【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 事故的發(fā)生。 國(guó)外品牌的開(kāi)關(guān)插座有很多，比如西門(mén)子、西班牙西蒙 。 西蒙的開(kāi)關(guān)插座，面板、殼體等絕緣件均采用彩色優(yōu)質(zhì)工程塑料 PC 料 (俗稱(chēng)防彈膠 )。這種材料阻燃、無(wú)毒、耐高溫、抗沖擊，表面顏色均勻，抗紫外線，經(jīng)久不會(huì)褪色。其次，開(kāi)關(guān)插座載流件均使用經(jīng)過(guò)氧化處理的錫磷青銅制造。這種材料相比黃銅，彈性好、使用壽命長(zhǎng) 。因此，國(guó)外對(duì)插排的 研究也是讓人嘆為觀止的，其技術(shù)的應(yīng)用 以及產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 是不亞于中國(guó)的。 設(shè)計(jì)的前提準(zhǔn)備 設(shè)計(jì)工具的掌握程度 本次論文設(shè)計(jì)是利用 Pro/E 對(duì)插排外殼設(shè)計(jì)， 前文 已經(jīng)初步介紹了 Pro/Engineer 軟件的一些相關(guān)內(nèi)容，該軟件是當(dāng)今使用最為廣泛的三維軟件之一，尤其是在教學(xué)和工程制造中。 因此，在論文設(shè)計(jì)之前對(duì)工具的熟練掌握是非常有必要的。 Pro/E 采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶(hù)可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。 Pro/Engineer 是軟件包 ，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實(shí)體零件及組裝造型，三維上色，實(shí)體或線框造型，完整工程圖的產(chǎn)生及不同視圖展示 。通過(guò)所學(xué)的知識(shí)可以了解到其造型是通過(guò)各種不同的設(shè)計(jì)專(zhuān)用功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的，例如： 筋（ Ribs）、槽（ Slots）、倒角（ Chamfers）和抽殼（ Shells）等 。本次設(shè)計(jì)對(duì)象是插排外殼，其大致結(jié)構(gòu)就是上下匝殼通過(guò)螺釘螺孔裝配而成，所以要想順利的完成本次論文設(shè)計(jì)，必須掌握該軟件的一些專(zhuān)用功能，例如倒角、抽殼、打孔、裝配等。 設(shè)計(jì)對(duì)象的合理選擇 插排是 由 插座構(gòu)成的， 目前市場(chǎng)上的插排種類(lèi)很多 ，其插排造型 、功能、適應(yīng)范圍也大有徑庭 。本次論文設(shè)計(jì)不單純只是一次設(shè)計(jì)任務(wù)，更為深層的是通過(guò)自己的努力利用新技術(shù)生產(chǎn)產(chǎn)品用于現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中，提高人們的生活質(zhì)量。 插排的選擇是本次設(shè)計(jì)的一大關(guān)鍵，首先要在安全性能上保證人們的生命財(cái)產(chǎn)，然后在結(jié)構(gòu)造型上要適應(yīng)廣大人民群眾需要，接著在制造生產(chǎn)中要簡(jiǎn)單方便，最后在經(jīng)濟(jì)上保證人們用的起。 我國(guó)最為知名的插排是公牛插排，它以 防觸電 、 防燃燒 、 耐插拔 三大特點(diǎn)為著稱(chēng) ， 因此本次設(shè)計(jì)主要參照公牛插排的設(shè)計(jì)理念、特點(diǎn)進(jìn)行插排設(shè)計(jì)。如圖 是人們生活當(dāng)中 最為常用的插排 ，其造型外觀符合人們最大需要，設(shè)計(jì)制造也簡(jiǎn)單方便，其結(jié)構(gòu)也緊密。因此，本次論文設(shè)計(jì)的是五孔插座的插排外殼 。 圖 張飛：基于 Pro/E 的插排外殼設(shè)計(jì) 8 3 插排外殼的具體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路的分析 此環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)目的 很清晰 就是對(duì)插排的外殼進(jìn)行設(shè)計(jì)，換言之 ， 就是 利用 Pro/E 軟件對(duì)插排的外殼三維造型設(shè)計(jì)出來(lái)。設(shè)計(jì)思路可以分為以下幾個(gè)部分完成 ：首先插排的上 下殼是分開(kāi)的，所以要對(duì)插排的上下殼分別設(shè)計(jì)，而上下殼的尺寸大小是 一樣的， 但高度不同， 有利于裝配。 要完成這一部分的工作必須使用到 Pro/E 中曲面的創(chuàng)建、編輯、以及曲面轉(zhuǎn) 化成實(shí)體等功能，其中最為關(guān)鍵的是抽殼特征的創(chuàng)建。 接著，上殼體上表面開(kāi)有插孔，而插孔是可以按拔在上表面的，所以對(duì)上殼體上表面的插孔那一塊是要單獨(dú)設(shè)計(jì)的，是作為零件設(shè)計(jì)之一 ，對(duì)此上表 面所開(kāi)設(shè)的凹槽的形狀、尺寸大小要與插孔零件相適應(yīng)，方便兩者裝配，而這一部分的作業(yè)完成要使用到孔特征的創(chuàng)建。 然后，下殼體下表面要打螺孔， 其深度要貫穿下殼體， 這其中也是用到孔特征的創(chuàng)建。下一步就是與螺孔相裝配的螺釘?shù)膭?chuàng)建 ，這一步也是十分關(guān)鍵的，因?yàn)槁葆數(shù)脑O(shè)計(jì)就是為了上殼體與下殼體的組裝，這樣一個(gè)插排的外殼才有幾個(gè)零件而成一個(gè)整體。 所以， 螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)所涉及到的是 Pro/E 的高級(jí)特征的創(chuàng)建，其中關(guān)鍵且 最難的一部分是螺旋掃描特征的創(chuàng)建。最后，就是將各個(gè)零件裝配了，零件的裝配是 Pro/E 的一個(gè)特色，其操作也是相對(duì)簡(jiǎn)單的。 總的來(lái)說(shuō)，可以有以下流程圖來(lái)描述。 殼體平面設(shè)計(jì) 平面螺孔設(shè)計(jì) 殼體平面設(shè)計(jì) 平面插孔設(shè)計(jì) 上殼體 裝配 下殼體 插排外殼 蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 Pro/E 對(duì)插排上殼 的 設(shè)計(jì) 新建一個(gè)零件文件 1)在工具欄中單擊 按鈕，或者從菜單欄中選擇 文件 (F)/ 新建 (N)命令，打開(kāi)“新建”對(duì)話框。 2)在 新建 “類(lèi)型”選項(xiàng)框 中 類(lèi)型選擇“零件”，子類(lèi)型默認(rèn)為“實(shí)體” ；在“名稱(chēng)”文本框中輸入文本 名 為“ prt0001” ，取消選擇“使用缺省模板”的 “ ” ，然后 確定 按鈕。 3)在彈出的“新文件選項(xiàng)”對(duì)話框中，選擇 “ mmms_part_solid” 模板，單擊【確定】按鈕，進(jìn)入零件設(shè)計(jì)模式，如圖 。 圖 實(shí)體拉伸 1)單擊 “ ” 拉伸 工具 ，在彈出的界面選擇放置，草繪自定義中草繪 截面 選擇 TOP平面，然后單擊確定。 2)進(jìn)入草繪界面 后 在繪圖工具欄中 選擇中心線 ，先畫(huà)出中心線，單擊鼠標(biāo)中鍵確定，然后 使用“ ” 創(chuàng)建矩形 ，使用“約束”使矩形相對(duì)于中心上下左右對(duì)稱(chēng)， 輸入矩形產(chǎn)度 ， 寬度為 ， 完成 圖 繪制。 圖 張飛：基于 Pro/E 的插排外殼設(shè)計(jì) 10 3)單擊繪圖工具欄的“ ”完成按鈕， 在拉伸的編輯 屬性 中輸入拉伸深度 ，然后單擊 按鈕，完成圖 的繪制。 圖 去除殼體材料 1)使用“ ”拉伸工具去除多余材料完成殼體建模。同樣是單擊拉伸工具，在設(shè)置自定義中選擇圖 的上表面作為草繪平面，依照上一步的操作步驟建立中心線，然后創(chuàng)建矩形，約束矩形對(duì)此，最后輸入矩形長(zhǎng)度 ，寬度為 ，完成圖 的繪制。 圖 2)單擊“ ”完成按鈕，在拉伸屬性中輸入拉伸深度 ， 最后單擊“ ”按鈕就可以生成圖 。 圖 蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 殼體倒圓角、倒角 殼體倒圓角、倒角的目 的 是 使 插排外殼看起來(lái)結(jié)構(gòu)美觀、光滑， 更為重要的是將棱邊變?yōu)榛【€可以避免碰撞。 1)在繪圖工具欄中選擇倒圓角“ ”按鈕，選擇圖 在寬度上處于同一面的四端 中的其中兩端，在彈出的編輯 設(shè)置中輸入倒圓角的值 為 ，最后單擊“ ”按鈕，完成倒圓角，如圖 。 圖 2)選擇倒角“ ”工具，點(diǎn)擊剩余的兩端，在彈出的編輯 設(shè)置中輸入倒角長(zhǎng)度 5x5,然后再單擊“ ”按鈕，完成倒角繪制，如圖 . 圖 螺孔及孔內(nèi)螺紋的 創(chuàng)建 1)單擊“ ”拉 伸工具，選擇殼體內(nèi)底 面作為草繪平面，繪制出大圓直徑為 ，小圓直徑為 的圓柱，繪制出三個(gè)相同的圓柱體其 尺寸距離間隔 分別 是 、其圓中心距離殼體一表面為 ，完成圖 的繪制。 圖 張飛：基于 Pro/E 的插排外殼設(shè)計(jì) 12 2)選中 上圖繪制好的三個(gè)圓，在繪 圖工具欄中點(diǎn)選“ ”鏡像按鈕，在編輯 設(shè)置中點(diǎn)選 FRONT:F3(基準(zhǔn)平面 )為鏡像平面，單擊“ ”按鈕，完成圖 的繪制。 圖 3)繪制內(nèi)螺紋時(shí)先創(chuàng)建基準(zhǔn)平面，點(diǎn)擊“ ”基準(zhǔn)平面工具，在彈出的基準(zhǔn)平面對(duì)話框中“放置”選項(xiàng)參照設(shè)置為過(guò)圓柱軸線 A_1 A_18，如圖 。 圖 在菜單欄中點(diǎn)擊“插入 (I)”其下拉菜單點(diǎn)擊“螺旋掃描 (H)” 選擇切口，彈出如下復(fù)選框。 在“菜單管理器 ” 截面選擇“ ”平面，點(diǎn)擊“完成”。選擇圓柱軸線 A_20 為描中心線，畫(huà)出中 心線。點(diǎn)擊菜單工具欄“草繪” ，其下拉菜單點(diǎn)擊“參照”，選擇該圓柱小圓上表面為掃描軌跡線，其掃描長(zhǎng)度為 ，如圖 . 蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 繪制完成后點(diǎn)擊“ ”完成按鈕，輸入節(jié)距值為 ,然后單擊“ ”按鈕，在掃描軌跡線上繪制掃描截面，繪制等邊三角形，其變長(zhǎng)為 ，如圖 圖 繪制完成后點(diǎn)擊“ ”完成按鈕 ，在“菜單管理器”中選擇其材料側(cè)為默認(rèn) ，單擊“確定”，最后在“螺旋掃描”對(duì)話框中單擊“確定”，繪制出圖 螺紋。 圖 繪制其余的螺孔內(nèi)螺紋。 在繪圖工具欄中單擊 “ ”陣列工具， 在彈出的編輯中，設(shè)置按“方向”陣列，選擇“ ”平面，陣列個(gè)數(shù)為 2，間距為 。第二“方向”參照為 A_17 軸線，其個(gè)數(shù)為 18，間距為 ，保留相應(yīng)的螺孔上的黑點(diǎn)，張飛：基于 Pro/E 的插排外殼設(shè)計(jì) 14 點(diǎn)選其余的黑點(diǎn)使其變?yōu)榘咨?，如圖 。 圖 點(diǎn)選完成后，點(diǎn)擊“ ”， 六個(gè)螺孔的內(nèi)螺紋繪制完成，如圖 。 圖 繪制加強(qiáng)筋 加強(qiáng)筋的作用是固定圓柱螺孔，增加其強(qiáng)度，防止因扭矩較大而斷裂。 1)點(diǎn)擊繪圖 工具欄中的“ ” 工具， 在彈出的編輯中，“參照”截面選擇“ ”，在菜單工具欄 中點(diǎn)選“草繪”選擇下拉菜單的“參照”，選擇參照面為軸線為 A_17 的圓柱的小圓上表面線為參照，選擇內(nèi)殼的下邊緣線與上邊緣線為參照，繪制圖 。 圖 蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 2)繪制完成后，點(diǎn)選“ ”完成按鈕，輸入筋厚為 ,最后單擊“ ”按鈕，完成筋的繪制，如圖 。 圖 3)利用繪圖工具欄中的“ ”陣列工具，繪制出其余圓柱加強(qiáng)筋。依照上述步驟螺孔內(nèi)螺紋的陣列， 完成筋的陣列，如圖 。 圖 開(kāi)設(shè)插孔槽 1)點(diǎn)擊“ ”拉伸工具，在編輯“放置”中自定義選擇殼體的上表面作為草繪平面，繪制出三個(gè)大小相同的正方形，其邊長(zhǎng)為 ,三個(gè)正方形其間距分別為、 ,第一個(gè)正方形距離 內(nèi)表面為 ，其草繪圖如圖 。 圖 張飛：基于 Pro/E 的插排外殼設(shè)計(jì) 16 2)草繪完成后，點(diǎn)擊“ ”完成按鈕，然后輸入拉伸厚度 ，單擊反向箭頭，選擇去除材料，最后單擊“ ”，完成繪制，如圖 。 圖 插排指示燈的繪制 指示燈的作用是 指示插排是否處于通電狀態(tài)，當(dāng)指示燈是紅色時(shí)插排通電不能隨意拆裝、沾水，當(dāng)沒(méi)有顏色時(shí)不通電，它的主要意義是提醒人們注意安全。 1)同樣是使用 拉伸工具，先繪制出長(zhǎng)度為 的線段，利用“ ” 鏡像 工具繪 出另外一條，兩條線段的一段端使用“ ”弧工具，繪制出半徑為 的半圓弧，然后再利用鏡像功能，繪制出另一端的半圓弧，如圖 。 圖 繪制完成后點(diǎn)擊“ ”完成按鈕，在編輯屬性中輸入拉伸深度為 ， 點(diǎn)選去除材料， 最后點(diǎn)擊“ ”完成繪制。 2)再次使用“ ”拉伸工具，選擇上步操作的平面作為草繪截面，在上步繪制的圖形中繪制出長(zhǎng)方形，其長(zhǎng)度為 ,寬度為 ,其圖形上下左右對(duì)稱(chēng)，如圖。 蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 3)繪制完成后點(diǎn)擊“ ”完成按鈕，在編輯屬性中輸入拉伸深度為 ，點(diǎn)選去除材料， 最后點(diǎn)擊“ ”完成繪制 ，如圖 。 圖 插排開(kāi)關(guān)的繪制 插排是有開(kāi)關(guān)的，其作用是控制插排是否通電相對(duì)應(yīng)的物理顯示是指示燈，插排開(kāi)關(guān)在現(xiàn)實(shí)中的意義是保證日常生活中的安全， 當(dāng)無(wú)需用到彩排是就可以斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，防止不慎之舉而帶來(lái)事故。 1)點(diǎn)擊“ ”拉伸工具，選擇殼體上表面作為草繪平面，畫(huà)出直徑為 的圓，其圓心相距殼體中心線 ，距軸線 A_1 A_18 連線的距離也為 ，如圖 。 圖 張飛：基于 Pro/E 的插排外殼設(shè)計(jì) 18 2)繪制完成后點(diǎn)擊“ ”完成按鈕，在編輯屬性中輸入拉伸深度為 ， 點(diǎn)選去除材料，最后點(diǎn)擊“ ”完成繪制 3)在上步完成后，再次使用拉伸工具，選擇殼體上表面作為草繪平面，在上述步驟繪制的圖形中，繪制另外一個(gè)圓，圓 心相同，其圓直徑為 ，如圖 。 圖 4)擊“ ”完成按鈕，在編輯屬性中輸入拉伸深度為 ，最后點(diǎn)擊“ ”完成繪制 ，如圖 圖 插排 上殼體 導(dǎo)線孔的設(shè)計(jì) 插排導(dǎo)線孔主要作用是導(dǎo)線通過(guò)導(dǎo)線孔與插排內(nèi)部的電路系統(tǒng)連接，使電能從電源通過(guò)導(dǎo)線連入電路從而方便人們安全、多對(duì)象的使用電能。 1)使用拉伸工具 選擇 遠(yuǎn)離 指示燈 的另一端作為導(dǎo)線孔的設(shè)計(jì)。首先繪制中心線，在中心點(diǎn)繪制圓半徑為 的圓，使用繪圖工具欄中的“ ”分割工具將圓沿中心線分割，之后使用 “ Delete” 鍵刪除另外一半的圓弧，如圖 。 蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 2)擊“ ”完成按鈕，在編輯屬性中輸入拉伸深度為 ，選擇方向?yàn)槌虿堇L的一側(cè) ，最后點(diǎn)擊“ ”完成繪制，如圖 圖 殼體凹槽的設(shè)計(jì) 殼體凹槽的主要作用是使插排內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，防止空間過(guò)大而不緊湊。 1)單擊繪圖工具欄的“ ”拉伸工具選擇殼體上表面作為草繪平面， 繪制一個(gè)矩形使其矩形一邊距離殼體一端 為 ，矩 形寬度為 ，然后在分別繪制其余三個(gè)矩形使其間距分別為 、 、 ，如圖 。 圖 張飛：基于 Pro/E 的插排外殼設(shè)計(jì) 20 2)單 擊“ ”完成按鈕，在編輯屬性中輸入拉伸深度為 ，選擇方向?yàn)槌虿堇L的一側(cè)，最后點(diǎn)擊“ ”完成繪制，如圖 圖 優(yōu)化插排上 殼整體外觀 將插排外殼的四邊進(jìn)行倒圓角