机械设计制造及其自动化毕业论文-基于pro_e的插排外壳设计

机械设计制造及其自动化毕业论文-基于pro_e的插排外壳设计内容摘要：

实在质量、 技术和开发 等方面都有了 很大的进步，但是与国民经济发展需求 程度 、世界先进水平 发展 ，差距仍然巨大， 而 主要缺陷表现在精度不高、 技术水平 低、复杂程度低等一些 缺点。 一些精密、复杂、长寿命的高端高档产品仍需从国外进口。 所以国内与国外先进技术相比主要存在 这些 问题：发展不平衡，产品 性能 总体水 平低；工艺装备落后，组织协调能力差；大多数企业开发能力明显不足。 但是，我国对于中端产品的研究，尤其是关乎民生民向的产品是十分有潜力的。 我国最为知名的插排是公牛插排，公牛插排 是公牛集团的产品品 类， 它有三大核心科技 ： 第一，防触电 ： 新国标组合孔设计、抗击外壳结构设计、出线口安全设计、安全插合距离强化设计等多重安全设计，能有效防止触电事故的发生。 第二， 耐插拔 ： 应用 优质铜片配合专利插套设计，弹性强劲，啮合妥帖， 5000 次插拔 而 不松动，能有效防止电弧产生。 第三， 防燃烧：内部全部采用阻燃工程材料， 750 度高温不燃烧，有效防火，杜绝安全隐患。 产品优点：高导电率铜片，镀镍处理，防铜锈，发热更小，优化铜片结构，寿命更长，插拔次数 5000 次以上。 可以说，中国的中下型产品设计是达到世界前列的，正如插排的设计一样，公 牛插排的性能指标不亚于其它任何一个国家。 国外研究现状 美国作为世界第一强国，社会经济是十分发达的，科学技术更是一流，对新产品尤其是高端技术产品的研究是其它国家难以企及的。 贝尔金插排在中国国外插排品牌中是比较知名的品牌 ，它的特点是外观造型特异打破了一般传统的外壳设计 ，另外该插排结构紧密，防漏电，外壳使用的是性能良好的材料，防软化、防发热，更为重要的是插孔处有栅片可以及时熄灭电弧减少事故的发生。 国外品牌的开关插座有很多，比如西门子、西班牙西蒙。 西蒙的开关插座，面板、壳体等绝缘件均采用彩色优质工程塑 料 PC 料 (俗称防弹胶 )。 这种材料阻燃、无毒、耐高温、抗冲击，表面颜色均匀，抗紫外线，经久不会褪色。 其次，开关插座载流件均使用经过氧化处理的锡磷青铜制造。 这种材料相比黄铜，弹性好、使用寿命长。 因此，国外对插排的研究也是让人叹为观止的，其技术的应用 以及产品的开发是优于 中国的。 蚌埠学院本科毕业设计（论文） 7 设计的前提准备 设计工具的掌握程度 本次论文设计是利用 Pro/E 对插排外壳设计， 前文 已经初步介绍了 Pro/Engineer 软件的一些相关内容，该软件是当今使用最为广泛的三维软件之一，尤其是在教学和工程制造中。 因此，在 论文设计之前对工具的熟练掌握是非常有必要的。 Pro/E 采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。 Pro/Engineer 是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色，实体或线框造型，完整工程图的产生及不同视图展示。 通过所学的知识可以了解到其造型是通过各种不同的设计专用功能来实现的，例如： 筋（ Ribs）、槽（ Slots）、倒角（ Chamfers）和抽壳（ Shells）等。 本次设 计对象是插排外壳，其大致结构就是上下匝壳通过螺钉螺孔装配而成，所以要想顺利的完成本次论文设计，必须掌握该软件的一些专用功能，例如倒角、抽壳、打孔、装配等。 设计对象的合理选择 插排是 由 插座构成的，目前市场上的插排种类很多 ，其插排造型 、功能、适应范围也大有径庭。 本次论文设计不单纯只是一次设计任务，更为深层的是通过自己的努力利用新技术生产产品用于现实生活当中，提高人们的生活质量。 插排的选择是本次设计的一大关键，首先要在安全性能上保证人们的生命财产，然后在结构造型上要适应广大人民群众需要，接着在制造 生产中要简单方便，最后在经济上保证人们用的起。 我国最为知名的插排是公牛插排，它以 防触电 、 防燃烧 、 耐插拔 三大特点为著称 ， 因此本次设计主要参照公牛插排的设计理念、特点进行插排设计。 如图 是人们生活当中最为常用的插排 ，其造型外观符合人们最大需要，设计制造也简单方便，其结构也紧密。 因此，本次论文设计的是五孔插座的插排外壳。 图 张飞：基于 Pro/E 的插排外壳设计 8 3 插排外壳的具体设计 设计思路的分析 此环节的设计目的 很清晰 就是对插排的外壳进行设计，换言之 ， 就是 利用 Pro/E 软件对插排的外壳三维造型设计出来。 设计 思路可以分为以下几个部分完成 ：首先插排的上 下壳是分开的，所以要对插排的上下壳分别设计，而上下壳的尺寸大小是 一样的， 但高度不同， 有利于装配。 要完成这一部分的工作必须使用到 Pro/E 中曲面的创建、编辑、以及曲面转化成实体等功能，其中最为关键的是抽壳特征的创建。 接着，上壳体上表面开有插孔，而插孔是可以按拔在上表面的，所以对上壳体上表面的插孔那一块是要单独设计的，是作为零件设计之一 ，对此上表 面所开设的凹槽的形状、尺寸大小要与插孔零件相适应，方便两者装配，而这一部分的作业完成要使用到孔特征的创建。 然后，下壳体下表面要 打螺孔， 其深度要贯穿下壳体， 这其中也是用到孔特征的创建。 下一步就是与螺孔相装配的螺钉的创建 ，这一步也是十分关键的，因为螺钉的设计就是为了上壳体与下壳体的组装，这样一个插排的外壳才有几个零件而成一个整体。 所以，螺钉的设计所涉及到的是 Pro/E 的高级特征的创建，其中关键且 最难的一部分是螺旋扫描特征的创建。 最后，就是将各个零件装配了，零件的装配是 Pro/E 的一个特色，其操作也是相对简单的。 总的来说，可以有以下流程图来描述。 壳体平面设计 平面螺孔设计 壳体平面设计 平面插孔设计 上壳体 装配 下壳体 插排外壳 蚌埠学院本科毕业设计（论文） 9 Pro/E 对插排上壳 的 设计 新建一个零件文件 1)在工具栏中单击 按钮，或者从菜单栏中选择 文件 (F)/ 新建 (N)命令，打开“新建”对话框。 2)在 新建 “类型”选项框 中 类型选择“零件”，子类型默认为“实体” ；在“名称”文本框中输入文本 名 为“ prt0001” ，取消选择“使用缺省模板”的 “ ” ，然后 确定 按钮。 3)在弹出的“新文件选项”对话框中，选择 “ mmms_part_solid” 模板，单击【确定】按钮，进入零件设计模式，如图。 图 实体拉伸 1)单击 “ ” 拉伸 工具 ，在弹出的界面选择放置，草绘自定义中草绘 截面 选择 TOP平 面，然后单击确定。 2)进入草绘界面 后 在绘图工具栏中 选择中心线 ，先画出中心线，单击鼠标中键确定，然后 使用“ ” 创建矩形 ，使用“约束”使矩形相对于中心上下左右对称， 输入矩形产度 ， 宽度为 ， 完成 图 绘制。 图 张飞：基于 Pro/E 的插排外壳设计 10 3)单击绘图工具栏的“ ”完成按钮， 在拉伸的编辑 属性 中输入拉伸深度 ，然后单击 按钮，完成图 的绘制。 图 去除壳体材料 1)使用“ ”拉伸工具去除多余材料完成壳体建模。 同样是单击拉伸工 具，在设置自定义中选择图 的上表面作为草绘平面，依照上一步的操作步骤建立中心线，然后创建矩形，约束矩形对此，最后输入矩形长度 ，宽度为 ，完成图 的绘制。 图 2)单击“ ”完成按钮，在拉伸属性中输入拉伸深度 ， 最后单击“ ”按钮就可以生成图。 图 蚌埠学院本科毕业设计（论文） 11 壳体倒圆角、倒角 壳体倒圆角、倒角的目 的 是 使 插排外壳看起来结构美观、光滑， 更为重要的是将棱边变为弧线可以避免碰撞。 1)在绘图工 具栏中选择倒圆角“ ”按钮，选择图 在宽度上处于同一面的四端 中的其中两端，在弹出的编辑 设置中输入倒圆角的值 为 ，最后单击“ ”按钮，完成倒圆角，如图。 图 2)选择倒角“ ”工具，点击剩余的两端，在弹出的编辑 设置中输入倒角长度 5x5,然后再单击“ ”按钮，完成倒角绘制，如图 . 图 螺孔及孔内螺纹的 创建 1)单击“ ”拉 伸工具，选择壳体内底 面作为草绘平面，绘制出大圆直径为 ，小圆直径为 的圆 柱，绘制出三个相同的圆柱体其 尺寸距离间隔 分别 是 、其圆中心距离壳体一表面为 ，完成图 的绘制。 图 张飞：基于 Pro/E 的插排外壳设计 12 2)选中 上图绘制好的三个圆，在绘图工具栏中点选“ ”镜像按钮，在编辑 设置中点选 FRONT:F3(基准平面 )为镜像平面，单击“ ”按钮，完成图 的绘制。 图 3)绘制内螺纹时先创建基准平面，点击“ ”基准平面工具，在弹出的基准平面对话框中“放置”选项参照设置为过圆柱轴线 A_1 A_18，如图。 图 在菜单栏中点击“插入 (I)”其下拉菜单点击“螺旋扫描 (H)” 选择切口，弹出如下复选框。 在“菜单管理器 ” 截面选择“ ”平面，点击“完成”。 选择圆柱轴线 A_20 为描中心线，画出中心线。 点击菜单工具栏“草绘” ，其下拉菜单点击“参照”，选择该圆柱小圆上表面为扫描轨迹线，其扫描长度为 ，如图 . 蚌埠学院本科毕业设计（论文） 13 图 绘制完成后点击“ ”完成按钮，输入节距值为 ,然后单击“ ”按钮，在扫描轨迹线上绘制扫描截面，绘制等边三角形，其变长为 ，如图 图 绘制完成后点击“ ”完成按钮 ，在“菜单管理器”中选择其材料侧为默认 ，单击“确定”，最后在“螺旋扫描”对话框中单击“确定”，绘制出图 螺纹。 图 绘制其余的螺孔内螺纹。 在绘图工具栏中单击 “ ”阵列工具， 在弹出的编辑中，设置按“方向”阵列，选择“ ”平面，阵列个数为 2，间距为。 第二“方向”参照为 A_17 轴线，其个数为 18，间距为 ，保留相应的螺孔上的黑点，张飞：基于 Pro/E 的插排外壳设计 14 点选其余的黑点使其变为白色，如图。 图 点选完成后，点击“ ”， 六个螺孔的内螺纹绘制完成，如图。 图 绘制加强筋 加强筋的作用是固定圆柱螺孔，增加其强度，防止因扭矩较大而断裂。 1)点击绘图工具栏中的“ ” 工具， 在弹出的编辑中，“参照”截面选择“ ”，在菜单工具栏 中点选“草绘”选择下拉菜单的“参照”，选择参照面为轴线为 A_17 的圆柱的小圆上表面线为参照，选择内壳的下边缘线与上边缘线为参照，绘制图。 图 蚌埠学院本科毕业设计（论文） 15 2)绘制完成后，点选“ ”完成按钮，输入筋厚为 ,最后单击“ ”按钮，完成筋的绘制，如图。 图 3)利用绘图工具栏中的“ ”阵列工具，绘制出其余圆柱加强筋。 依照上述步骤螺孔内螺纹的阵列， 完成筋的阵列，如图。 图 开设插孔槽 1)点击“ ”拉伸工具，在编辑“放置”中自定义选择壳体的上表面作为草绘平面，绘制出三个大小相同的正方形，其边长为 ,三个正方形其间距分别为、 ,第一个正方形距离 内表面为 ，其草绘图如图。 图 张飞：基于 Pro/E 的插排外壳设计 16 2)草绘完成后，点击“ ”完成按钮，然后输入拉伸厚度 ，单击反向箭头，选择去除材料，最后单击“ ”，完成绘制，如图。 图 插排指示灯的绘制 指。