【正文】 這個(gè)國家的工業(yè)水準(zhǔn)。三維設(shè)計(jì)軟件是在當(dāng)今機(jī)械工業(yè)中最為前沿、應(yīng)用最為廣泛 的一種技術(shù)，例如 Solidworks、 UG、 Pro/E、 CAD 等設(shè)計(jì)軟件在生產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品、 工業(yè)產(chǎn)品的應(yīng)用是一種突破。它的 3D 實(shí)體造型功能、曲面造型功能、實(shí)體渲染、零件裝配、平面制圖等對我國機(jī)械工業(yè)工程有著十分重要的作用， 隨著 Pro/E 技術(shù)的不斷研究、開發(fā)與 應(yīng)用，國家逐步認(rèn)識到開展 Pro/E應(yīng)用 到 工程的必要性和可靠性 。插排是人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂秒娔軙r(shí)常用的用具，它的主要作用就是使電能通過插排與外設(shè)電器相連而供人們使用電能，生活當(dāng)中主要就是 插排的使用不當(dāng)以及插排的性能達(dá)不到工作標(biāo)準(zhǔn)而發(fā)生事故，其中插排的外殼是首當(dāng)其沖，它的密封性、耐熱性、硬度不好就會(huì)發(fā)生觸電、發(fā)熱、軟化等現(xiàn)象，因此我國的安全部門提出了要對插排進(jìn)行設(shè)計(jì)。插排的外殼主要就是 上下兩個(gè)匝殼通過下殼體的螺孔利用螺釘與上殼體裝配而成，而上殼體主要是設(shè)計(jì)插孔。 我國目前最為知名的公牛插排，它的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊密：防觸電、防漏電、殼體張飛：基于 Pro/E 的插排外殼設(shè)計(jì) 4 性能好， 防 燃燒：插孔結(jié)合部位材料好，耐插拔： 它 從設(shè)計(jì) 根源 上保障 插排 插座的安全，不管是插頭 、導(dǎo) 線、外殼，還是開關(guān)、 甚至 內(nèi)部銅片，公牛對插座的每一個(gè)細(xì)微部件都進(jìn)行了 十分 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)，力求從源頭上杜絕安全隱患。 總之，利用 Pro/E 對插排外殼設(shè)計(jì)是成功的，更為體現(xiàn)的是新技術(shù)對現(xiàn)實(shí)生活所帶來的效果與作用。該軟件以參數(shù)化著稱，可以說是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，當(dāng)今 的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位。 Pro/Enginee 軟件其 內(nèi)容涵蓋 了產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、 平面繪圖設(shè)計(jì)、 工業(yè)造型設(shè)計(jì)、三維模型設(shè)計(jì) 、分析計(jì)算、動(dòng)態(tài)模擬與仿真、工程圖輸出，以及 生產(chǎn)加工成產(chǎn)品的全過程 。近幾年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展， Pro/E 技術(shù)開始 由發(fā)達(dá)國家向發(fā)展中國家擴(kuò)展，而且發(fā)展的勢頭非常迅猛。 中國作為世界的一個(gè) 大 國， 經(jīng)濟(jì)快速健康發(fā)展，科學(xué)技術(shù) 也愈來愈高端，我國的總體生活水平有了很大的提高，使得人們的生活更加豐富多彩。人口眾多，國家要保證百姓生活安居樂業(yè)，要適應(yīng)隨著社會(huì)的不斷發(fā)展而生活， “人們?nèi)找嬖鲩L的文化需求同落后的生產(chǎn)力之間的矛盾”是我國基本矛盾， 那么傳統(tǒng)的生活方式已不再能夠解決這樣的 矛盾，只有隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)要進(jìn)人們的日常生活中，利用科學(xué)技術(shù)提高人們的生活質(zhì)量，擺脫舊的傳統(tǒng)觀念適應(yīng)新的生活方式。眾所周知，插排是人們生活當(dāng)中最常用的電用具，好多事故的源頭就是在插排上發(fā)生的，因此插排的設(shè)計(jì)是必不可少的一門研究。 張飛：基于 Pro/E 的插排外殼設(shè)計(jì) 6 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀 我國 Pro/E 技術(shù)的研究 探索 和開發(fā)工作起步相對較晚，自 80 年 代開始，CAD/CAM/CAE 技術(shù)應(yīng)用工作才逐步得到了開展 與應(yīng)用 。從整體來看，中國在此方面的設(shè)計(jì)制造 無論實(shí)在質(zhì)量、 技術(shù)和開發(fā) 等方面都有了 很大的進(jìn)步，但是與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求 程度 、世界先進(jìn)水平 發(fā)展 ，差距仍然巨大，主要缺陷表現(xiàn)在精度不高、 技術(shù)水平 低、復(fù)雜程度低等一些的缺點(diǎn)。所以國內(nèi)與國外先進(jìn)技術(shù) 相比主要存在一些問題：發(fā)展不平衡，產(chǎn)品 性能 總體水平低；工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差；大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力明顯不足。 我國最為知名的插排是公牛插排，公牛插排 是公牛集團(tuán)的產(chǎn)品品類， 它有三大核心科技 ：防觸電： 新國標(biāo)組合孔設(shè)計(jì)、抗擊外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、出線口安全設(shè)計(jì)、安全插合距離強(qiáng)化設(shè)計(jì)等多重安全設(shè)計(jì)，能有效防止觸電事故的發(fā)生 。防燃燒：內(nèi)部全部采用阻燃工程材 料， 750 度高溫不燃燒，有效防火，杜絕安全隱患。 可以說，中國的中下型產(chǎn)品設(shè)計(jì)是達(dá)到世界前列的，正如插排的設(shè)計(jì)一樣，公牛插排的性能指標(biāo)不亞于其它任何一個(gè)國家。 美國作為世界第一強(qiáng)國，社會(huì)經(jīng)濟(jì)是十分發(fā)達(dá)的，科學(xué)技術(shù)更是一流，對新產(chǎn)品尤其是高端技術(shù)產(chǎn)品的研究是其它國家難以企及的。 國外品牌的開關(guān)插座有很多，比如西門子、西班牙西蒙 。這種材料阻燃、無毒、耐高溫、抗沖擊，表面顏色均勻，抗紫外線，經(jīng)久不會(huì)褪色。這種材料相比黃銅，彈性好、使用壽命長 。 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。 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，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。通過所學(xué)的知識可以了解到其造型是通過各種不同的設(shè)計(jì)專用功能來實(shí)現(xiàn)的，例如： 筋（ Ribs）、槽（ Slots）、倒角（ Chamfers）和抽殼（ Shells）等 。 設(shè)計(jì)對象的合理選擇 插排是 由 插座構(gòu)成的， 目前市場上的插排種類很多 ，其插排造型 、功能、適應(yīng)范圍也大有徑庭 。 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)中要簡單方便，最后在經(jīng)濟(jì)上保證人們用的起。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)制造也簡單方便，其結(jié)構(gòu)也緊密。 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 就是對插排的外殼進(jìn)行設(shè)計(jì)，換言之 ， 就是 利用 Pro/E 軟件對插排的外殼三維造型設(shè)計(jì)出來。 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。 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。 所以， 螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)所涉及到的是 Pro/E 的高級特征的創(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。 總的來說，可以有以下流程圖來描述。 2)在 新建 “類型”選項(xiàng)框 中 類型選擇“零件”，子類型默認(rèn)為“實(shí)體” ；在“名稱”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。 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。 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。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，約束矩形對此，最后輸入矩形長度 ，寬度為 ，完成圖 的繪制。 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。 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 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)平面對話框中“放置”選項(xiàng)參照設(shè)置為過圓柱軸線 A_1 A_18，如圖 。 在“菜單管理器 ” 截面選擇“ ”平面，點(diǎn)擊“完成”。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”對話框中單擊“確定”，繪制出圖 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 。 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 。 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 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。 圖 開設(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 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)沒有顏色時(shí)不通電，它的主要意義是提醒人們注意安全。 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。 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 。 1)點(diǎn)擊“ ”拉伸工具，選擇殼體上表面作為草繪平面，畫出直徑為 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 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，使電能從電源通過導(dǎo)線連入電路從而方便人們安全、多對象的使用電能。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 。 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 。 1)首先選擇繪圖工具欄中的“ ”倒圓角命令，按住 Ctrl 鍵依次點(diǎn)選殼體上表面的邊緣線，如圖 。 圖 蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 Pro/E 對插排插孔的設(shè)計(jì) 插排插孔是方便人們使用導(dǎo)線連接外設(shè)電器的。 圖 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 4)依照上述 相同的 步驟，繪制其余插孔，如圖 。 圖 Pro/E 對插排下殼 的 設(shè)計(jì) 新建一個(gè)零件文件 根據(jù) 的操作步驟新建一個(gè)文件，其文件名為“ prt0002” 。先創(chuàng)建中心線，單擊繪圖工具欄的“ ”矩形按鈕，繪制變長為 ，寬度為 的矩形，使用“ ”約束命令使其關(guān)于中心線全部對稱，如圖 。 圖 去除殼體材料 1)同樣使用“ ”拉伸工具，選擇圖 的上表面作為草繪平面，繪制中心線在繪制矩形，其變長是 ，以及寬度是 ，如圖 。 圖 殼體倒圓角、倒角 1)在繪圖工具欄中單擊“ ”倒圓角按鈕，單擊需要倒圓角的棱邊，在編輯設(shè)置中輸入倒圓角的值為 ， 然后單擊“ ”完成繪制，如圖 。 圖 螺孔及孔內(nèi)螺紋的創(chuàng)建 下殼體的螺孔螺紋的設(shè)計(jì)是與上殼體相對應(yīng)的，是為了將設(shè)計(jì)好的上下殼體組裝一起的零件 ,但是與上殼的創(chuàng)建是有所不同的。 圖 蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 2)單擊“ ”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 4)單擊“ ”完成按鈕，在編輯屬性中輸入拉伸深度為 ， 點(diǎn)擊編輯屬性中的移除材料選項(xiàng)， 最后點(diǎn)擊“ ”完成繪制，如圖 。 張飛：基于 Pro/E 的插排外殼設(shè)計(jì) 26 圖 6)單擊“ ”完成按鈕，在編輯屬性中輸入拉伸深度為 ， 點(diǎn)擊編輯屬性中的移除材料選項(xiàng)， 最后點(diǎn)擊“ ”完成繪制，如圖 。 圖 最后，單擊對話框的“確定”，完成基準(zhǔn)平面“ DTM1”的繪制 單擊菜單欄“插入 (I)” ,在其下拉菜單選擇“螺旋掃描 (H)”，在彈出的子菜單欄選擇“切口” ，彈出如下復(fù)選框。選擇圓柱軸線 A_1 為 掃描中心線，畫出中心線。 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，其變長為 ，如圖 。 張飛：基于 Pro/E 的插排