畢業(yè)設(shè)計（論文）-基于ProE的加濕器外觀造型設(shè)計.doc

河南科技學(xué)院2009屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）論文題目：基于Pro/E的加濕器外觀造型設(shè)計學(xué)生姓名: 李 海 洋所在院系：機 電 學(xué) 院 所學(xué)專業(yè)：機電技術(shù)教育 導(dǎo)師姓名：安 愛 琴 完成時間：2009年5月20日河南科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 題目名稱： 基 于 Pro/E 的 加 濕 器 外 觀 造 型 設(shè) 計學(xué)生姓名李海洋所學(xué)專業(yè)機電技術(shù)教育學(xué)號20040315040指導(dǎo)教師姓名安愛琴所學(xué)專業(yè)機械制造及其自動化職稱講師完成期限2008年 12月16日至 2009 年 6 月 5 日一、論文（設(shè)計）主要內(nèi)容及主要技術(shù)指標(biāo)1.主要內(nèi)容（1）用Pro/E進行加濕器的所有零部件三維實體造型；（2）用Pro/E對加濕器進行虛擬裝配設(shè)計；（3）加濕器裝配體生成爆炸圖；（4）對加濕器所有零部件進行全局干涉檢查。2.技術(shù)指標(biāo)（1）加濕器所有零部件應(yīng)無干涉。二、 畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要求1.畢業(yè)設(shè)計（論文）一份：有200字左右的中英文摘要，正文后有15篇左右的參考文獻，正文中要引用5篇以上文獻，并注明文獻出處。論文字數(shù)在6000字以上；2.有不少于2000漢字的與本課題有關(guān)的外文翻譯資料；3.畢業(yè)設(shè)計總字數(shù)在10000字以上。三、畢業(yè)論文（設(shè)計）進度安排1. 1.2008年12月16日-2008年12月21日，下達畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書；寒假期間完成英文資料翻譯和開題報告。2. 2009年2月16-2月27日（第1-2周），指導(dǎo)教師審核開題報告、設(shè)計方案和英文資料翻譯。3. 2009年3月2日-4月24日（第3-10周），畢業(yè)設(shè)計單元部分設(shè)計。4. 2009年4月20日-4月30日（第10-11周），畢業(yè)設(shè)計中期檢查。5. 2009年5月4日-5月22日（第12-14周），設(shè)計仿真、程序調(diào)試、線路板制作調(diào)試，整理、撰寫畢業(yè)設(shè)計報告。6. 2009年5月25-6月5日（第15-16周）上交畢業(yè)設(shè)計報告，指導(dǎo)教師、評閱教師審查評閱設(shè)計報告，畢業(yè)設(shè)計答辯資格審查。畢業(yè)設(shè)計答辯，學(xué)生修改整理設(shè)計報告。河南科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）課題審核表院（系）名稱機電學(xué)院專業(yè)名稱機電技術(shù)教育指導(dǎo)教師姓名安愛琴課題名稱基于Pro/E的加濕器外觀造型設(shè)計課題來源自選課題立題理由和所具備的條件隨著社會的發(fā)展，人們越來越追求高質(zhì)量的生活，開始考慮更加舒適的生活和工作環(huán)境，加濕器的使用就必不可少。而Pro/E是一種功能很強大的設(shè)計軟件，用它設(shè)計加濕器，可以縮短設(shè)計周期，增強市場競爭力。另外本人正在學(xué)習(xí)Pro/E軟件，有一些軟件應(yīng)用上的保障。 教研室審批意見教研室主任簽字： 年 月 日畢業(yè)論文（設(shè)計）工作領(lǐng)導(dǎo)小組審批意見組長簽字： 年 月 日注：本表經(jīng)教務(wù)處復(fù)審后存院（系）備查。畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告題目名稱 基 于 Pro/E 的 加 濕 器 外 觀 造 型 設(shè) 計學(xué)生姓名李海洋專業(yè) 機電技術(shù)教育學(xué)號20040315040 指導(dǎo)老師姓名安愛琴所學(xué)專業(yè)機械制造及其自動化職稱講師完成期限2009年2月16日至2009年2月27日一、 選題的目的意義隨著社會的發(fā)展，人們越來越追求高質(zhì)量的生活，開始考慮更加舒適的生活和工作環(huán)境，加濕器的使用就必不可少。而Pro/E是一種功能很強大的設(shè)計軟件，用它設(shè)計加濕器，可以縮短設(shè)計周期，增強市場競爭力。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，我國家用加濕器市場每年家庭擁有率的增長僅在34左右，與國內(nèi)多數(shù)居民知道干燥季節(jié)需要進行室內(nèi)加濕的現(xiàn)況相比，存在較大的消費意識差距。這種狀況凸顯出我國家用加濕器市場雖發(fā)展了近20年，但目前仍存在著較大的消費“瓶頸”。 由于地理位置、氣候條件、經(jīng)濟發(fā)展等因素的影響，目前國內(nèi)加濕器的家庭擁有率呈現(xiàn)出以下幾個特點：經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)比欠發(fā)達地區(qū)高，城市地區(qū)比農(nóng)村地區(qū)高，高收入家庭比低收入家庭高，受教育水平高家庭比受教育水平低家庭高。 與我國北方有著相同地理緯度的韓國、美國、加拿大、法國、英國等國家，有著較高的加濕器家庭擁有率，如美國達到35，日本則在32左右。三、主要研究內(nèi)容 （1） 用Pro/E進行加濕器的所有零部件的三維實體；（2） 用Pro/E對加濕器的所有零部件的虛擬裝配設(shè)計；（3） 用Pro/E對加濕器的虛擬裝配體生成爆炸圖；（4） 用Pro/E進行加濕器的所有零部件進行全局干涉的檢查。四、畢業(yè)論文（設(shè)計）的研究方法或技術(shù)路線研究方法：在老師的指導(dǎo)下,利用圖書館以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)資料進行整個系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)路線：（1） 對加濕器進行產(chǎn)品整體構(gòu)造的分析；（2） 用Pro/E對加濕器進行先整體在零件的三維造型；（3） 生成裝配圖；（4） 生成爆炸圖；（5） 全局干涉檢查。五、要參考文獻與資料1 薛澄岐等.工業(yè)設(shè)計CAID技術(shù)M.東南大學(xué)出版社，2008.62 龍馬工作室.Pro/ Engineer Wildfire 2.0中文版完全自學(xué)手冊M.人民郵電出版社，2005.53 槐創(chuàng)鋒等. Pro/ENGINEER3.0中文版工程圖專家指導(dǎo)教程M.機械工業(yè)出版社，2007.14 方興.計算機輔助工業(yè)設(shè)計M.華中科技大學(xué)出版社，2006.15 鐘日銘等.Pro/ Engineer Wildfire 3.0中文版裝配設(shè)計與產(chǎn)品實例M.機械工業(yè)出版社，2007.16 盧建平，張道林，楊洪峰，張繼磊等.基于Pro/E玉米聯(lián)合收獲機的虛擬設(shè)計J. 農(nóng)機化研究，2008（03）7 宋玉銀，蔡復(fù)之，張伯鵬.面向并行工程的產(chǎn)品裝配模型J.清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，1999，39(4)，49528 范玉.基于ProE的汽車音響面板三維造型及模具設(shè)計J.三維造型師,2008(1)，54619 吉奎,陳志剛.基于Pro/E及ADAMS的反鏟式挖掘機工作裝置機構(gòu)的建模與運動仿真J.現(xiàn)代制造工程,2006(05)，878910 康文龍，蒲志新.基于Pro/E的機械零件虛擬裝配方法研究J.煤礦機械2006（7），8687六、指導(dǎo)教師審批意見 年 月 日學(xué)生姓名李海洋班級機教043指導(dǎo)教師安愛琴論文（設(shè)計）題目基 于 Pro/E 的 加 濕 器 外 觀 造 型 設(shè) 計目前已完成任務(wù)到目前為止論文已經(jīng)完成任務(wù)：1 進行有關(guān)加濕器設(shè)計研究方面資料的搜集和整理；2 加濕器造型設(shè)計整體思路已經(jīng)形成；3 論文草稿已經(jīng)完成一部分。是否符合任務(wù)書要求進度：是尚需完成的任務(wù)到目前為止論文尚未完成的任務(wù)：1 部分零件的建模以及整體裝配；2 論文正文的書寫。能否按期完成論文（設(shè)計）：是存在問題和解決辦法存在問題設(shè)計中存在的問題：1資料收集的還不是很夠；2 論文的思路還不是很順暢；3 Pro/E建模還不是很順利。擬采取的辦法擬采取的辦法：1 及時和指導(dǎo)老師溝通，請教老師；2 對Pro/E軟件要進一步更深的學(xué)習(xí)；3 查看有關(guān)資料，及時完成論文。指導(dǎo)教師簽 字日期 年 月 日教學(xué)院長（系主任）意 見 簽字： 年 月 日河南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）中期進展情況檢查表摘要本文應(yīng)用Pro/E軟件完成加濕器產(chǎn)品設(shè)計，主要包括零件的三維建模、虛擬裝配、干涉檢查等。首先采用可變剖面等功能建立加濕器噴氣嘴罩模型，然后建立加濕器噴嘴、水箱、底座等模型，最后把設(shè)計好的模型進行虛擬裝配，對裝配體進行干涉檢查。通過對加濕器產(chǎn)品的設(shè)計，證明應(yīng)用Pro/E軟件完成新產(chǎn)品的設(shè)計，可以大大提高設(shè)計效率，縮短設(shè)計周期，增強產(chǎn)品的市場競爭能力。 關(guān)鍵字：Pro/E, 裝配設(shè)計，模型，三維建模，加濕器 The appearance design of humidifier based on Pro/EAbstractIn this paper, the design of humidifier product was completed by Pro/E software, Mainly inchluding the three-dimensional modeling of parts, virtual assembly,interference checks, ect. First of all, the humidifier nozzle yet cover model was established by applying variable section features function, and then the humidifier nozzles, water tanks, such as model base was established, and finally a model for the design of virtual assembly, interference of the assembly inspection. Through the design of humidifier which was completed by Pro / E software ,to improve the Pro / E software can greatly improve design efficiency and shorten the design cycle, and enhance market competitiveness.Keywords:Pro/E, assembly design, model, three-dimensional modeling, humidifier 目錄1 緒論11.1 三維造型設(shè)計的現(xiàn)狀和發(fā)展11.2 常用三維軟件的介紹11.2.1 UG11.2.2 SolidWorks11.2.3 Pro/E21.3 Pro/E軟件介紹21.4 本文主要研究內(nèi)容32 設(shè)計造型過程32.1 加濕器實體造型32.1.1 加濕器噴氣嘴罩造型32.1.2 加濕器噴嘴造型52.1.3 加濕器水箱造型92.1.4 加濕器底座造型112.2 加濕器虛擬裝配設(shè)計132.2.1 加濕器的虛擬裝配142.2.2 生成爆炸圖152.2.3 干涉檢查163 結(jié)論17致謝18參考文獻191 緒論1.1 三維造型設(shè)計的現(xiàn)狀和發(fā)展計算機繪圖技術(shù)的發(fā)展和計算機性能的不斷提高，引發(fā)了工程設(shè)計的新理念，三維實體造型設(shè)計也應(yīng)運而生，并以其無可比擬的優(yōu)越性顯示出強大的生命力。Pro/E、UG等三維繪圖軟件不僅可以較方便地繪制二維視圖，還可以形象逼真地繪制三維視圖。利用這些軟件的強大功能，對圖形進行適時修改、動畫控制和模擬生產(chǎn)過程，使計算機三維實體繪圖成為越來越方便的方法。三維CAD造型技術(shù)也稱建模技術(shù)，它是CAD技術(shù)的核心。建模技術(shù)的研究、發(fā)展和應(yīng)用，代表了CAD技術(shù)的研究、發(fā)展和應(yīng)用。從20世紀60年代至今，三維建模技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了線框建模、曲面建模、實體建模、特征建模、參數(shù)化建模、變量化建模，以及當(dāng)今正在研究的產(chǎn)品集成建模、行為建模等發(fā)展過程。三維CAD以三維造型設(shè)計為基礎(chǔ)，只要形成了三維模型，各種二維視圖唾手可得。三維CAD技術(shù)在產(chǎn)品的三維造型、虛擬狀配、工程圖生成、動態(tài)干涉檢驗、機構(gòu)運動分析和動態(tài)仿真、有限元分析等方面帶來了革命性得突破，提高了設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量。1.2 常用三維軟件的介紹1.2.1 UG UG是美國EDS公司推出的功能強大、聞名遐邇的CAD/CAM軟件。它的內(nèi)容博大精深，涉及到平面工程圖、三維造型、裝配、制造加工、逆向工程、工業(yè)造型設(shè)計、注塑模具設(shè)計、注塑模流道分析、鈑金設(shè)計、機構(gòu)運動分析、有限元分析、渲染和動畫仿真、工業(yè)標(biāo)準交互傳輸、數(shù)控模擬加工十幾個模塊。它不僅功能強大，其他功能更是無與倫比，是全球應(yīng)用最廣泛、最優(yōu)秀的大型CAD/CAM軟件，被廣泛應(yīng)用于航天航空、汽車、家用電器、機械、模具等領(lǐng)域。它具有集成的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境、相關(guān)性、并行協(xié)同性、先進性和軟性等特點。1.2.2 SolidWorks SolidWorks是由美國SolidWorks公司開發(fā)的三維機械CAD軟件，它提供了強大的基于特征的實體建模功能，用戶可以通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣、曲面加厚、圓角、變形、彎曲、抽殼以及陣列、鏡像、比例等特征工具進行產(chǎn)品設(shè)計。在設(shè)計過程中可以方便的添加特征、編輯特征以及將特征重新排序，對特征和草圖進行動態(tài)修改，并通過拖動等方式實現(xiàn)實時設(shè)計修改。在進行裝配設(shè)計時，可以快捷地將零部件插入到裝配體中，并利用智能化裝配技術(shù)完成自動捕捉和定義裝配關(guān)系?？梢詣討B(tài)地查看裝配體的所有運動，并對運動零部件進行動態(tài)干涉檢查和間隙檢測。SolidWorks支持自上而下的設(shè)計方法?？梢栽谘b配體環(huán)境中進行零件設(shè)計，允許新零件以其他零部件為參考并聲稱并聯(lián)關(guān)系。甚至可以在裝配體環(huán)境中開始進行產(chǎn)品設(shè)計，實現(xiàn)零件審計和裝配設(shè)計的同步進行。同時SolidWorks的工程圖模塊功能也很強大，它能夠?qū)⒘慵蛘哐b配體模型轉(zhuǎn)換成各種二維工程圖，它還具有強大的曲線設(shè)計、模具設(shè)計、全相關(guān)的鈑金設(shè)計以及焊接零件設(shè)計功能。1.2.3 Pro/E Pro/E是當(dāng)今最優(yōu)秀的三維實體建模軟件之一，以參數(shù)化造型設(shè)計而聞名，可以實現(xiàn)造型設(shè)計、加工制造、機構(gòu)分析、有限元分析、關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理、逆向工程等，Pro/E最大的優(yōu)勢是支持同步設(shè)計，在產(chǎn)品的開發(fā)的過程中，設(shè)計者在任何時候所作的修改都會調(diào)整到整個設(shè)計中，自動更新模型中所有2D、3D的尺寸與工程文件，大大提高了工作效率1。1.3 Pro/E軟件介紹 作為全世界最為普及的3DCAD/CAM應(yīng)用系統(tǒng)，Pro/E軟件自問世以來，廣泛應(yīng)用于機械、汽車、電子、通訊、航天、家電等各個行業(yè)，Pro/E是優(yōu)秀的三維CAD/CAM集成軟件，在生產(chǎn)過程中能將設(shè)計、制造和工程分析3個方面有機結(jié)合起來，使企業(yè)能夠?qū)ΜF(xiàn)代市場產(chǎn)品的多樣性、復(fù)雜性、可靠性和經(jīng)濟性等迅速做出反應(yīng)，以增強企業(yè)的市場競爭能力2。Pro/E軟件是PTC公司開發(fā)的設(shè)計軟件，其“參數(shù)化”及“單一數(shù)據(jù)庫”的設(shè)計理念使得產(chǎn)品的設(shè)計與更改簡易、靈活，Pro/E軟件系統(tǒng)囊括了零件設(shè)計、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、NC加工、鈑金件設(shè)計、鑄造設(shè)計、自動測量、機構(gòu)仿真以及應(yīng)力分析等各種功能3。Pro/E軟件內(nèi)容博大精深，基本涉及平面工程圖、三維造型、求逆運算、加工制造、工業(yè)標(biāo)準交互傳輸、模擬加工過程、電纜布線和電子線路等4。另外，Pro/E提供了二次開發(fā)設(shè)計環(huán)境及與其他CAD軟件進行數(shù)據(jù)交換的接口，能夠使多種CAD軟件配合工作，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，從而提高產(chǎn)品設(shè)計的效率。Pro/E系統(tǒng)用戶界面簡潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計思想與習(xí)慣。整個系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫上，具有完整而統(tǒng)一的模型。本款加濕器主要是應(yīng)用Pro/E軟件對產(chǎn)品進行外觀造型的總體設(shè)計，而沒有涉及到產(chǎn)品內(nèi)部具體細節(jié)的設(shè)計。應(yīng)用軟Pro/E件對產(chǎn)品進行設(shè)計時，要根據(jù)設(shè)計好的尺寸創(chuàng)建各部件的三維造型，并可以對各部件進行渲染，當(dāng)設(shè)計的零件有缺陷時，可以很方便的進行修改。同時，設(shè)計出來的各部件可以裝配一起，形成總體效果，更重要的是裝配以后能夠進行全局干涉檢查，來驗證設(shè)計的尺寸是否合理，能使企業(yè)用更少的時間推出更好的產(chǎn)品，從而縮短設(shè)計周期，切實增強企業(yè)的市場競爭力。1.4 本文主要研究內(nèi)容（1） 應(yīng)用Pro/E進行加濕器零件的三維模型創(chuàng)建；（2） 應(yīng)用Pro/E對加濕器零件進行虛擬裝配設(shè)計；（3） 應(yīng)用Pro/E使加濕器虛擬裝配體生成爆炸圖；（4） 應(yīng)用Pro/E對加濕器所有零部件進行全局干涉檢查。2 設(shè)計造型過程隨著社會的經(jīng)濟水平的進步，人們的生活水平不段提高，在滿足了基本的生活需要之后，人們開始逐漸考慮生活的品質(zhì)，開始考慮更加舒適的生活和工作環(huán)境，于是就有了加濕器產(chǎn)品的問世。加濕器的主要功能：調(diào)節(jié)和增加室內(nèi)濕度、預(yù)防疾病、消除靜電、養(yǎng)顏護膚、養(yǎng)生養(yǎng)健、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。輔助作用：加濕器不僅能加濕，智慧的人們還能使加濕器的功能得到更廣泛的也更具魅力的發(fā)揮，水箱中加入專用消毒液，阻擋流感等病毒的侵擾；兌入專用香水，幻染出現(xiàn)代家庭的浪漫和溫馨；兌入專用藥水，給呼吸道患者一個良好的療養(yǎng)空間；加溫器產(chǎn)生的負離子使人們仿佛進入森林、海洋，感受新鮮空氣的滋潤；加溫器的過濾作用，在加溫的同時達到濾凈空氣的作用。模型采用Pro/E軟件的拉伸、旋轉(zhuǎn)、抽殼、拔模、掃描、裝配等功能建立的。這款加濕器模型是很規(guī)則的立體圖形的組合，以最簡潔的外形和色彩給人以最簡潔明快的舒服的感覺，它的外形十分優(yōu)美，其中加濕器噴氣嘴罩應(yīng)用Pro/E軟件的可變剖面造型，并采用渲染的功能，生成粉紅色花瓣形的造型，花蕊部分為水霧的出口，寓意著心花怒放。如圖1所示。 圖1 加濕器模型2.1 加濕器實體造型2.1.1 加濕器噴氣嘴罩造型加濕器噴氣嘴罩造型的該模型的構(gòu)建使用了可變剖面掃描特征、關(guān)系式、加厚、倒角等建模工具。(1) 新建文件選擇菜單“文件”“新建”命令，在打開的“新建”對話框中選擇“零件”單選按鈕，并選中“使用缺省模板”復(fù)選框，在新建文件選項對話框中選擇“mmns_ part_solid”，單擊“確定”按鈕，進入零件設(shè)計模式。 (2) 繪制原始軌跡線單擊基準特征工具欄中的按鈕，打開“草繪的基準曲線”對話框,選擇FRONT基準面為草繪平面，RIGHT基準面作為參照面，單擊“草繪”按鈕，進入草會工作界面，繪制一個直徑為250mm的圓。單擊按鈕，完成曲線的繪制。(3) 建立可變剖面掃描特征1） 單擊可變剖面掃描工具按鈕，打開可變剖面掃描特征面板，選擇“掃描為曲面”按鈕，選擇建立的圓為原始軌跡，單擊“草繪”按鈕，進入草繪工作環(huán)境，繪制如圖2所示的樣條線。圖2 加濕器噴氣嘴罩掃描線2） 選擇菜單“工具”“關(guān)系”命令，輸入關(guān)系式sd23=sin(trajpar*360*10)*10+10，如圖3所示。 圖3 關(guān)系窗口3） 單擊“確定”按鈕，完成關(guān)系式的添加，單擊按鈕，完成草圖繪制。4） 單擊特征面板完成按鈕，完成可變掃描特征的建立。(4) 建立加厚特征1） 選擇可變掃描特征模型，選擇“編輯”“加厚”命令，打開加厚特征操控板。2） 在加厚特征操控板中輸入厚度3mm，并調(diào)整加厚方向，然后單擊按鈕，完成加厚特征的建立，結(jié)果如圖4所示。 圖4 加濕器噴氣嘴罩掃描效果圖(5) 建立圓角特征 單擊按鈕，圓角半徑為1，如圖5所示。(6) 編輯顏色1） 選擇“視圖”菜單中的“顏色和外觀”，打開“外觀編輯器”。2） 選擇調(diào)出的相應(yīng)顏色，并選擇曲面，結(jié)果如圖6所示。圖5 加濕器噴氣嘴罩倒圓邊 圖6 加濕器噴氣嘴罩最終效果圖2.1.2 加濕器噴嘴造型加濕器噴嘴造型模型主要使用旋轉(zhuǎn)、掃描、抽殼、孔、陣列特征等建模工具。（1）建立新文件1） 單擊工具欄中的新建按鈕，在彈出的“新建”對話框中選擇“零件”單選框，并選中“使用缺省模板”復(fù)選框。 2） 在新建文件選項對話框中選擇“mmns_ part _solid”,單擊“確定”按鈕，進入零件設(shè)計模式。（2）建立旋轉(zhuǎn)特征1）單擊特征工具欄中的旋轉(zhuǎn)按鈕，打開旋轉(zhuǎn)特征操控板，單擊“位置”“定義”，選擇FRONT基準面為草繪平面，RIGHT基準面為參照平面，單擊“草繪”按鈕，進入草繪工作環(huán)境。2) 繪制如圖7所示的一條中心線和旋轉(zhuǎn)截面，然后單擊按鈕，完成草繪。3) 單擊特征操控板中的完成按鈕，完成旋轉(zhuǎn)特征的建立，結(jié)果如圖8所示。 圖7 加濕器噴嘴旋轉(zhuǎn)草繪圖 圖8 加濕器噴嘴旋轉(zhuǎn)效果圖(3) 建立抽殼特征1）單擊抽殼按鈕，打開抽殼特征操控板，設(shè)置抽殼厚度1.5mm。2）選擇要從零件中刪除的曲面。3）單擊按鈕，完成特征建立。 (4) 繪制掃描曲線 1) 單擊基準特征工具欄中的“草繪工具”按鈕，打開“草繪的基準曲線” 對話框。2) 選擇FRONT基準面為草繪平面，RIGHT基準面為參照面，單擊“草繪”按鈕，進入草繪工作界面。3) 繪制如圖9所示的草圖。4) 單擊按鈕，完成曲線的繪制，如圖10所示。 圖9 加濕器噴嘴掃描曲線草繪制 圖10 加濕器噴嘴掃描曲線(5) 建立掃描特征 1) 選擇菜單“插入”“掃描”“薄板伸出項”命令，在彈出的“掃描軌跡”菜單中選擇“選取軌跡”“曲線軌跡”“選取” 命令，在模型中選擇圖10中的曲線，選擇“鏈選項”菜單中的“選取全部”命令，結(jié)果如圖11所示，選擇“完成”“合并終點”“完成”命令，進入草繪工作環(huán)境。 2) 單擊“通過邊創(chuàng)建圖元工具”按鈕，在打開的“類型”對話框中選取“環(huán)”選項，然后選取如圖12所示的箭頭指示的圓，單擊按鈕，完成草繪。 圖11 建立掃描曲線方向 圖12 創(chuàng)建圓3) 選擇“正向”命令，系統(tǒng)提示輸入薄板特征的厚度，輸入1.5，按回車，單擊按鈕，完成掃描特征的建立，結(jié)果如圖13所示。(6) 建立基準平面1) 單擊基準特征工具欄中的按鈕，選擇TOP基準平面，以“偏移”方式平移60mm，建立以基準平面DTM1,如圖14所示。 圖13 加濕器噴嘴掃描效果圖 圖14 創(chuàng)建孔特征基準面(7) 建立孔特征1） 選擇菜單“插入”“孔”命令，打開孔特征操控板，在“放置”選項卡中，選擇“同軸”方式定位孔，設(shè)定孔的直徑為5mm，深度12mm。2） 單擊按鈕，完成孔特征的建立。(8) 陣列孔特征1） 選擇孔特征，單擊陣列工具按鈕，打開陣列特征操控板。2） 選擇“填充”類型，單擊“參照”“定義”，選擇基準平面DTM1為草繪平面，RIGHT基準平面為參照平面。 3） 單擊“草繪”按鈕，進入草繪工作環(huán)境，繪制一個直徑為60mm的一個圓作為填充區(qū)域。4） 單擊按鈕，完成草繪，設(shè)定陣列的參數(shù)，如圖15所示。圖15 陣列參數(shù)操控版5） 單擊陣列特征操控板中的按鈕，完成陣列特征，結(jié)果如圖16所示。(9) 編輯顏色1) 選擇“視圖”菜單中的“顏色和外觀”，打開“外觀編輯器”。2) 選擇調(diào)出的相應(yīng)顏色，并選擇曲面，結(jié)果如圖17所示。 圖16 孔的陣列效果圖 圖17 加濕器噴嘴最終效果圖2.1.3 加濕器水箱造型加濕器水箱造型模型主要使用掃描、拉伸特征等建模工具。（1）建立新文件同上。（2）繪制掃描曲線 單擊基準特征工具欄中的按鈕，選擇FRONT基準面為草繪平面，RIGHT基準面作為參照面，繪制如圖所示的一個橢圓，單擊按鈕，完成曲線的繪制。（3）建立掃描特征1） 選擇菜單“插入”“掃描”“薄板伸出項”命令，在彈出的“掃描軌跡”菜單中選擇“選取軌跡”“曲線軌跡”“選取” 命令，選擇建立的橢圓曲線，并選擇“鏈選項”菜單中的“選取全部”命令，繪制如圖18所示的掃描截面。 圖18 加濕器水箱掃描截面圖2）輸入薄板特征的厚度，輸入2mm，按回車，單擊按鈕，完成掃描特征的建立，結(jié)果如圖19所示。（4）建立注水孔1） 繪制一個圓，單擊按鈕，完成拉伸截面的繪制，設(shè)置拉伸去除高度55mm。2） 單擊特征工具欄中的按鈕，打開拉伸特征操控板，單擊“放置”“定義”，選擇水箱底面為草繪平面，選擇TOP基準面為參照面，單擊“草繪”按鈕，進入草繪工作環(huán)境。3） 單擊按鈕，完成拉伸特征建立，如圖20所示。圖19 加濕器水箱掃描效果圖 圖20 加濕器水箱住水孔效果圖（5） 建立水箱定位邊1） 單擊特征工具欄中的按鈕，選擇水箱底面為草繪平面，選擇TOP基準面為參照面，單擊“草繪”按鈕，進入草繪工作環(huán)境。2） 單擊“通過邊創(chuàng)建圖元”工具按鈕，選擇大橢圓邊，單擊“通過偏移一條邊來創(chuàng)建圖元”工具按鈕，選擇大橢圓邊線，向內(nèi)偏移1.5mm。3） 單擊按鈕，完成拉伸截面的繪制，設(shè)置拉伸高度5mm，單擊按鈕，完成特征建立，如圖21所示。（6） 編輯顏色對圖21進行顏色和透明度編輯，效果如圖22所示。 圖21 加濕器水箱定位邊效果圖 圖22加濕器水箱最終效果圖2.1.4 加濕器底座造型加濕器底座造型模型主要使用了拉伸、掃描、旋轉(zhuǎn)、曲面偏移特征等建模工具。（1） 建立拉伸特征建立新文件，單擊特征工具欄中的按鈕，選擇水箱底面為草繪平面，選擇TOP基準面為參照面，繪制如圖23所示的橢圓，單擊按鈕，完成拉伸截面的繪制，設(shè)置拉伸高度125mm，單擊按鈕，完成拉伸特征建立。（2 ）建立拔模特征單擊特征工具欄中的按鈕，選擇模型的上端面為拔模樞紐，然后選取橢圓柱模型的側(cè)面為拔模曲面，設(shè)定拔模角度150，單擊按鈕，調(diào)整拔模方向，單擊按鈕，完成拔模特征的建立，如圖24所示。 圖23 加濕器底座拉伸草繪圖 圖24 加濕器底座拔模效果圖（3） 建立掃描特征 1） 選擇菜單“插入”“掃描”“伸出項”命令，在彈出的“掃描軌跡”菜單中選擇“選取軌跡”命令，選擇橢圓的邊線，選擇“完成”“正向”命令，繪制兩條輔助中心線和一個矩形。2） 單擊按鈕，完成草繪，單擊模型對話框中的按鈕，完成掃描特征的建立，結(jié)果如圖25所示。圖25 加濕器掃描效果圖 圖26 底座進水孔效果圖（4） 建立進水孔1） 單擊特征工具欄中的按鈕，選擇模型的上端面為草繪平面，選擇RIGHT基準面為視圖方向參照，繪制兩個同心圓，單擊按鈕，完成拉伸截面的繪制。2） 單擊按鈕，完成拉伸特征建立，如圖26所示。（5） 建立吹風(fēng)機構(gòu)外罩 1） 單擊特征工具欄中的按鈕，選擇TOP基準面為草繪平面，RIGHT基準面為參照平面，繪制如圖27所示的拉伸截面，單擊按鈕，完成拉伸截面的繪制，設(shè)置拉伸高度100mm，單擊按鈕，完成特征建立，如圖28所示。圖27 吹風(fēng)機外罩草繪圖（6） 建立出風(fēng)口單擊特征工具欄中的按鈕，并且選取吹風(fēng)機構(gòu)外罩上表面為草繪平面，選取吹風(fēng)機構(gòu)外罩的一個側(cè)面為參照方向，繪制拉伸截面，單擊按鈕，完成拉伸截面的繪制，設(shè)置拉伸去除材高度100mm，單擊按鈕，完成特征建立，如圖29所示。 圖28 吹風(fēng)機外罩效果圖 圖29 底座出風(fēng)口效果圖（7） 建立開關(guān)按鈕1） 單擊旋轉(zhuǎn)按鈕，并選擇RIGHT基準面為草繪平面，TOP基準面為參照平面， 繪制如圖30所示的一條中心線和旋轉(zhuǎn)截面，然后單擊草繪命令工具欄中的按鈕。2） 單擊旋轉(zhuǎn)特征操控板中的按鈕，完成旋轉(zhuǎn)特征的建立，如圖31所示。（8） 對底面建立偏距特征1） 在旋轉(zhuǎn)過濾器欄中旋轉(zhuǎn)“幾何”選項，用光標(biāo)拾取模型的底面。2） 選擇菜單“編輯”“偏移”命令，打開偏移特征操控板，各項設(shè)置如圖32所示。 圖32 偏移特征操控版3） 選擇底面為草繪平面，RIGHT基準面為參照平面，單擊“草繪”按鈕，進入草繪制工作環(huán)境。4） 單擊“通過偏移一條邊來創(chuàng)建圖元”工具按鈕，選取橢圓的邊線，向內(nèi)偏移6mm。單擊草繪命令工具欄中的按鈕，完成草圖繪制，如圖33所示。 圖30 開關(guān)按鈕旋轉(zhuǎn)草繪 圖31 開關(guān)按鈕旋轉(zhuǎn)后的效果圖（9） 編輯顏色對圖33進行顏色編輯，得到如圖34所示的效果圖。 圖33 底面偏距效果圖 圖34 加濕器底座的最終效果圖2.2 加濕器虛擬裝配設(shè)計裝配是指將零部件通過一定的約束關(guān)系等放置在組件中。在裝配設(shè)計中，主要有兩種設(shè)計思路：自底向上（DOWN-TOP）裝配和自頂而下（TOP- DOWN）裝配。自底向上裝配是將已經(jīng)設(shè)計好的零部件按照一定的裝配方式添加到裝配體中。自頂而下裝配是指在裝配過程中，參照其他元件對當(dāng)前元件進行設(shè)計，即在組件模式下新建和修改零部件。加濕器產(chǎn)品的虛擬裝配設(shè)計就是把設(shè)計好的加濕器的嘴罩、加濕器噴嘴、加濕器水箱、加濕器底座按照一定的關(guān)系裝配在一起，是一種自底向上（DOWN-TOP）裝配。2.2.1 加濕器的虛擬裝配對加濕器各部件進行裝配，步驟如下： （1） 建立新文件單擊工具欄中的新建文件按鈕，在彈出的“新建”對話框中選擇“組件”單選框按鈕，并選中“使用缺省模板”復(fù)選框，單擊“新建”對話框中的“確定”按鈕，進入組件裝配環(huán)境。（2） 裝載第一個模型 單擊特征工具欄中的按鈕，在“打開”對話框中選擇文件，單擊“打開”按鈕，裝載該模型，單擊“元件放置”對話框“約束”欄中的按鈕，以默認位置裝配第一個元件，單擊“確定”按鈕，完成第一個零件的裝配。（3） 裝載第二個模型單擊特征工具欄中的按鈕，在“打開”對話框中選擇文件，單擊“打開”按鈕，裝載該模型，以“對齊”約束類型，分別選擇兩個零件的RIGHT基準面和FRONT基準面為約束，如圖35所示，以“匹配”約束類型，分別選中加濕器水箱底面和底座的上表面為參照約束，單擊“確定”按鈕，完成第二個零件的裝配，如圖36所示。 圖41圖35 水箱和底座模型裝配圖36 水箱和底座裝配后的效果圖（4） 裝載第三個模型1） 新建文件，單擊特征工具欄中的按鈕，完成零件的裝載，如圖37所示。2） 先隱藏裝載的第二個模型，單擊特征工具欄中的按鈕，在“打開”對話框中選擇文件，單擊“打開”按鈕，裝載該模型。3） 以“對齊”約束類型，選擇加濕器噴嘴軸線和出風(fēng)口軸線為約束，以“匹配”約束類型，選擇兩個模型的配合面為參照約束，單擊“確定”按鈕，完成噴嘴機構(gòu)的裝配。6） 在模型樹中右擊隱藏的第二個模型文件，選擇快捷菜單中的“取消隱藏”命令，恢復(fù)第二個模型的顯示，得到加濕器裝配后的實體造型如圖38所示。 圖37噴嘴和噴氣嘴罩裝配圖 圖38 加濕器最終效果圖2.2.2 生成爆炸圖 裝配爆炸圖其實是組件的分解視圖，建立表達清晰的裝配爆炸圖，有助于分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、規(guī)劃零件以及給生產(chǎn)工藝的指導(dǎo)工作帶來方便等5。生成爆炸圖的步驟如下：（1） 從菜單欄中選擇“視圖”“分解”“編輯位置”命令，打開“分解位置”對話框。（2） 在“運動類型”選項組中，選擇“平移”單選項，從“運動參照”選項組的列表框中選擇“平面法線”選項。（3） 在圖形窗口中選擇FRONT基準平面來定義方向參照。（4） 單擊要移動的元件到合適的位置單擊鼠標(biāo)左鍵，完成選定元件的位置調(diào)整，以同樣的操作，調(diào)整其他元件的位置。（5） 調(diào)整爆炸圖中的各元件位置后，單擊“分解位置”對話框的“確定”按鈕，完成加濕器的爆炸圖，如圖39所示。 圖39 加濕器爆炸圖2.2.3 干涉檢查干涉檢查在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計中非常重要,運用傳統(tǒng)的二維設(shè)計方法，檢查零件之間干涉難度較大，甚至在產(chǎn)品裝配調(diào)試時才能發(fā)現(xiàn)，一旦有問題就要返修或改進設(shè)計，有時候造成無法更改的錯誤，導(dǎo)致設(shè)計的失敗,運用Pro/E的模型分析功能對裝配體進行干涉檢查，可以直觀地獲得零件間的干涉情況，很快地找到干涉點的位置并進行修改，保證了設(shè)計結(jié)果的準確性6。 圖40 干涉檢查對話框干涉檢查步驟：（1） 從菜單欄中選擇“分析”“模型”“全局干涉”命令，打開分解位置對話框如圖40所示。（2） 接受默認設(shè)置，單擊（計算當(dāng)前分析以供預(yù)覽）按鈕，計算結(jié)果“”。（3） 關(guān)閉“全局干涉”對話框，干涉檢查完成，不存在干涉。3 結(jié)論文中應(yīng)用Pro/E軟件完成了對加濕器進行新產(chǎn)品開發(fā)，先確定產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)再詳細設(shè)計各部件、零件，使設(shè)計過程更趨于合理化，然后創(chuàng)建各部件的三維造型，并可以對各部件進行渲染，當(dāng)設(shè)計的零件有缺陷時，可以很方便的進行修改。設(shè)計直接從三維角度觀察、分析問題，避免了二維設(shè)計的一些弊端（如裝配干涉檢測不直觀，空間想象不夠等），大大提高了設(shè)計效率。同時，設(shè)計出來的各部件可以裝配在一起，形成總體效果，更重要的是進行全局干涉檢查，來驗證設(shè)計的尺寸是否合理，能使企業(yè)用更少的時間推出更好的產(chǎn)品，從而縮短設(shè)計周期，切實增強企業(yè)的市場競爭力。雖然應(yīng)用Pro/E軟件帶來很大方便。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)習(xí)了很多東西。但我也發(fā)現(xiàn)了自己存在一些問題：如自己對Pro/E軟件的應(yīng)用還不是很熟練，Pro/E軟件功能強大，自己要學(xué)習(xí)的還很多等。致謝 本次畢業(yè)設(shè)計的完成，我首先要衷心的感謝我這次畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)老師安老師，她在我畢業(yè)設(shè)計期間給予了我悉心的幫助和指導(dǎo)，讓我少走了很多彎路，學(xué)到了很多寶貴的知識。她對我們要求十分嚴格，對自己的工作認認真真。她具有嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和較高的理論水平，在治學(xué)及做人方面使我受益匪淺。同時我也要感謝大學(xué)幾年來關(guān)心過、指導(dǎo)過、給予我以幫助的所有老師，我也非常感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師給我提供了這次良好的深入學(xué)習(xí)的機會和寬松的環(huán)境條件。通過這次畢業(yè)設(shè)計，不但使我能夠?qū)⒋髮W(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識再次回顧學(xué)習(xí)，而且也使我學(xué)到了專業(yè)領(lǐng)域中一些前沿的知識。非常感謝在本次設(shè)計中曾給予我耐心指導(dǎo)和親切關(guān)懷的老師及幫助過我的同學(xué)，正是由于他們的幫助和鼓勵才使我能夠在畢業(yè)設(shè)計過程中克服種種困難，最終順利完成論文，他們的學(xué)識和為人也深深地影響著我。我對指導(dǎo)老師表示崇高的敬意和誠摯的感謝！參考文獻 1 薛澄岐等.工業(yè)設(shè)計CAID技術(shù)M.東南大學(xué)出版社，2008.62 龍馬工作室.Pro/ Engineer Wildfire 2.0中文版完全自學(xué)手冊M.人民郵電出版社，2005.53 槐創(chuàng)鋒等. 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PLC的基本操作PLC包括輸入模塊或輸入點、一個中央處理單元（CPU）以及輸出模塊或輸出點。輸入單元可以接受來自不同現(xiàn)場設(shè)備（傳感器）的各種數(shù)字或模擬信號，然后將它們轉(zhuǎn)換為CPU可以使用的邏輯信號。CPU根據(jù)存儲器中的程序指令做出判斷，然后執(zhí)行指令。輸出模塊將來自CPU的控制指令轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場控制的各個設(shè)備（執(zhí)行機構(gòu)）所能使用的數(shù)字或邏輯信號。編程設(shè)備用于輸入期望指令，由這些指令來決定對于特定的輸入PLC做什么。操作界面能夠顯示過程信息及輸入新的控制參數(shù)。連接到PLC輸入端的按鈕,通過電動機的啟動器可以啟動和停止與PLC連接電動機。2 硬接線控制使用PLC之前，許多控制人為是通過接觸器和繼電器來完成的。這就是經(jīng)常所說的硬接線控制。必須先設(shè)計電路圖，確定元件，并且進行安裝以及建立接線表，電工再連接需要執(zhí)行特定任務(wù)的元件。如果接線中有一個錯誤，就必須重新連接來糾正。如果改變功能或擴充系統(tǒng)，元件就需要大量變化，并且線路要重接。3 PLC的優(yōu)勢同樣或更加復(fù)雜的任務(wù)，可以用PLC來做。設(shè)備同繼電器出典之間的連接由PLC中的程序完成。硬接線雖然依然需要連接到現(xiàn)場設(shè)備，但這一要求已