【正文】 飲水機(jī)的市場規(guī)模迅速膨脹，家電企業(yè)紛紛加入飲水機(jī)市場。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)銷量逐年遞增，根據(jù)中國城市家電的調(diào)查報(bào)告顯示： 2021年我國飲水機(jī)市場銷量為 2021萬臺(tái)， 2021年為 2500萬臺(tái)， 2021年 3300萬臺(tái)以上， 2021年，產(chǎn)量達(dá)到 4000萬臺(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，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。 研究的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 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 、 市場競爭激烈 。 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，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，開發(fā)快速成型模具將越來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 、 小巧河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 緒論 2 方向發(fā)展，功能也越來越豐富 。 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 、 自行車 、 航天等行業(yè)，可謂是全方位的 3D產(chǎn)品開發(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，人性化設(shè)計(jì)不是一場設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)，也不是一種設(shè)計(jì)流派和風(fēng)格，它是人類在改造世界過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)，它沒有確切的開始，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)，蘋果公司設(shè)計(jì)部主任喬納森說： “ 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。我想尋求那種沒有技術(shù)也能理解，也能使人親近的元素，能與人們過去的記憶產(chǎn)生共鳴的元素。 ” 人性化設(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高科技帶來的方便和舒適。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)。 關(guān)于 Pro/E Pro/E是美國 Parametric Technology Corporation(簡稱 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、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，包括河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 緒論 3 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；（ 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）二次開發(fā)技術(shù)。 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， 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。 Pro/E中二維工程圖與 AUTOCAD間的轉(zhuǎn)換 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 緒論 4 Pro/E是功能強(qiáng)大的專業(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。 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)出來合格的模具。在開發(fā)模具之后發(fā)現(xiàn)的問題總是要付出高昂的代價(jià)才能解決，而且非常惱人?，F(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 ) 是 Pro/E中自帶的一種分析模塊。利用此模塊可以創(chuàng)建注塑填充過程的動(dòng)畫，并在 Pro/E瀏覽器內(nèi)自動(dòng)創(chuàng)建 web 報(bào)告；可以訪問通用塑料庫，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的操作過程： 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 緒論 5 在 Pro/E中打開所分析的零件文件 — 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。 Plastic Advisor 在模具設(shè)計(jì)中具體可提供以下分析： ① 澆口位置自動(dòng)優(yōu)化； ② 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否合理； ③ 選擇合適的注塑材料； ④ 確定合理的澆口位置； ⑤ 預(yù)測熔接痕的位置； ⑥ 模具型腔是否充滿； ⑦ 縮痕分析； ⑧ 最終產(chǎn)品質(zhì)量分析； ⑨ 選擇合適的注塑機(jī)； ⑩ 成本 顧問。 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)注塑成型過程進(jìn)行分析、計(jì)算和動(dòng)態(tài)模擬，幫助研判潛在的問題，能夠?qū)⒅圃熘锌赡艹霈F(xiàn)的問題在設(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)的競爭力等都有著重大的意義。 研究內(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，XX 學(xué)院本科畢業(yè)論文 目錄 6 還能增加產(chǎn)品的美觀度，刺激人們的購買欲望，為企業(yè)帶來豐厚的 利潤。 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)。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 緒論 7 二．飲水機(jī)外殼設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 應(yīng)用現(xiàn)狀 Pro/E在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛、越來越深入，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，但這并沒有阻止人們對(duì)它的學(xué)習(xí)、使用及開發(fā)。這也充分說明了 Pro/E具有人們所渴望的優(yōu)良的性能和靈 活多變的開發(fā)方法。美國 PTC公司提出的單一數(shù)據(jù)庫、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_發(fā)出來的第三代機(jī)械 CAD/CAM/CAE產(chǎn)品Pro/E在當(dāng)今同類產(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)品開發(fā)的周期，提高了產(chǎn)品的競爭力。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)河北機(jī) 電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 飲水機(jī)外殼的設(shè)計(jì) 8 展，其參數(shù)化快速 設(shè)計(jì)的優(yōu)勢又會(huì)越來越明顯，今后會(huì)在更多的領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。 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，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。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。