【正文】 .....................................43大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文01 緒 論 課題研究的目的和意義隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人們的生活質(zhì)量得到了提高，但是周圍環(huán)境的惡化，嚴(yán)重影響了我們的健康。我們?cè)谑袌?chǎng)上經(jīng)?？吹揭恍﹥羲?、純水機(jī)、礦泉壺、磁化壺等，那么，這些凈水設(shè)備產(chǎn)生的飲用水與離子水有什么本質(zhì)區(qū)別呢？簡(jiǎn)單地講，前者的目的是解決自來(lái)水的干凈、安全問(wèn)題，而離子水已經(jīng)通過(guò)電場(chǎng)改變了水的結(jié)構(gòu)、成份、電位及酸堿性，使普通水具備了一定的功能。離子水就是將原水經(jīng)過(guò)凈化裝置過(guò)濾掉水中的余氯和鐵銹等多種有機(jī)毒物和原機(jī)雜質(zhì),電解時(shí)所有菌類均已被殺死,而帶正電的礦物質(zhì)積聚陰極成為堿性離子水,帶負(fù)電的礦物質(zhì)積聚于陽(yáng)極成為酸性離子水。從醫(yī)學(xué)角度來(lái)說(shuō),健康的人體是呈弱堿性的,堿性離子水利于清除體內(nèi)酸性代謝產(chǎn)物和毒素,增強(qiáng)機(jī)體抵抗能力,并對(duì)由于酸性食物攝取過(guò)多,運(yùn)動(dòng)量不足引起的胃酸過(guò)多,慢性腹瀉,胃內(nèi)食物異常發(fā)酵,消化不良等病癥有顯著療效,同時(shí)對(duì)糖尿病和結(jié)石病有顯著療效。堿性電解水的特點(diǎn)及功用：（1）消除體內(nèi)過(guò)多“自由基”對(duì)人體侵害，延緩組織器官衰老。（3）含電解態(tài)礦物質(zhì)（如鈣、鎂、鋅等） ，易于人體吸收，有效補(bǔ)充微量礦物元素。（5）富含離子態(tài)微量元素，高效補(bǔ)充人體所需要的微量。酸性電解水的特點(diǎn)及功用：（1）符合人體表皮的酸度要求，能有效清除毛孔內(nèi)污垢，收斂皮膚，增強(qiáng)彈性?？墒諗扛顐?，迅速止血除菌，并可有效處理皮膚炎癥。（3）保鮮：深層次殺滅至腐微生物，對(duì)魚，肉，水果蔬菜等有良好的防腐保鮮效果。 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外電解水機(jī)的研究現(xiàn)狀電解水是目前世界先進(jìn)國(guó)家公認(rèn)最安全、最先進(jìn)的水。電解水行業(yè)面市至今,已在歐、美、日、韓、臺(tái)和東南亞等地得到了極大發(fā)展。早在上個(gè)世紀(jì)三十年代，日本開始研究電解水生成器，日，并承認(rèn)它對(duì)于胃腸疾病的療效。1966 年，電解水生成器作為醫(yī)療器械正式獲得日本衛(wèi)生當(dāng)局核準(zhǔn)生產(chǎn)，至今已有 30 多年的歷史。日本的醫(yī)學(xué)博士北洞哲治研究了堿性離子水功效、安全性及其機(jī)理；1992 年，厚生省提出在品質(zhì)，安全性，有效性方面依據(jù)當(dāng)時(shí)的科學(xué)水準(zhǔn)進(jìn)行再研究，成立了專門的堿性離子制水機(jī)研究委員會(huì)。1999 年，中國(guó)功能水研究促進(jìn)會(huì)在北京成立；2022 年，首屆“亞洲大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文2功能水論壇”在昆明舉行，我國(guó)的電解水事業(yè)迎來(lái)了又一個(gè)發(fā)展的春天。同期，瑞士的學(xué)者給出了有關(guān)擠出的重要模型。80年代，隨著 CMOLD 軟件的問(wèn)世及其他一些軟件廣泛用于注射成型過(guò)程，模具設(shè)計(jì)才成為依賴于計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)的工程科學(xué)。目前工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都在投入大量人力物力進(jìn)行注塑模CAE 研究，并竟相推出商品化的注塑模 CAE 軟件，許多軟件已在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 “八五”期間，由北京航空航天大學(xué)、華中理工大學(xué)、四川聯(lián)合大學(xué)等高校聯(lián)合進(jìn)行了國(guó)家重點(diǎn)科技公關(guān)課題“注塑模 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng) 。各科研院、所經(jīng)過(guò)十多年來(lái)的不懈努力，在注塑模 CAD/CAE 領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，軟件的國(guó)有化比重在不斷遞增，但仍有許多不足之處。 課題研究的主要內(nèi)容本文主要完成的工作：查閱離子水治療儀相關(guān)產(chǎn)品的資料，分析現(xiàn)有壁掛式產(chǎn)品中電解槽結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，初步確定產(chǎn)品電解槽的基本結(jié)構(gòu)。進(jìn)行零件的裝配分析。對(duì)典型零件進(jìn)行相應(yīng)的模具設(shè)計(jì)，并完成相關(guān)設(shè)計(jì)文件。電解方式可以用一槽無(wú)隔膜式、二槽隔膜式以及經(jīng)陽(yáng)極電解后經(jīng)陰極電解等方式。本次設(shè)計(jì)的壁掛式離子水治療儀的電解槽選擇二槽隔膜式將原水通過(guò)過(guò)濾消毒除菌后通過(guò)入電解槽，控制電壓、電解時(shí)間，在陰極室生成不同強(qiáng)度的堿性離子水，陽(yáng)極室生成不同強(qiáng)度的酸性離子水，應(yīng)用到生產(chǎn)和生活的有關(guān)領(lǐng)域。盡可能的提高單位面積的電流強(qiáng)度，以增加其電解度。單位體積的水產(chǎn)生的物質(zhì)（H 2 ,O2）越多，則水的酸堿度范圍越寬。關(guān)于水的負(fù)電位，可以分成兩部分去分析，一是電解水所產(chǎn)生的 OH離子所帶的負(fù)電位（相對(duì)穩(wěn)定） ；二是電解水時(shí)產(chǎn)生的“電容效應(yīng)”使水帶過(guò)飽和電子所帶負(fù)電位（不穩(wěn)定） 。水的電位完全取決于電荷的密度，電荷的密度越大，電場(chǎng)線的分布越窄，場(chǎng)強(qiáng)越大，也就是電勢(shì)越強(qiáng)，酸堿水的電勢(shì)差也越大。在槽體內(nèi)腔前后端內(nèi)側(cè)各設(shè)置制有凹槽并可插入夾片的固定板，其中后端一固定板開有可插入正、負(fù)電極板插頭的插孔，對(duì)應(yīng)位置的槽體則開有滑槽，該滑槽滑接有可插入電極板插頭的滑塊，如此結(jié)構(gòu)使得離子模、夾片、電極板、滑塊與槽體間牢牢地配裝成一個(gè)整體；在兩個(gè)出水槽與槽體內(nèi)腔的貯水槽之間設(shè)有一柵欄，該柵欄制有與正、負(fù)電極板相對(duì)應(yīng)分配的柵欄槽孔，位于柵欄槽孔兩邊還制有凸條，該凸條可嵌裝夾片；實(shí)現(xiàn)了弱堿性、弱酸性出水槽分離。 使用高強(qiáng)度電流，電解能力強(qiáng)。 水流速高、 、膜孔不宜堵塞，提高膜使用壽命。 電極采用涂鉑(釕、銥)等貴重金屬，抗電解強(qiáng)度大，耐腐蝕性強(qiáng)，極板電阻小、活性高，在強(qiáng)電解下金屬不會(huì)脫落，增強(qiáng)了機(jī)器使用的壽命。 壁掛式離子水治療儀電解槽的材料設(shè)計(jì)要求電解槽是塑料件，塑料件的設(shè)計(jì)要求非常多。根據(jù)塑料件承受負(fù)荷條件不同，可把所承受的負(fù)荷分為短期負(fù)荷、長(zhǎng)期負(fù)荷、循環(huán)負(fù)荷、沖擊負(fù)荷、溫度負(fù)荷等五類。例如，搬運(yùn)時(shí)受到的沖擊力，各種連接機(jī)構(gòu)在調(diào)整時(shí)所承受的載荷等。但與金屬材料相比，塑料在高溫下的抗應(yīng)變能力非常低。長(zhǎng)期力學(xué)性能長(zhǎng)期力學(xué)性能是指在比例極限以內(nèi)，塑料件長(zhǎng)時(shí)間承受外力載荷，以及塑料件在成型和組合過(guò)程中造成內(nèi)應(yīng)力和殘留應(yīng)力。循環(huán)負(fù)荷當(dāng)塑料件承受反復(fù)或循環(huán)載荷作用時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮在其壽命內(nèi)預(yù)計(jì)承受循環(huán)負(fù)荷的次數(shù)。塑料件承受循環(huán)負(fù)荷時(shí)，重點(diǎn)考慮以下三點(diǎn)：（1）承受短間距和長(zhǎng)期間距的反復(fù)性負(fù)荷，應(yīng)使用疲勞曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)；（2）注意圓角的設(shè)計(jì)以避免應(yīng)力集中；（3）承受高頻或高振幅的周期性負(fù)荷時(shí)，會(huì)因生熱而縮短壽命，改用薄壁設(shè)計(jì)和耐疲勞的導(dǎo)熱性材料可以改善塑料件的散熱功能。零件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免在高應(yīng)力區(qū)施加高速負(fù)荷和沖擊性負(fù)荷。溫度負(fù)荷與金屬件相比，塑料件的性能對(duì)溫度更加敏感，溫度的變化對(duì)尺寸、機(jī)械性能等有顯著的影響。對(duì)于塑料件來(lái)說(shuō)，要考慮承受相對(duì)高溫和相對(duì)低溫的情況。 材料的工藝設(shè)計(jì)要求可制造性的設(shè)計(jì)要求這里的制造主要指注塑成型過(guò)程。在不影響產(chǎn)品性能的情況下，適當(dāng)?shù)匦薷漠a(chǎn)品的結(jié)構(gòu)可能會(huì)大大降低模具的難度，從而降低產(chǎn)品成本。（1）壁厚塑料件的壁厚應(yīng)均勻，不應(yīng)有突變。塑料件在射出成形后，必須冷卻到足夠低的溫度，頂出時(shí)才不會(huì)造成變形。例如厚壁區(qū)沒有充足的保壓，就會(huì)造成凹痕或氣孔，為使塑料件的壁厚盡可能的均勻可以通過(guò)加入一些工藝孔或槽達(dá)到壁厚均勻的要求，以縮短成形周期，改善塑料件尺寸穩(wěn)定性。否則，塑料件在使用時(shí)拐角處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而遭到破壞，成型冷卻時(shí)易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和裂紋。（3）加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)良好的筋，不僅可以降低零件的重量，同時(shí)足以提供必要的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。筋的厚度一定要小于等于零件的壁厚。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須平衡各種因素，達(dá)到成本最低的要求。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文7塑料件之間的裝配有很多方法，例如壓力裝配、搭扣裝配、機(jī)械緊固等。（1）壓力裝配壓力裝配在形式上是一種非常簡(jiǎn)單的裝配方式，不需要任何其他組件或者緊固件，僅僅是一個(gè)零件被壓入與其相配的另一個(gè)零件中。但是，要完成一個(gè)良好的壓力裝配，獲得必要的壓合應(yīng)力，既不會(huì)因過(guò)高的應(yīng)力造成裂縫，又不會(huì)因過(guò)低的應(yīng)力而造成松脫，必須選擇合理的過(guò)盈配合。（2）搭扣裝配搭扣配合是利用塑料材料在比例極限內(nèi)的變形能力進(jìn)行兩個(gè)塑料零件之間的連接，并且保證在完成裝配后立即回復(fù)原始的形狀。這種裝配多用于小型或微型零部件的裝配。（3）機(jī)械緊固多數(shù)機(jī)械緊固件對(duì)塑料產(chǎn)品的組裝都是適用的。在其應(yīng)用上需要考慮以下要點(diǎn)：①預(yù)緊力過(guò)大的螺絲釘或鉚釘可能導(dǎo)致應(yīng)力；②螺絲釘?shù)穆菁y可以預(yù)先加工，或是在緊自攻螺絲時(shí)產(chǎn)生；③螺絲釘螺紋與頭部之毛邊、鉚釘毛邊等都可能造成應(yīng)力，導(dǎo)致塑料件提早破壞。ρ加強(qiáng)筋是一個(gè) 30 度、60 度的直角三角形，根據(jù)受力方向是加在 60 度的底邊上，所以取橫截面積在底邊網(wǎng)上 2/3 處，算得此橫截面積為 4106m2,所以 σ=F/A=（5410 6）= 106N/m2因?yàn)閼?yīng)變 δ=σ/E=10 6/（10 9）=＜，所以加強(qiáng)筋的厚度完全滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。Pro/E Wildfire 有三個(gè)主要的特征，它應(yīng)用使用參數(shù)化設(shè)計(jì)的以實(shí)體為基礎(chǔ)的特征模型，使用充填組合式（完全關(guān)聯(lián)構(gòu)造）機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)性標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)它也跨越了從設(shè)計(jì)到制造的整體系統(tǒng) [1]。②旋轉(zhuǎn)：圍繞一根中心軸旋轉(zhuǎn)所創(chuàng)建的旋轉(zhuǎn)特征。④混合：由一系列（至少兩個(gè)）平面截面組成，并將這些平面截面的邊界用過(guò)度曲面來(lái)連接，從而形成一個(gè)連續(xù)的特征。⑥加厚：為平面輸入一定的拉伸值，從而轉(zhuǎn)換成實(shí)體。拾取和放置特征①孔：這個(gè)功能用也創(chuàng)建各種形態(tài)的特征，與鉆孔操作有同樣的特性。③殼：這個(gè)功能是為了把實(shí)體的模型面刪除，使實(shí)體擁有輸入的厚度，最終創(chuàng)建成殼狀的特征。曲面特征這種特征與草繪特征有相似的創(chuàng)建方法，使用曲面特征創(chuàng)建時(shí)，使其實(shí)體化特征變成精密、復(fù)雜的自由曲面特征，在建模過(guò)程中會(huì)應(yīng)用到偏移、復(fù)制、修剪等功能。②基準(zhǔn)軸：用來(lái)創(chuàng)建特征時(shí)的參照，可以配合基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)點(diǎn)用于創(chuàng)建尺寸標(biāo)注參照、圓柱、圓孔及旋轉(zhuǎn)中心，也可用作陣列復(fù)制和旋轉(zhuǎn)復(fù)制等操作時(shí)的旋轉(zhuǎn)軸 [2]。 壁掛式離子水治療儀電解槽下槽體部分繪制過(guò)程單擊【拉伸工具】按鈕，打開拉伸特征操控板，單擊【放置】面板中的【定義】大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文10，系統(tǒng)將顯示【草繪】對(duì)話框，選 FRONT 面為草繪平面，RIGHT 為參考平面，接受系統(tǒng)默認(rèn)的視圖方向。繪制圖 所示的截面，單擊按鈕，輸入拉伸長(zhǎng)度 95，點(diǎn)擊確定，如圖 。 圖 槽體實(shí)體的抽殼大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文11點(diǎn)擊【拉伸】 ，以殼體的開口面為基面繪制草圖如圖 ，拉伸高度 3，如圖。然后再次進(jìn)行拉伸，在上步拉伸的實(shí)體的上表面進(jìn)行草繪，并與上步類似，向上拉伸高度 3，如圖 。 圖 凹槽的拉伸除料點(diǎn)擊【倒圓角】 ，將除料之后實(shí)體上的棱角倒圓。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文13 圖 螺釘連接孔的草繪 圖 螺釘連接孔的拉伸除料在通孔的同一位置，向上拉伸出帶有統(tǒng)一大小通孔的 8 個(gè)圓柱體，拉伸高度為以圓柱的頂面為基面，點(diǎn)擊【拉伸】 ，繪制如圖 的草繪，利用“拉伸到面”得到實(shí)體。點(diǎn)擊【拉伸】 ，在兩個(gè)耳形實(shí)體的背面，做出直徑為 的同心圓，拉伸除料，且除透，如圖 。拉伸高度 ，如圖 。 圖 定位突起的拉伸實(shí)體1點(diǎn)擊【拉伸】命令，在電解槽背面建立基面，準(zhǔn)備做出另外的三個(gè)用于定位的實(shí)體部分，草繪如圖 ，拉伸高度 ，如圖 。即：先繪制草繪如圖 ，然后拉伸長(zhǎng)度 如圖 圖 進(jìn)水口實(shí)體截面草繪 圖 進(jìn)水口實(shí)體拉伸1提取內(nèi)圓圓周線作為草繪線，進(jìn)行拉伸除料，如圖 圖 進(jìn)水口實(shí)體的拉伸除料1在拉伸的圓柱體的背面進(jìn)行草繪，拉伸長(zhǎng)度 ，以達(dá)到封口的目的。 圖 進(jìn)水口螺釘連接處實(shí)體截面草繪 圖 進(jìn)水口螺釘連接處實(shí)體1下面為繪制出如圖 的幾個(gè)圓柱體疊加的特征，可以逐層的分別用拉伸的方式進(jìn)行繪制，但是這樣繪制工程過(guò)于麻煩，步驟太多，沒有達(dá)到靈活運(yùn)用 Pro/E 軟件的目的，所以可以先確定中心線的位置，然后用【草繪】功能繪制中心線作為旋轉(zhuǎn)中心，在旋轉(zhuǎn)中心的一側(cè)繪制出整體的外輪廓線，旋轉(zhuǎn) 360 度即可繪制出所需要的特征。 圖 旋轉(zhuǎn)實(shí)體 圖 旋轉(zhuǎn)草繪1為達(dá)到圖 的特征效果，可以由下往上的逐層的建立基面利用拉伸來(lái)進(jìn)行，但是這樣步驟太多，過(guò)與麻煩，達(dá)不到訓(xùn)練與學(xué)習(xí)的目的，所以直接簡(jiǎn)便的辦法就是先拉伸出一個(gè)實(shí)體再利用陣列功能來(lái)完成。繪制草繪如圖，向上拉伸 。