【正文】 業(yè)技術(shù)學(xué)院 飲水機(jī)外殼的設(shè)計(jì) 15 多款飲水機(jī)，對(duì)它們的各種優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行一個(gè)綜合，在不影響其使用效果的前提下提高它的美觀度，并且嘗試性加入一些人性化的元素。 下面 是幾幅 臺(tái)式飲水 機(jī) 的 照 片： 圖 飲水機(jī)原型一 圖 飲水機(jī)原型機(jī)二 下面是本次設(shè)計(jì)中使用的原型機(jī)的照 片： 河北機(jī) 電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 飲水機(jī)外殼的設(shè)計(jì) 16 圖 飲水機(jī)原型機(jī)三 由以上照片可以看到：原型機(jī)中的前面板與前殼的連接處倒角不夠圓滑，給人以突兀的感覺，頂部也沒有倒角。那么，在設(shè)計(jì)上殼時(shí)就應(yīng)該在入水口周圍增加一圈支撐平臺(tái)來加強(qiáng)上殼的支撐力；原型機(jī)中也沒有前擋板 （圖 ），根據(jù)前面板的形狀進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的前擋板的設(shè)計(jì)；上殼與機(jī)身連接處使用套式連接，降低了飲水機(jī)整體的美觀度， 如像圖 1 中的飲水機(jī)采用焊接式連接，可解決此問題。；前殼倒圓角： R=；前殼與面板連接處倒圓角： R=；面板倒圓角（上）： R=；面板倒圓角（中）：R=。 上殼數(shù)據(jù)采集 高（中間）： ；高（邊）： ；頂部弧度： R=；入水口深： ；入水口寬： ；水嘴高： ；壁厚： ；加強(qiáng)筋厚度： ；倒圓角 （邊）： R=；倒圓角（角）： R=。 河北機(jī) 電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 飲水機(jī)外殼的設(shè)計(jì) 18 四、飲水機(jī)外殼的設(shè)計(jì) 飲水機(jī)前殼的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路 經(jīng)過上面對(duì)原型機(jī)的分析，我們?cè)谠O(shè)計(jì)之前應(yīng)該有一個(gè)大致的思路：先通過不同的曲面造型和合并等功能做出飲水機(jī)前殼的大致形狀，然后對(duì)曲面進(jìn)行倒圓角，之后再對(duì)曲面整體進(jìn)行加厚操作，使之由曲面變?yōu)閷?shí)體，再之后再對(duì)飲水機(jī)前殼實(shí)體完成打孔等操作，最后，根據(jù)選定顏色給實(shí)體 著 色即可。那么，在此處應(yīng)該使用偏 距操作，之后對(duì)偏距面進(jìn)行曲面著色。 設(shè)計(jì)步驟 首先是前殼曲面的設(shè)計(jì)，前殼包括兩個(gè)部分，分別是前殼和面板。 — 3176。又因?yàn)榍皻さ撞繉挾葹?300mm，經(jīng)過計(jì)算之后，它的頂部寬度為 251mm。使用基準(zhǔn)面創(chuàng)建一個(gè)新的基準(zhǔn)面（ DTM1 平面），與剛才草繪的平面（ FRONT平面）平行且距離為 280mm。第二個(gè)草繪與第一個(gè)基本相同，只是水平線長(zhǎng)度為 251mm。最后，使用邊界混合功能，使其生成一個(gè)曲面即可。之后創(chuàng)建一 個(gè)與底面平行且距離為 230mm 的基準(zhǔn)面（ DTM2平面），在此基準(zhǔn)面上進(jìn)行草繪。最后以剛才所繪的 5條線為基礎(chǔ)，使用可變剖面掃描功能，再畫一個(gè)所需形狀（圖 ），即可完成此操作。之后使用填充功能生成一個(gè)和凹槽部分相交的面，再使用合并功能，然后對(duì)面于與面的相交處進(jìn)行倒圓角。 模型樹： 圖 組三效果圖 完成上步操作之后，前殼曲面基本成型。 操作步驟： 首先對(duì)合并完的曲面進(jìn)行加厚處理，厚度為 ；然后使用孔工具在面板上打孔，孔的直徑為 12mm；之后以中間的基準(zhǔn)面（ RIGHT 平面）為中心鏡像孔，然后和主視平面（ TOP 平面）平行創(chuàng)建一個(gè)基準(zhǔn)面（ DTM4 平面），而且要求和前殼的外邊相交；在之后在此平面上進(jìn)行草繪，草繪一個(gè)如下圖中黃色區(qū)域部分的形狀，在進(jìn)行拉伸，深度 ；再以剛才拉伸的區(qū)域的上面為草繪平面進(jìn)行 草繪，在草繪中使用字體功能創(chuàng)建如下圖的字體：電源和加熱（注意此處的字體一定要寬體，必須在內(nèi)部形成框狀結(jié)構(gòu)，以便以后操作），然后對(duì)剛才草繪部分進(jìn)行拉伸，深度 ；之后再在DTM4 平面上進(jìn)行一次草繪，創(chuàng)建字體，再進(jìn)行拉伸操作，深度相同（下圖中為了明顯顯示操作效果，進(jìn)行了部分染色）。 圖 前殼最終效果圖河北機(jī) 電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 飲水機(jī)外殼的設(shè)計(jì) 23 到此，前殼部分全部完成，在設(shè)計(jì)過程中，我們發(fā)現(xiàn)原有的設(shè)計(jì)思路在具體的設(shè)計(jì)中存在一些問題（例如先倒圓角，在合并的話就會(huì)出現(xiàn)曲面有缺失的現(xiàn)象），所以我們針對(duì)這些問題對(duì)原有的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了修改，最終較好的完成了前殼的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)步驟 我們直接在前殼的設(shè)計(jì)中進(jìn)行修改來獲得后殼的實(shí)體，這樣比較簡(jiǎn)便，而且實(shí) 體顏色也相同。 設(shè)計(jì)步驟 由于上殼的曲面比較多，所以我們因該使復(fù)雜的曲面盡量簡(jiǎn)單化，用較多的簡(jiǎn)單小曲面來組成較大的復(fù)雜曲面。然后再以 TOP 平面為基準(zhǔn)平面進(jìn)行曲面拉伸，要求弧度為 R=670mm，且中間距離坐標(biāo)的中心為 50mm，弧線的兩端一定要超出剛才所繪的矩形的邊。 模型樹： 圖 上殼合并效果圖 操作步驟： 河北機(jī) 電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 飲水機(jī)外殼的設(shè)計(jì) 25 以 TOP 平面為基準(zhǔn)平面進(jìn)行曲面旋轉(zhuǎn)，在草繪中繪制如圖 ，以豎直的中心線為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，得到曲面與第一步生成的曲面進(jìn)行合并 操作。 圖 旋轉(zhuǎn)草繪一 圖 旋轉(zhuǎn)草繪二 模型樹： 圖 旋轉(zhuǎn)合并效果圖 然后對(duì)上一步完成的曲面的邊進(jìn)行倒圓角操作，邊倒圓角： R=10mm，角倒圓角：R=20mm。然后在底面的薄弱處添加加強(qiáng)筋，厚度為 2mm，個(gè)數(shù)為 4。然后對(duì)剛才的入水口進(jìn)行軸陣列，個(gè)數(shù)為 3。 河北機(jī) 電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 飲水機(jī)外殼的設(shè)計(jì) 26 模型樹： 圖 上殼最終效果圖 儲(chǔ)水槽的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路 儲(chǔ)水槽的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在偏距上，這樣使得凸起部分下面中空，節(jié)省材料。主要的難點(diǎn)還是在最后與機(jī)身進(jìn)行整體的顏色搭配，從而增加飲水機(jī)整體的美觀度。 在完成了飲水機(jī)外殼的所有組件的設(shè)計(jì)之后，我們就開始進(jìn)行飲水機(jī)外殼的組裝。之后依次是前殼、后殼、上殼、水龍頭、水龍頭開關(guān)、儲(chǔ)水槽、前擋板和維修板。 組裝后的完成圖：河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 飲水機(jī)外殼的組裝 29 圖 組裝完成效果圖 不同顏色的搭配 在組裝完成之后，我們對(duì)飲水機(jī)整體和前擋板的顏色搭配進(jìn)行 了嘗試。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)了以下幾款搭配： 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 飲水機(jī)外殼的組裝 30 圖 飲水機(jī)顏色搭配 完成爆炸圖 組裝圖完成之后，對(duì)其使用分解視圖，然后對(duì)各個(gè)組件的位置進(jìn)行編輯，使整個(gè)視圖看起來比較美觀。 首先，在前殼實(shí)體上插入一個(gè)點(diǎn)（即澆口），之后進(jìn)行注塑行為分析： ? 澆口位置分析 在 PRO/E中打開要分析的零件，選擇“應(yīng)用程序” 菜單， 單擊“ Plastic Advisor”，進(jìn)入塑料顧問操作界面。根據(jù)具體情況設(shè)置參數(shù)后， 單擊“ 完成” 按鈕， 系統(tǒng)開始自動(dòng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的分析、計(jì)算。從圖 8中可以看出該模型最適合設(shè)置澆口的位置在中心位置 (藍(lán)色 )。 圖 成型條件分析 ? 塑料流動(dòng)分析： 單擊圖標(biāo)， 在“ Analysis Selection” 對(duì)話框中選擇 “ Plastic Flow Analysis” 項(xiàng)， 單擊“ 完成” 按鈕。 ? 冷卻質(zhì)量分析： 單擊圖標(biāo)， 在“ Analysis Selection” 對(duì)話框中選擇“ Cooling Quality Analysis” 項(xiàng)，單擊“ 完成”按鈕， 分析結(jié)果如下圖所示： 圖 冷卻質(zhì)量分析 在模型表面上分別用紅、黃、綠三色表示，紅色表示質(zhì)量最差、黃色質(zhì)量一般、綠色質(zhì)量最好。 ? 縮痕分析 單擊圖標(biāo)， 在“ Analysis Selection” 對(duì)話框中選擇“ Sink Mark Analysis” 項(xiàng)， 單擊“ 完成” 按鈕， 分析完成后如下圖所示結(jié)果。 前殼體積和質(zhì)量分析 由于 PRO/E 軟件有其自帶的分析軟件，我們就使用它來進(jìn)行分析。 注塑機(jī)的選取 根據(jù)前面的分析，我們得知：前殼質(zhì)量為 ，那么根據(jù)公式 M1=*M我們可以進(jìn)行計(jì)算，那么需要注塑機(jī)的一次注射量應(yīng)該是 406g 左右。 在查閱了相關(guān)資料之后，我們選取了 深圳 堅(jiān)達(dá)機(jī)械有限公司生產(chǎn)的 JD180 型 臥式注塑機(jī)。 JD180 的一次射膠量為 424g，合模力為 180kN，開模行程為 460mm。 根據(jù)相關(guān)資料顯示： ABS 的注射成型收縮率為 ％－ ％ 。 表 SJ137278 塑料制品尺寸公差數(shù)值 (單位 mm) 公稱尺寸 /mm 精度等級(jí) 2 3 4 5 18~24 24~30 40~50 50~65 80~100 140~160 表 注射模成型零件的公差數(shù)值 基本尺寸 /mm 公差等級(jí)／μ m IT7 IT8 IT9 IT10 10~18 18 27 43 70 18~30 21 33 52 84 30~50 25 39 62 100 50~80 30 46 74 120 80~100 35 54 87 140 120~180 40 63 100 160 表 注射模成型零件的制造精度 塑料件精度 SJ13721978 模具精度 GB/T18001998 2 IT7 3 IT8 4 IT9 5 IT9 6 IT10 表 按平均收縮率計(jì)算公式中的 x 數(shù)值表 塑料件尺寸公差Δ /mm 大于 至 型腔和型芯徑向工作 尺寸計(jì)算的 x 值 型腔深度和型芯高度 工作尺寸計(jì)算的 x 值 0 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 前殼模具尺寸計(jì)算 38 表 按平均收縮率計(jì)算公式 尺寸類型 實(shí)用計(jì)算式 型腔徑向尺寸 Dm=[(1+scp)]dxΔ ]+Δ m 型芯徑向尺寸 dm=[(1+scp)D+xΔ ]Δ m 型腔深度尺寸 Hm=[(1+scp)hxΔ ]+Δ m 型芯高度尺寸 hm=[(1+scp)H+xΔ ]Δ m 中心距 Lm=[(1+scp)L]177。 由表 ， 塑料制品尺寸精度等級(jí) 3級(jí)對(duì)應(yīng)模具制造精度 IT8級(jí)。 型芯徑向尺寸計(jì)算 在本次設(shè)計(jì)中，塑件內(nèi)寬度 d= ，那么： Δ ==，由表 寸精度等級(jí)為 3級(jí)。 由表 ，其模具的公差 Δ m＝ 由表 ，Δ =， x= 由型芯徑向尺寸公式： dm=[(1+scp)D+xΔ ]Δ m 可得： dm =[(1+) 297+( )]= 0 ? = ?? mm。 由表 ， 塑料制品尺寸精度等級(jí) 5級(jí)對(duì)應(yīng)模具制造精度 IT8級(jí)。 由表 ， 塑料制品尺寸精度等級(jí) 5級(jí)對(duì)應(yīng)模具制造精度 IT8級(jí)。 ，那么： Δ ==，由表 3級(jí)。 由表 ，其模具的公差 Δ m＝ 由表 ，Δ =， x= 由中心距尺寸公式：可得： Lm=[(1+) 90] +177。 然后在主視圖上“插入投影視圖”，在主視圖的下方和右方個(gè)創(chuàng)建一個(gè)主視圖的投影視圖，即：俯視圖和左視圖。即完成三視圖的創(chuàng)建。 下圖就是完成后的工程圖： 圖 前殼工程圖 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 結(jié)語 41 結(jié) 語 經(jīng)過了兩個(gè)多月的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了《 基于 Pro/E 的飲水機(jī)外殼的設(shè)計(jì) 》的 畢業(yè)論文 論文。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識(shí)也有很多感受，從 開始對(duì) Pro/E 只有一個(gè)初步的了解 ，到