完成。模型樹(shù)：圖4.12 上殼最終效果圖4.4 儲(chǔ)水槽的設(shè)計(jì)4.4.1 設(shè)計(jì)思路儲(chǔ)水槽的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在偏距上，這樣使得凸起部分下面中空，節(jié)省材料。4.4.2 設(shè)計(jì)步驟 模型樹(shù)：圖4.14 儲(chǔ)水槽效果圖2 圖 4.13 儲(chǔ)水槽效果圖14.5 水龍頭和開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)圖 4.15 水龍頭效果圖 圖 4.16 開(kāi)關(guān)效果圖4.6 前擋板和底板的設(shè)計(jì) 前擋板是本次設(shè)計(jì)中的重要部分，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，因此設(shè)計(jì)比較容易。主要的難點(diǎn)還是在最后與機(jī)身進(jìn)行整體的顏色搭配，從而增加飲水機(jī)整體的美觀度。圖 4.17 前擋板效果圖底板設(shè)計(jì)： 一個(gè)簡(jiǎn)單的有尺寸拉伸即可，拉伸厚度為1.5mm。4.7飲水機(jī)外殼的組裝在完成了飲水機(jī)外殼的所有組件的設(shè)計(jì)之后，我們就開(kāi)始進(jìn)行飲水機(jī)外殼的組裝。第一個(gè)插入的零件我們選底板，因?yàn)榈装甯鱾€(gè)方向上全都是平面，便于其他的零件組裝時(shí)的參照。之后依次是前殼、后殼、上殼、水龍頭、水龍頭開(kāi)關(guān)、儲(chǔ)水槽、前擋板和維修板。其中，在組裝水龍頭和水龍頭開(kāi)關(guān)的時(shí)候，要注意水龍頭開(kāi)關(guān)的方向問(wèn)題，一定要和水龍頭搭配好。組裝后的完成圖：圖 4.18 組裝完成效果圖4.8 不同顏色的搭配在組裝完成之后，我們對(duì)飲水機(jī)整體和前擋板的顏色搭配進(jìn)行了嘗試。在查看了 在研究了市場(chǎng)上的多款飲水機(jī)之后，我們發(fā)現(xiàn)飲水機(jī)機(jī)身比較多用亮白色和銀色，而前擋板一般為天藍(lán)色，紅色比較少見(jiàn)，其他顏色幾乎沒(méi)有。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)了以下幾款搭配：圖 4.19 飲水機(jī)顏色搭配4.9 完成爆炸圖組裝圖完成之后，對(duì)其使用分解視圖，然后對(duì)各個(gè)組件的位置進(jìn)行編輯，使整個(gè)視圖看起來(lái)比較美觀。圖 4.20 飲水機(jī)爆炸圖圖 4.21 裝有水桶的飲水機(jī)爆炸圖五、飲水機(jī)前殼的分析和注塑機(jī)的選取5.1 飲水機(jī)前殼的分析5.1.1 Plastic Advisor注塑分析使用PRO/E軟件自帶的塑料顧問(wèn)功能，對(duì)前殼進(jìn)行注塑行為分析。首先，在前殼實(shí)體上插入一個(gè)點(diǎn)（即澆口），之后進(jìn)行注塑行為分析： 澆口位置