【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。我們在市場上經(jīng)?？吹揭恍﹥羲?、純水機、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？簡單地講，前者的目的是解決自來水的干凈、安全問題，而離子水已經(jīng)通過電場改變了水的結(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)過凈化裝置過濾掉水中的余氯和鐵銹等多種有機毒物和原機雜質(zhì),電解時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,帶負電的礦物質(zhì)積聚于陽極成為酸性離子水。從醫(yī)學(xué)角度來說,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,增強機體抵抗能力,并對由于酸性食物攝取過多,運動量不足引起的胃酸過多,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,同時對糖尿病和結(jié)石病有顯著療效。堿性電解水的特點及功用：（1）消除體內(nèi)過多“自由基”對人體侵害，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，有效補充微量礦物元素。（5）富含離子態(tài)微量元素，高效補充人體所需要的微量。酸性電解水的特點及功用：（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，對魚，肉，水果蔬菜等有良好的防腐保鮮效果。 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀國內(nèi)外電解水機的研究現(xiàn)狀電解水是目前世界先進國家公認(rèn)最安全、最先進的水。電解水行業(yè)面市至今,已在歐、美、日、韓、臺和東南亞等地得到了極大發(fā)展。早在上個世紀(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)時的科學(xué)水準(zhǔn)進行再研究，成立了專門的堿性離子制水機研究委員會。1999 年，中國功能水研究促進會在北京成立；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，我國的電解水事業(yè)迎來了又一個發(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 軟件的問世及其他一些軟件廣泛用于注射成型過程，模具設(shè)計才成為依賴于計算機預(yù)測的工程科學(xué)。目前工業(yè)發(fā)達國家都在投入大量人力物力進行注塑模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)合進行了國家重點科技公關(guān)課題“注塑模 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng) 。各科研院、所經(jīng)過十多年來的不懈努力，在注塑模 CAD/CAE 領(lǐng)域取得了長足的進步，軟件的國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，初步確定產(chǎn)品電解槽的基本結(jié)構(gòu)。進行零件的裝配分析。對典型零件進行相應(yīng)的模具設(shè)計，并完成相關(guān)設(shè)計文件。電解方式可以用一槽無隔膜式、二槽隔膜式以及經(jīng)陽極電解后經(jīng)陰極電解等方式。本次設(shè)計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過濾消毒除菌后通過入電解槽，控制電壓、電解時間，在陰極室生成不同強度的堿性離子水，陽極室生成不同強度的酸性離子水，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離子所帶的負電位（相對穩(wěn)定） ；二是電解水時產(chǎn)生的“電容效應(yīng)”使水帶過飽和電子所帶負電位（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，電場線的分布越窄，場強越大，也就是電勢越強，酸堿水的電勢差也越大。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、負電極板插頭的插孔，對應(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整體；在兩個出水槽與槽體內(nèi)腔的貯水槽之間設(shè)有一柵欄，該柵欄制有與正、負電極板相對應(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；實現(xiàn)了弱堿性、弱酸性出水槽分離。 使用高強度電流，電解能力強。 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，抗電解強度大，耐腐蝕性強，極板電阻小、活性高，在強電解下金屬不會脫落，增強了機器使用的壽命。 壁掛式離子水治療儀電解槽的材料設(shè)計要求電解槽是塑料件，塑料件的設(shè)計要求非常多。根據(jù)塑料件承受負荷條件不同，可把所承受的負荷分為短期負荷、長期負荷、循環(huán)負荷、沖擊負荷、溫度負荷等五類。例如，搬運時受到的沖擊力，各種連接機構(gòu)在調(diào)整時所承受的載荷等。但與金屬材料相比，塑料在高溫下的抗應(yīng)變能力非常低。長期力學(xué)性能長期力學(xué)性能是指在比例極限以內(nèi)，塑料件長時間承受外力載荷，以及塑料件在成型和組合過程中造成內(nèi)應(yīng)力和殘留應(yīng)力。循環(huán)負荷當(dāng)塑料件承受反復(fù)或循環(huán)載荷作用時，應(yīng)重點考慮在其壽命內(nèi)預(yù)計承受循環(huán)負荷的次數(shù)。塑料件承受循環(huán)負荷時，重點考慮以下三點：（1）承受短間距和長期間距的反復(fù)性負荷，應(yīng)使用疲勞曲線進行設(shè)計；（2）注意圓角的設(shè)計以避免應(yīng)力集中；（3）承受高頻或高振幅的周期性負荷時，會因生熱而縮短壽命，改用薄壁設(shè)計和耐疲勞的導(dǎo)熱性材料可以改善塑料件的散熱功能。零件設(shè)計時應(yīng)盡量避免在高應(yīng)力區(qū)施加高速負荷和沖擊性負荷。溫度負荷與金屬件相比，塑料件的性能對溫度更加敏感，溫度的變化對尺寸、機械性能等有顯著的影響。對于塑料件來說，要考慮承受相對高溫和相對低溫的情況。 材料的工藝設(shè)計要求可制造性的設(shè)計要求這里的制造主要指注塑成型過程。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，頂出時才不會造成變形。例如厚壁區(qū)沒有充足的保壓，就會造成凹痕或氣孔，為使塑料件的壁厚盡可能的均勻可以通過加入一些工藝孔或槽達到壁厚均勻的要求，以縮短成形周期，改善塑料件尺寸穩(wěn)定性。否則，塑料件在使用時拐角處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而遭到破壞，成型冷卻時易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和裂紋。（3）加強筋設(shè)計良好的筋，不僅可以降低零件的重量，同時足以提供必要的結(jié)構(gòu)強度。筋的厚度一定要小于等于零件的壁厚。在實際設(shè)計過程中，必須平衡各種因素，達到成本最低的要求。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、機械緊固等。（1）壓力裝配壓力裝配在形式上是一種非常簡單的裝配方式，不需要任何其他組件或者緊固件，僅僅是一個零件被壓入與其相配的另一個零件中。但是，要完成一個良好的壓力裝配，獲得必要的壓合應(yīng)力，既不會因過高的應(yīng)力造成裂縫，又不會因過低的應(yīng)力而造成松脫，必須選擇合理的過盈配合。（2）搭扣裝配搭扣配合是利用塑料材料在比例極限內(nèi)的變形能力進行兩個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）機械緊固多數(shù)機械緊固件對塑料產(chǎn)品的組裝都是適用的。在其應(yīng)用上需要考慮以下要點：①預(yù)緊力過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加強筋是一個 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因為應(yīng)變 δ=σ/E=10 6/（10 9）=＜，所以加強筋的厚度完全滿足強度設(shè)計要求。Pro/E Wildfire 有三個主要的特征，它應(yīng)用使用參數(shù)化設(shè)計的以實體為基礎(chǔ)的特征模型，使用充填組合式（完全關(guān)聯(lián)構(gòu)造）機械設(shè)計及自動化產(chǎn)品概念設(shè)計的實質(zhì)性標(biāo)準(zhǔn)，同時它也跨越了從設(shè)計到制造的整體系統(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）平面截面組成，并將這些平面截面的邊界用過度曲面來連接，從而形成一個連續(xù)的特征。⑥加厚：為平面輸入一定的拉伸值，從而轉(zhuǎn)換成實體。拾取和放置特征①孔：這個功能用也創(chuàng)建各種形態(tài)的特征，與鉆孔操作有同樣的特性。③殼：這個功能是為了把實體的模型面刪除，使實體擁有輸入的厚度，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，使其實體化特征變成精密、復(fù)雜的自由曲面特征，在建模過程中會應(yīng)用到偏移、復(fù)制、修剪等功能。②基準(zhǔn)軸：用來創(chuàng)建特征時的參照，可以配合基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)點用于創(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，輸入拉伸長度 95，點擊確定，如圖 。 圖 槽體實體的抽殼大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文11點擊【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。然后再次進行拉伸，在上步拉伸的實體的上表面進行草繪，并與上步類似，向上拉伸高度 3，如圖 。 圖 凹槽的拉伸除料點擊【倒圓角】 ，將除料之后實體上的棱角倒圓。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 個圓柱體，拉伸高度為以圓柱的頂面為基面，點擊【拉伸】 ，繪制如圖 的草繪，利用“拉伸到面”得到實體。點擊【拉伸】 ，在兩個耳形實體的背面，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 定位突起的拉伸實體1點擊【拉伸】命令，在電解槽背面建立基面，準(zhǔn)備做出另外的三個用于定位的實體部分，草繪如圖 ，拉伸高度 ，如圖 。即：先繪制草繪如圖 ，然后拉伸長度 如圖 圖 進水口實體截面草繪 圖 進水口實體拉伸1提取內(nèi)圓圓周線作為草繪線，進行拉伸除料，如圖 圖 進水口實體的拉伸除料1在拉伸的圓柱體的背面進行草繪，拉伸長度 ，以達到封口的目的。 圖 進水口螺釘連接處實體截面草繪 圖 進水口螺釘連接處實體1下面為繪制出如圖 的幾個圓柱體疊加的特征，可以逐層的分別用拉伸的方式進行繪制，但是這樣繪制工程過于麻煩，步驟太多，沒有達到靈活運用 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)實體 圖 旋轉(zhuǎn)草繪1為達到圖 的特征效果，可以由下往上的逐層的建立基面利用拉伸來進行，但是這樣步驟太多，過與麻煩，達不到訓(xùn)練與學(xué)習(xí)的目的，所以直接簡便的辦法就是先拉伸出一個實體再利用陣列功能來完成。繪制草繪如圖，向上拉伸 。