【文章內(nèi)容簡介】 Plasticized)軟管、硬管、軟板、硬板、電線、電纜、鞋、可透明,易成形PVC聚氯乙烯Polyvinyl Chloride (Rigid)人造革、地板、窗框脆性,可透明PA6聚 胺6Polyamide6軸承齒輪 、 油管 、 容器 、 日用品白色,延性,易成形PA66聚 胺66Polyamide66機械配件 、 齒輪 、 拉絲 、 軸套 、工具外殼 、 電器裝置薄膜白色,延性,易成形PMMA聚甲基丙烯酸甲酯Polymethy Methacrylate裝飾品 、 太陽鏡片 、 文具 、 表面 、 儀器表外殼 、 燈罩 、 廣告牌 透明,易成形PC聚碳酸酯Polycarbonate機械 、 儀器 、 醫(yī)療器械 、 電訊器材 、 防彈玻璃 、外殼透明,易成形POM聚甲醛Polyoxymethylene (Polyacetal)軸承軸套 、 齒輪 、 凸輪 、 泵機 、 電器 、 彈簧白色,延性,易成形PET聚對苯二甲酸乙二醇酯Polyethylene Terephthalate汽水膠瓶 、 鏈條 、 齒輪 、 錄音帶 、 磁帶 、 相機菲林軸承透明,易成形PBT聚對苯二甲酸丁二醇酯Polybutylene Terephthalate電器配件 、 機械配件 、 螺母 、 閥門 、 防護面罩半透明,延性CA醋酸織維素Cellulose Acetate家用器皿 、 工具手柄 、 容器 、 眼鏡框 、 文具 、 裝飾品透明,延性PPO聚苯醚Polyphenylene Oxide機械配件 、 電器外殼褐色,電氣特性PPS聚苯硫醚Polyphenylene Sulfide受溫配件 、 受溫外殼等黑色,高溫料第三章 設(shè)計思路 參數(shù)化技術(shù) 參數(shù)化技術(shù)在CAD 中，參數(shù)化技術(shù)是采用參數(shù)預(yù)定義的方法建立圖形的集合約束集，指定一組尺寸作為參數(shù)使其與幾何約束集相關(guān)聯(lián)，并將所有的關(guān)聯(lián)式融入到應(yīng)用程序中，然后通過對話框以人機交互方式修改參數(shù)尺寸，最終由程序根據(jù)這些參數(shù)及其變化順序地執(zhí)行表達式來實現(xiàn)設(shè)計的方法。參數(shù)化設(shè)計過程中，參數(shù)與設(shè)計對象的控制尺寸有明顯的對應(yīng)關(guān)系．通過參數(shù)化尺寸驅(qū)動完成對設(shè)計結(jié)果的修改。參數(shù)化設(shè)計不同于傳統(tǒng)的設(shè)計，它儲存了設(shè)計的整個過程，能設(shè)計出一族而非單一的在形狀和功能上具有相似性的產(chǎn)品模型正是有了這種參數(shù)化建模技術(shù)，才使得數(shù)據(jù)的改變在不同層次(如：不同的子裝配系統(tǒng)和不同的零件)之間的傳遞變得唯一和即時。這樣，才有了真正意義上的自頂向下設(shè)計，及以這種設(shè)計為基礎(chǔ)的并行設(shè)計，后者是團隊設(shè)計的基礎(chǔ)。 頂層基本骨架設(shè)計以“頂層基本骨架”為核心的自頂向下設(shè)計自頂向下設(shè)計就是從產(chǎn)品的頂層開始，通過在裝配中建立零件來完成整個產(chǎn)品設(shè)計的方法，這種設(shè)計方法在產(chǎn)品的概念設(shè)計環(huán)節(jié)尤為重要。為此，在產(chǎn)品設(shè)計的最初階段，按照該產(chǎn)品的最基本功能和要求，在設(shè)計頂層構(gòu)筑一個“基本骨架”，稱之為“頂層基本骨架”(Top Basic Skeleton— — TBs)，隨后的設(shè)計過程基本上都是在該“頂層基本骨架”的基礎(chǔ)上進行復(fù)制、修改、細化、完善并最終完成整個設(shè)計的過程。如果單從產(chǎn)品的空間結(jié)構(gòu)上來看，產(chǎn)品的“頂層基本骨架”類似于該產(chǎn)品的三維裝配布置圖，它能夠代表產(chǎn)品模型的主要空間位置和空間形狀，能夠基本反應(yīng)構(gòu)成產(chǎn)品的各個子模塊之間的拓撲關(guān)系、以及其主要運動功能；然而從其自身的不斷發(fā)展以及它與后續(xù)設(shè)計的繼承和相關(guān)關(guān)系上來看．它是整個產(chǎn)品自頂向下設(shè)計展開過程中的核心，是各個子裝配之間相互聯(lián)系的中間橋梁和紐帶： 因此在構(gòu)筑 頂層基本骨架”時，更注重在最初的產(chǎn)品總體布局中捕獲和抽取各子裝配和零件間的相互關(guān)聯(lián)性和依賴性。這才是“頂層基本骨架”思想的真正內(nèi)涵。此外，“頂層基本骨架”的設(shè)計思想還可以延伸到產(chǎn)品的子裝配模型以及產(chǎn)品模具的設(shè)汁中去傳統(tǒng)的裝配是零件之間的互相貼合，定位或者對齊： 而在自頂向下設(shè)計中的裝配卻是子裝配及零件都裝配在同一基準即頂層基本骨架(它包括基準點、線、面；空間的點、線面或者是產(chǎn)品的點，輪廓線，輪廓面等)上，最后用這個可以不斷變更、發(fā)展的頂層基本骨架來控制整個產(chǎn)品的設(shè)計f包括設(shè)計的變更)。TBS的主要功能包括以下幾點：(1)管理頂層基本骨架可以被用來管理大型的裝配設(shè)計，允許設(shè)計者僅僅調(diào)出頂層裝配的基本骨架到內(nèi)存中．來控制整個產(chǎn)品的設(shè)計及其更改：頂層基本骨包含了重要的設(shè)計基準，如：基座的位置，產(chǎn)品的外形，子裝配，零件．及設(shè)計參數(shù)(如：最重要的尺寸所需要的空間要求)，可以在頂層對基本骨架進行更改，而這些更改將被會傳遞到其下的所有子系統(tǒng)中。(2)組織頂層基本骨架可以增強零件在裝配中的相互關(guān)聯(lián)和依賴性。這些存在于實際裝配之中的相互關(guān)聯(lián)和依賴關(guān)系可以很好地在最初的總體布局中被捕獲并抽取出來，構(gòu)成頂層基本骨架，為子裝配和零件所享用，體現(xiàn)出組織上的“關(guān)聯(lián)性”。(3)共享數(shù)據(jù)一個有組織的裝配骨架允許信息在不同層次間能夠被共享，如果在某一層發(fā)生改變，那么和它相關(guān)聯(lián)的裝配和零件都能夠獲得這種最新的改變。這種好處是使得團隊合作成為可能，在這個團隊中有不同的子團體和個體，分別在進行不同的子裝配和零件設(shè)計，由于這種數(shù)據(jù)的共享和在內(nèi)存中存在的唯一性，使得一個復(fù)雜的裝配設(shè)計在早期就可以分解成不同的、簡單的子裝配和零件，進而分配給不同的子團體和個人。從而體現(xiàn)出“頂層基本骨架”設(shè)計思想對并行工程的支持。(4)變更的傳遞可以用頂層基本骨架來控制變更。產(chǎn)品的變更結(jié)果是在零件中產(chǎn)生而在產(chǎn)品的頂層實施。具體方法是：在裝配的頂層通過對捕捉到的設(shè)計意圖進行更改，再通過參數(shù)設(shè)計的關(guān)聯(lián)性將這種變更傳遞給下一級子裝配或零件以及相應(yīng)的模具，直至反映到加工程序編制中。 “頂層基本骨架”的建立方法及主要功能(1)確定設(shè)計意圖所有的產(chǎn)品設(shè)計都有一個設(shè)計意圖(或創(chuàng)意)，不管它是創(chuàng)新設(shè)計還是改良設(shè)計。設(shè)計師最初的想法、草圖、計劃、規(guī)格及說明都可以用來構(gòu)成產(chǎn)品的設(shè)計意圖。它可以幫助每個設(shè)計者更好地理解產(chǎn)品的規(guī)劃和零件的細節(jié)設(shè)計。通過它可以確定子裝配的數(shù)量和單個零件設(shè)計所需要的產(chǎn)品頂層基本骨架。(2)定義初步的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)包含了一系列的零件，以及它們所繼承的設(shè)計意圖。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可以這樣構(gòu)成：在它里面的子裝配和零件都可以只包含一些從項層繼承的基準和骨架或者復(fù)制的幾何參考，而不包括任何本身的幾何形狀或具體的零件；還可以把子裝配和零件在沒有任何裝配約束的情況下加入裝配之中。這樣做的好處是，這些子裝配和零件在設(shè)計的初期是不確定也不具體的，但是仍然可以在產(chǎn)品規(guī)劃設(shè)計時把它們加入裝配中，從而可以為并行設(shè)計作準備。(3)在整個裝配骨架中傳遞設(shè)計意圖重要零件的空間位置和尺寸要求都可以作為基本信息，放在頂層基本骨架中，然后傳遞給各個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)就從頂層裝配中獲得了所需要的信息，進而它們就可以在獲得的骨架中進行細節(jié)設(shè)計了，因為他們基于同一設(shè)計基準。在整個裝配骨架中傳遞設(shè)計意圖，意味著多個設(shè)計團體或工作組在進行子裝配或零件的設(shè)計時，能夠參考同一頂層基準信息，而且在頂層發(fā)生的更改將“即時”傳遞下去，這樣某一裝配在不斷發(fā)展的同時，還能滿足各零件之間相互配合。(4)子裝配和零件的設(shè)計當代表頂層裝配的骨架確定，設(shè)計基準傳遞下去之后，可以進行單個的零件設(shè)計。這里，可以采用兩種方法進行零件的詳細設(shè)計：一種方法是基于已存在的頂層基準，設(shè)計好零件再進行裝配；另一種方法是在裝配關(guān)系中建立零件模型。(5)管理零件之間的相互關(guān)聯(lián)性用限制參考的形式來控制零件與零件之間以及零件與裝配件之間的關(guān)聯(lián)性。 實現(xiàn)“頂層基本骨架”思想的自頂向下設(shè)計過程本文將通過一個具體產(chǎn)品— — “3W—LED恒壓驅(qū)動電源外殼”的設(shè)計實例來進一步展示上述基于“頂層基本骨架”的自頂向下設(shè)計思想。設(shè)計平臺是參數(shù)化設(shè)計軟件Pro／E， 設(shè)計步驟如下：(1)先建立產(chǎn)品的頂層基本骨架，它包括基準面、點、軸、坐標系及產(chǎn)品的輪廓等。(2)將產(chǎn)品的項層基本骨架與只含坐標系CSO及基準面DTM1，DTM2，DTM3的電源外殼上蓋件裝配在一起(注意：這時電源外殼上蓋件不含其他任何幾何形狀)，然后將頂層基本骨架合并至電源外殼上蓋零件，此時電源外殼上蓋零件即含有頂層基骨架模型。(3)由電源外殼上蓋零件“參考復(fù)制”出兩個完全相同的零件，其中一個作為電源外殼側(cè)蓋的雛形零件，另一個作為電源外殼底座的雛形零件，然后再以相同的方法在子裝配中構(gòu)造這一級裝配的頂層基本骨架。這里需要特別強調(diào)的是：參考復(fù)制和普通復(fù)制在內(nèi)涵上是不一樣的，參考復(fù)制能夠繼承“父子”關(guān)系；而普通復(fù)制只是一般意義上的拷貝。(4)接著就是非常重要的一步，就是將所得到的所有這些零件(有些可以是只含有一個坐標系的空零件)和子裝配件以坐標系重合的形式裝配在一起，然后再在裝配關(guān)系中對個別零件或子裝配件并行地展開具體細節(jié)設(shè)計。如果略過這一步，即在裝配之前就對零件做具體設(shè)計，完成后再組成裝配件，那么就又回到了傳統(tǒng)設(shè)計中，這種設(shè)計不能在上下層以及平行零件之間傳遞設(shè)計變更。(5)零件細節(jié)設(shè)計完成后不需要再做額外的裝配，因為這些零件及子裝配件都是在裝配關(guān)系中完成的，它們擁有共同的基準和頂層骨架。(6)最后，如要進行產(chǎn)品的設(shè)計變更，可以直接在頂層基本骨架中完成所有主要的設(shè)計更改，然后籍助于裝配關(guān)系所建立的零部件之間的約束關(guān)系，實現(xiàn)設(shè)計的更改。因為在它下層的其他零件或子裝配件都是由其衍生而來，含有它的模型。這時，參數(shù)化技術(shù)就起作用了：由于尺寸的驅(qū)動和父子關(guān)系的繼承，頂層骨架的變更會完全反映到每個相關(guān)零件及模具上，從而達到了以一個主模型來控制產(chǎn)品的設(shè)計和_變更的目的，實現(xiàn)了具有真正創(chuàng)新意義的自頂向下設(shè)計。第四章 外殼設(shè)計 基體設(shè)計 創(chuàng)建基體一個產(chǎn)品看起來也許并不復(fù)雜，造型時卻往往感到無從下手，但只要能合理地對產(chǎn)品進行分解，確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的主要特征，分清哪些是基本特征（如配合面，保證產(chǎn)品外形輪廓的特征），哪些是構(gòu)造特征（如面與面之間的過渡、凸臺、凹腔、倒圓、倒角等）。首先從基本特征入手，保證重點，產(chǎn)生一合理的造型“基體”或稱之為“毛坯”。在這“毛坯”上完成細節(jié)部分，如定位圓柱、局部凸臺、卡口、孔、筋條等。這樣主次分明，先做什么，后做什么，問題就迎刃而解了。因此，在造型時，首先要確定5W—LED恒壓驅(qū)動電源外殼的基體。這款電源外殼特征的確定，主要由以下幾點要求決定：1. 外觀設(shè)計要求（創(chuàng)意設(shè)計）。2. 安規(guī)要求。3. 電器安裝要求（：）。4. 整個產(chǎn)品裝配要求。5. 客戶要求。6. 裝配要求。7. 過電磁兼容性(EMC)要求。通過以上可以得出電源外殼的大致形狀。外殼主要由4部分組成，分別是兩個側(cè)蓋、一個上蓋以及下一個底座。在基體創(chuàng)建中，基體的尺寸主要是根據(jù) PCB板的尺寸來決定外殼的長度和寬度，再根據(jù)元器件的高度來確定外殼的高度。已知PCB板的尺寸如圖4—1圖 4—1 PCB板PCB板圖 4—1圖 3—1 元器件的最高高度為16mm，得出外殼的總體尺寸如圖4—2圖4—2 外殼尺寸（1）根據(jù)長、寬、高三個尺寸做出一個長方體后，再在長方體上剪切去一部分，做出一道圓弧，最后在兩端導(dǎo)出10mm的圓角，在四棱和上表面的另外兩邊導(dǎo)出5mm的圓角。其中剪切后的尺寸如 圖4—3圖 4—3 外殼尺寸（2） 上蓋設(shè)計 確定上蓋的長 上蓋的設(shè)計是在基體的基礎(chǔ)上進行的。上蓋的長，其主要是依據(jù)PCB板的長度來設(shè)計的。由于在基體創(chuàng)建時，基體的寬度和高度是依據(jù)PCB板的寬度和元器件的高度來創(chuàng)建的，因此在設(shè)計上蓋時，就可以不用再去考慮其寬和高。在產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計時，給與零件與零件之間虛位是一件不可缺少及非常重要的事情。隨著產(chǎn)品的大小，零件形狀的不同及功能，給與虛位的數(shù)值也應(yīng)相應(yīng)改變。表4—1介紹了一些零件與零件之間的虛位尺寸。表4—1虛位尺寸1.一般零件與零件間的虛位(非活動件)～2.零件與零件間的虛位(活動件)～3.電池門周邊與殼身的虛位.～4.電池門利仔與殼身的擦穿坑虛位5.需要與其它零件相配的擦穿坑～6.齒輪及滑輪與牙箱外殼的內(nèi)壁7.齒輪與齒輪之間的虛位(大齒輪半徑+小齒輪半徑+虛位)=PCD虛位=模數(shù)8.電池與電箱的骨位及電池門的虛位9.電池與電池箱底部平面的虛位10.跳級part line的零件與零件相配虛位～已知PCB板的總長度為66 mm，但除去兩端后，其長僅為49 mm，根據(jù)零件與零件間的虛位(活動件) —～，因此可在基體上截取中間長為50 mm的一段，做為上蓋的基本尺寸。如圖4—4圖 4—4 上蓋尺寸 壁厚壁厚的大小取決于產(chǎn)品需要承受的外力、是否作為其它零件的支撐、承接柱位的數(shù)量、伸出部份的多少以及選用的塑料材料而定。一般的熱塑性塑料的壁厚設(shè)計應(yīng)以4mm為限。從經(jīng)濟角度來看，過厚的產(chǎn)品設(shè)計不但增加物料成本，延長生產(chǎn)周期(冷卻時間)，增加生產(chǎn)成本。從產(chǎn)品設(shè)計角度來看，過厚的產(chǎn)品增加引至產(chǎn)生空穴(氣孔)的可能性，大大削弱產(chǎn)品的剛性及強度。最理的壁厚分布無疑是切面在任何一個地方都是均一的厚度，但為滿足功能上的需求以致壁厚有所改變總是無可避免的。在此情形，由厚膠料的地方過渡到薄膠料的地方應(yīng)盡可能順滑。太突然的壁厚過渡轉(zhuǎn)變會導(dǎo)致因冷卻速度不同和產(chǎn)生亂流而造成尺寸不穩(wěn)定和表面問題。 對一般熱塑性塑料來說，當收縮率Shrinkage ，產(chǎn)品可容許厚度的改變大 ；，產(chǎn)品壁厚的改變則不應(yīng)超過。對一般熱固性塑料來說，太薄的產(chǎn)品厚度往往引致操作時產(chǎn)品過熱，形成廢件。此外，纖維填充的熱固性塑料于過薄的位置往往形成不夠填充物的情況發(fā)生。不過，一些容易流動的熱固性塑料如環(huán)氧樹脂Epoxi