壁掛式離子水治療儀電解槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文摘 要酸性離子水有較強(qiáng)的清潔與漂白作用，適合外用,而堿性離子水適合人們服用。本次設(shè)計(jì)的壁掛式離子水治療儀，其基本原理是將自來(lái)水經(jīng)過(guò)凈化裝置過(guò)濾掉水中的雜質(zhì)，經(jīng)礦化后進(jìn)入電解槽進(jìn)行電解，使水中陰陽(yáng)離子分開(kāi)分別存于電解槽不同的腔室，再經(jīng)電極板通過(guò)控制電流的大小電解成酸堿度不同的離子水。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目是“壁掛式離子水治療儀的電解槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)” ，采用的材料是ABS 塑料，設(shè)計(jì)過(guò)程要同時(shí)滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求和工藝設(shè)計(jì)要求。作為一個(gè)全方位的三維產(chǎn)品開(kāi)發(fā)軟件，本次主要應(yīng)用 Pro/E 軟件進(jìn)行電解槽結(jié)構(gòu)的三維實(shí)體建模，以及電解槽相關(guān)零件的裝配工作和典型零件的模具設(shè)計(jì)。本文介紹了詳細(xì)的電解槽的

2、三維實(shí)體建模過(guò)程以及相關(guān)零件的裝配過(guò)程和典型零件的建模過(guò)程。關(guān)鍵詞：電解槽；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；電解離子水大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文IAbstractAcid ionized water has a better effect in clean and bleach thus suitable for external use while the basic ionized water for the drinking of people. The current study focuses on the wall-mounted electrolytic ionized water therapeutic

3、 equipment whose working principle is as follows. The supply water, after filtration impurities by use of water purification equipments, are mineralized and then electrolyzed in the electrolyzer in order to separate the cation and anion and make them exit in different chamber of electrolyzer respect

4、ively before electrolyzed into ionized water with different PH by means of controlling the electricity with plate electrodes.This graduation program is “the design on the structure of the electrolyzer of the wall-mounted electrolytic ionized water therapeutic equipment”, with ABS plastic as the mate

5、rial. The design process should meet the requirements of both the strength design and the process design. In this study, the three-dimensional solid modeling of electrolyzer and the assembly of its related parts as well as the modeling design of its typical parts are conducted mainly by the software

6、 Pro/E, which is a full range software on the development of three-dimensional products. This article gives them a description in details. Key word: Electrolyzer; Computer aid design; Electrolytic ionized water .大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文目 錄1 緒 論.11.1 殼體研究的目的和意義 .11.2 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀.21.3 課題研究的主要內(nèi)容.32 壁掛式離子水治療儀的電解槽設(shè)計(jì).42.1 壁

7、掛式離子水治療儀電解槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .42.2 壁掛式離子水治療儀電解槽的材料設(shè)計(jì)要求 .52.2.1 材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求 .52.2.2 材料的工藝設(shè)計(jì)要求 .72.2.3 關(guān)于壁掛式離子水治療儀底座加強(qiáng)筋的強(qiáng)度計(jì)算.83 PRO/EWILDFIRE3.0 的設(shè)計(jì)流程.93.1 Pro/Ewildfire 的特征功能及其在本次設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.93.2 壁掛式離子水治療儀電解槽下槽體部分繪制過(guò)程.104 壁掛式離子水治療儀電解槽的裝配設(shè)計(jì)過(guò)程.204.1 Pro/Ewildfire 裝配概要.204.2 Pro/Ewildfire 裝配的設(shè)計(jì)方式.204.3 壁掛式離子水治療電解槽的裝配過(guò)程.214

8、.3.1 壁掛式離子水治療儀電解槽裝配的輔助裝配設(shè)計(jì).214.3.2 壁掛式離子水治療儀電解槽的裝配.225 壁掛式離子水治療儀殼體典型零件模具設(shè)計(jì).315.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介.315.1.1 模具的作用以及設(shè)計(jì)流程.315.2 壁掛式離子水治療儀典型零件模具設(shè)計(jì)過(guò)程.31總 結(jié).34致 謝.35參考文獻(xiàn).36大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文I附錄 A 英文原文.37附錄 B 漢語(yǔ)翻譯.43大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文01 緒 論1.1 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。生活用水的安全問(wèn)題一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)，隨著科技的發(fā)展，離子水進(jìn)入了人們

9、的視線。我們?cè)谑袌?chǎng)上經(jīng)?？吹揭恍﹥羲鳌⒓兯畽C(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。能更好的為人們的健康生活服務(wù)。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),再經(jīng)礦化使人體必需的礦物質(zhì)和微量元素進(jìn)入水中.而后進(jìn)入電解槽進(jìn)行電解,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。而本次設(shè)計(jì)的離子水治療儀就是能產(chǎn)生不同 ph 值離子水的離子水生

10、成器。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。酸性離子水具有較強(qiáng)的清潔與漂白作用,是最佳的美容收斂劑,可作為洗臉,洗發(fā),洗滌用水,對(duì)燒傷,燙傷,擦傷,皮膚感染,有消炎止痛作用,酸性離子水也是清洗蔬菜,水果,餐具等的最佳用水。1、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。（2）滲透力與溶解力強(qiáng)，有效促進(jìn)新陳代謝，對(duì)人體進(jìn)行“體內(nèi)清洗” ，迅速排除體內(nèi)毒素，提高人

11、體免疫機(jī)能。（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。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文1（4）含氧量高，迅速補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)中喪失的氧分；使花、魚特別鮮活。（5）富含離子態(tài)微量元素，高效補(bǔ)充人體所需要的微量。（6）經(jīng)過(guò)臨床驗(yàn)證對(duì)粘滯血癥有輔助治療的作用。2、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。（2）強(qiáng)檔酸性電解水，有較好的抑除菌毒功效，可用來(lái)清洗身體及其他日常用品?？墒諗扛顐?，迅速止血除菌，并可有效處理皮膚炎癥。30 秒高效殺滅十幾種細(xì)菌，病毒，可廣泛用于家庭和公共場(chǎng)所的消毒。（3）保鮮：深層次殺滅至腐微生物，對(duì)魚，肉，

12、水果蔬菜等有良好的防腐保鮮效果?？傊x子水可以在生產(chǎn)、生活的很多領(lǐng)域發(fā)揮積極的作用，而離子水治療儀（離子水生成器）的研制將會(huì)為人們開(kāi)來(lái)更健康的生活。1.2 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀1、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。它以自來(lái)水為原料，自來(lái)水在通過(guò)電解水機(jī)時(shí)，水在電解過(guò)程中被功能化。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。以日本為例：日本是電解水機(jī)的發(fā)源地，也是目前發(fā)展最好的國(guó)家。早在上個(gè)世紀(jì)三十年代，日本開(kāi)始研究電解水生成器，日本研究出第一臺(tái)電解水機(jī).進(jìn)而將電解水機(jī)作為醫(yī)療器械，并承認(rèn)它對(duì)于胃腸疾病的療效。并成立電解水研究委員會(huì)。

13、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。近年來(lái)關(guān)于離子水的研究在韓國(guó)、歐洲、美國(guó)等地區(qū)也得到了迅速發(fā)展。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)。1974 年電解水機(jī)引入韓國(guó)；1976 年引入美國(guó)；1994 年，我國(guó)開(kāi)始涉足電解水領(lǐng)域，廠家結(jié)合我國(guó)地域廣闊、水質(zhì)差異大及污染嚴(yán)重的實(shí)際情況開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出了更適合我國(guó)國(guó)情的電解水機(jī)。1999 年，中國(guó)功能水研究促進(jìn)會(huì)在北京成立；2001 年，首屆“亞洲大學(xué)學(xué)士學(xué)位

14、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。2、塑料零部件設(shè)計(jì)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國(guó)外，早在 50 年代美國(guó)學(xué)者就對(duì)聚合物過(guò)程的數(shù)值模擬建模作了一系列工作。同期，瑞士的學(xué)者給出了有關(guān)擠出的重要模型。70 年代初期，有關(guān)塑化擠出模擬軟件EXTRUD 已商品化，該軟件很大程度上是基于 Tadmor 和 Klein 書中所描述的模型。80年代，隨著 C-MOLD 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)。自 80 年代以來(lái)，北美和歐洲的許多研究小組對(duì)聚合物熔體流經(jīng)管道、口模和成型設(shè)備的各個(gè)方面進(jìn)行了深入的研究，推出了許多關(guān)于聚

15、合物流動(dòng)的有限元分析軟件。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。我國(guó)注塑模 CAE 研究始于 70 年代末，到了 80 年代后期才逐漸開(kāi)始發(fā)展。 “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) HSC3.0。鄭州工業(yè)大學(xué)模具研究所研制的 Z-MOLD3.0 等。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。如：目

16、前國(guó)內(nèi)自行開(kāi)發(fā)的注塑模 CAD/CAE 系統(tǒng)都是基于一定的平臺(tái)基礎(chǔ)上，而自行開(kāi)發(fā)的圖形系統(tǒng)和 CAE 軟件較少，并且還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的實(shí)用性和局限性較大，因而，上述系統(tǒng)真正成為普及型軟件還不成熟，有待于進(jìn)一步技術(shù)研究和通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)10。1.3 課題研究的主要內(nèi)容本文主要完成的工作：1、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)。2、對(duì)電解槽的相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的論證，用 PRO/E 軟件建立相關(guān)零件的實(shí)體模型。3、進(jìn)行零件的裝配分析。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文34、完成相關(guān)零件的設(shè)計(jì)文件及裝配工藝文件及相關(guān)部件的對(duì)接。5、對(duì)典型零件進(jìn)行相

17、應(yīng)的模具設(shè)計(jì)，并完成相關(guān)設(shè)計(jì)文件。2 壁掛式離子水治療儀的電解槽設(shè)計(jì)2.1 壁掛式離子水治療儀電解槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電解槽是離子水生成器的心臟,是決定離子水性質(zhì)的關(guān)鍵部位.其功能是電解活化原水,產(chǎn)生堿性離子水和酸性離子水。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。一槽無(wú)隔膜式電解槽由于其陰極室和陽(yáng)極室未分開(kāi)，只能得到 PH 為 5.06.0 的弱酸性離子水，應(yīng)用價(jià)值不大。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。

18、電解槽的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ) 根據(jù)“法拉第定律” ，電解時(shí)在電極上產(chǎn)生的物質(zhì)的質(zhì)量于通過(guò)電解時(shí)的電量成正比。盡可能的提高單位面積的電流強(qiáng)度，以增加其電解度。增加電極上產(chǎn)生物質(zhì)的質(zhì)量。單位體積的水產(chǎn)生的物質(zhì)（H2 ,O2）越多，則水的酸堿度范圍越寬。電解槽的適應(yīng)性也越強(qiáng)。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） 。負(fù)電位和正對(duì)面積，間距及介質(zhì)特性決定，它是否帶電，帶電量多少極板電勢(shì)差的大小無(wú)關(guān)。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)，

19、酸堿水的電勢(shì)差也越大。電解槽，包括槽體，電極板，膜和蓋板，在電極板之間設(shè)有一中間制有多個(gè)槽孔的并相夾合構(gòu)成的夾片，單向離子膜位于該夾片夾合的中間，只有正離子可以通過(guò)，這樣既保證電解水的正負(fù)離子通過(guò)，又固定了離子模作用，這樣電解后的 H 離子和大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文4HO 離子就被分隔在不同的腔內(nèi)，在不同的腔內(nèi)連出不同的出水管，就可以得到了酸性水和堿性水。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(kāi)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(kāi)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

20、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。而且壁掛式離子水治療儀電解槽要滿足一下幾點(diǎn)：1、使用安全電壓，使用可靠。 2、使用高強(qiáng)度電流，電解能力強(qiáng)。 3、電極的選用充分考慮到各種水質(zhì)(符合國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn))，品質(zhì)高、壽命長(zhǎng)。 4、水流速高、 、膜孔不宜堵塞，提高膜使用壽命。 5、電解槽可拆卸，離子膜、電極自由更換。 6、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。 7、電壓 1236v，電解能力

21、強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)（高出同型進(jìn)口離子水機(jī)電解槽數(shù)十倍） 可使水電解成 PH7.510.0 的堿性離子水；PH2.76.0 的酸性離子水。2.2 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。像強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，工藝要求等等2.2.1 材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求塑料件的耐用性取決于塑料件強(qiáng)度。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。在設(shè)計(jì)塑料件時(shí)，首先要考慮的是強(qiáng)度設(shè)計(jì)，從以下五方面入手：1、短期應(yīng)力-應(yīng)變行為大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文5短期負(fù)荷是指塑料件在搬運(yùn)、組合和使用時(shí)施加的負(fù)荷。例如，搬運(yùn)時(shí)受到的沖擊力，各種連接機(jī)構(gòu)在

22、調(diào)整時(shí)所承受的載荷等。和金屬零部件的設(shè)計(jì)類似，其設(shè)計(jì)一般參考材料的應(yīng)力-應(yīng)變圖。但與金屬材料相比，塑料在高溫下的抗應(yīng)變能力非常低。在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮以下兩點(diǎn)：（1）按照材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)；（2）應(yīng)充分考慮零部件的使用環(huán)境、溫度、加工方法、化學(xué)環(huán)境對(duì)機(jī)械性能的影響。2、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。主要失效形式表現(xiàn)為蠕變和應(yīng)力松弛。3、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)。特別是各種皮帶輪、皮帶、活塞環(huán)等，在設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮材料的疲勞強(qiáng)度。塑料件

23、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。4、沖擊載荷沖擊負(fù)荷的加載速度比其他機(jī)械負(fù)荷的加載速度要快得多。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。設(shè)計(jì)塑料件時(shí)需要考慮使用較大的圓角及較和緩的厚度變化，以避免應(yīng)力集中。5、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。這里所指的溫度負(fù)荷包括高溫和低溫，高溫負(fù)荷容易使塑料軟化；低溫負(fù)

24、荷容易使塑料變脆。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。要使零部件適應(yīng)使用的溫度環(huán)境，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：（1）遵循材料的模量-溫度曲線；（2）盡量避免將不同熱膨脹系數(shù)的材料進(jìn)行組合，而且應(yīng)該在自由端面保留允許大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文6塑料件膨脹的余量。2.2.2 材料的工藝設(shè)計(jì)要求1、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。產(chǎn)品設(shè)計(jì)將最終決定塑料件塑模的難易程度，塑料件生產(chǎn)的可行性，模具的復(fù)雜性和產(chǎn)品的成本。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。影響制造工藝性的三個(gè)最主要的結(jié)構(gòu)：圓角、壁厚、加強(qiáng)筋。（1）壁厚塑料件的壁厚應(yīng)均勻，不應(yīng)

25、有突變。當(dāng)塑料件上有薄壁區(qū)時(shí)，充填熔體傾向往壁厚的截面部分流動(dòng)，容易產(chǎn)生競(jìng)流效應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)生氣泡和熔合線，在塑料件表面產(chǎn)生瑕疵。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。壁厚較大的塑料件需要較長(zhǎng)的冷卻和保壓時(shí)間。例如厚壁區(qū)沒(méi)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。（2）圓角塑料件外表面轉(zhuǎn)折處有圓角不但能保證制品機(jī)械強(qiáng)度高、外觀漂亮，而且塑料熔體在型腔中的流動(dòng)也比較容易。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。在塑料件的內(nèi)表面

26、轉(zhuǎn)折處不一定要加圓角，要看加工的難易程度，當(dāng)壁厚均勻時(shí)可以不加圓角，在分型面上不能有圓角過(guò)度。（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。如果還需要更高的剛性，可以縮小筋的間距，添加更多的筋。筋的厚度一定要小于等于零件的壁厚。2、可裝配性的設(shè)計(jì)要求減少產(chǎn)品中塑料件的數(shù)量也就減少了裝配次數(shù)有利于保證產(chǎn)品的質(zhì)量、減少所需模具的數(shù)量，但這樣做的代價(jià)是塑料件的幾何形狀變得復(fù)雜，工藝性差，加工難度大，可塑模性很差。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。因此，有很多產(chǎn)品將本由一個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的塑料件設(shè)計(jì)成單獨(dú)的幾個(gè)塑料件，再進(jìn)行組合裝配。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文7塑

27、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。在本小節(jié)中將幾種塑料件裝配中比較常見(jiàn)的方式加以歸納。（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。壓力裝配最重要的特征是裝配零件或嵌件必須大于相配零件孔的最大公差尺寸。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。同時(shí)，這種裝配一定要考慮零件的材料，保證材料的一致性。（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

28、成裝配后立即回復(fù)原始的形狀。完成搭扣配合連接時(shí)，搭扣兩邊的配合件都不承受應(yīng)力，而連接過(guò)程中的最大應(yīng)力也不超過(guò)比例極限，完成連接之后，組件承受的負(fù)荷必須在材料限度以內(nèi)。這種裝配多用于小型或微型零部件的裝配。這種裝配的最大好處是節(jié)省空間，但這種裝配的缺點(diǎn)是重復(fù)裝配的次數(shù)少，裝配的精度低。（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。傳統(tǒng)上使用的固定組件主要包括固定金屬組件的螺絲釘和鉚釘，它們也可以應(yīng)用于塑料件。在其應(yīng)用上需要考慮以下要點(diǎn)：預(yù)緊力過(guò)大的螺絲釘或鉚釘可能導(dǎo)致應(yīng)力；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；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

29、破壞。2.2.3 關(guān)于壁掛式離子水治療儀底座加強(qiáng)筋的強(qiáng)度計(jì)算壁掛式離子水治療儀需要掛在墻壁上，由于前述所講的長(zhǎng)期力學(xué)效應(yīng)，受長(zhǎng)期整體重力的影響，治療儀的殼體和底座可能會(huì)出現(xiàn)微小的形變，為避免這一狀況，設(shè)計(jì)時(shí)在底座上加上了 5 個(gè)加強(qiáng)筋，設(shè)計(jì)厚度是 2mm，為驗(yàn)證厚度是否足夠用，現(xiàn)做下列驗(yàn)算：大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文81、在治療儀的所有組件和元件都裝配好了之后，通過(guò) Pro/E 軟件可以測(cè)得整個(gè)壁掛式離子水治療儀的實(shí)體體積為：1.9152106mm3=1.915210-3m32、ABS 塑料的密度為：1.05103kg/m3；拉伸的彈性模量 E=5.16.1Gpa，取6.1Gpa=6.1109Pa；重力

30、加速度 g=9.8N/kg3、治療儀的重力 F=Vg=19.707N4、因?yàn)閼?yīng)力 =F/A，A 是 5 個(gè)加強(qiáng)筋的橫截面積。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 =F/A=19.707/（54106）=0.985106N/m25、因?yàn)閼?yīng)變 =/E=0.985106/（6.1109）=0.000162N/m20.002，所以加強(qiáng)筋的厚度完全滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。3 Pro/Ewildfire3.0 的設(shè)計(jì)流程3.1 Pro/Ewildfire 的特征功能及其在本次設(shè)計(jì)中的應(yīng)用Pr

31、o/ENGINEER 在當(dāng)今已成為最普及的三維 CAD/CAM 系統(tǒng)之一，作為一個(gè)全方位的三維產(chǎn)品開(kāi)發(fā)軟件，它以單一數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)性及工程數(shù)據(jù)的再利用等改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，成為機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。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。特征的種類：1、草繪特征（1）加材料拉伸拉伸：使用“拉伸”命令，在繪制剖面之后，將繪制的剖面拉伸出來(lái)形成新的實(shí)體。旋轉(zhuǎn)：圍繞一根中心軸旋轉(zhuǎn)所創(chuàng)建的旋轉(zhuǎn)特征。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論

32、文9掃描：把草繪截面以繪制的路徑進(jìn)行移動(dòng)，以此來(lái)創(chuàng)建實(shí)體的特征?；旌希河梢幌盗校ㄖ辽賰蓚€(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。實(shí)體化：把封閉的面轉(zhuǎn)換成實(shí)體。加厚：為平面輸入一定的拉伸值，從而轉(zhuǎn)換成實(shí)體。（2）減材料拉伸是與加材料拉伸相反的概念。2、拾取和放置特征孔：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。倒圓角：這個(gè)功能是為了把面與面相交的地方處理成圓弧形的特征。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。抜模：用于實(shí)體上創(chuàng)建出斜面的特征。3、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

33、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。4、基準(zhǔn)特征基準(zhǔn)平面：用于三維空間上創(chuàng)建特征，為了定位這些特征而產(chǎn)生的理論上沒(méi)有邊界的平面?；鶞?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。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的是壁掛式離子水治療儀的電解槽，在設(shè)計(jì)三維實(shí)體零件模型的過(guò)程中，主要運(yùn)用了 Pro/ER 軟件非幾何特征的“基準(zhǔn)平面” 、 “基準(zhǔn)點(diǎn)” ，幾何特征中的“拉伸” 、 “草繪” 、 “殼” 、 “倒圓角” 、 “倒角” 、 “旋轉(zhuǎn)” 、 “陣列” 、 “鏡

34、像”等功能。3.2 壁掛式離子水治療儀電解槽下槽體部分繪制過(guò)程1、單擊【拉伸工具】按鈕，打開(kāi)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。單擊【草繪】按鈕，進(jìn)入草繪狀態(tài)。繪制圖 3.1 所示的截面，單擊按鈕，輸入拉伸長(zhǎng)度 95，點(diǎn)擊確定，如圖 3.2。 圖 3.1 槽體實(shí)體的截面草繪 圖 3.2 槽體實(shí)體的拉伸2、要想做出如 3.3 的實(shí)體，可以用拉伸除料達(dá)到目的，但是拉伸除料還要事先選定基面繪制準(zhǔn)確的草圖還要測(cè)出除料的深度以便拉伸，這不免過(guò)于麻煩，我們可以用【殼】命令，

35、選中需要去除的表面直接在實(shí)體上抽出厚度為 2.5 的殼體。 圖 3.3 槽體實(shí)體的抽殼大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文113、點(diǎn)擊【拉伸】 ，以殼體的開(kāi)口面為基面繪制草圖如圖 3.4，拉伸高度 3，如圖3.5。 圖 3.4 槽體底座截面草繪 圖 3.5 槽體底座的拉伸實(shí)體4、利用“倒圓角”命令將拉伸出的殼體的棱角倒圓。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 3.6。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文12 圖 3.6 槽體倒圓角 圖 3.7 底座凹槽草繪5、為做出如圖 3.8 的實(shí)體，同樣可以用拉伸除料，但是為避免反復(fù)用統(tǒng)一功能，達(dá)到盡量節(jié)省步驟、簡(jiǎn)便繪圖的要求，可以在基面上直接

36、繪出要兩個(gè)除掉實(shí)體部分的截面如圖 3.7，然后同時(shí)除料以達(dá)到效果。 圖 3.8 凹槽的拉伸除料6、點(diǎn)擊【倒圓角】，將除料之后實(shí)體上的棱角倒圓。7、為達(dá)到圖 3.10 的特征，可以先除透一個(gè)圓孔，在進(jìn)行陣列，但這需要兩個(gè)步驟，可以直接在底面一次性的畫出所有圓孔的截面如圖 3.9，然后一次除料完成如圖 3.10。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文13 圖 3.9 螺釘連接孔的草繪 圖 3.10 螺釘連接孔的拉伸除料8、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13.59、以圓柱的頂面為基面，點(diǎn)擊【拉伸】 ，繪制如圖 3.11 的草繪，利用“拉伸到面”得到實(shí)體。選中該實(shí)體，點(diǎn)擊“鏡像”命

37、令，選中中心分割面，得到圖 3.12大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文14 圖 3.11 內(nèi)置螺釘連接孔的實(shí)體的草繪 圖 3.12 內(nèi)置螺釘連接孔的實(shí)體拉伸10、選中上步做出的實(shí)體，運(yùn)用“鏡像”做出另外一個(gè)耳。點(diǎn)擊【拉伸】 ，在兩個(gè)耳形實(shí)體的背面，做出直徑為 3.2 的同心圓，拉伸除料，且除透，如圖 3.13。 圖 3.13 耳形實(shí)體的拉伸11、為達(dá)到目的，最終的耳形實(shí)體定位部分需拉伸兩次，所以現(xiàn)在在上步拉伸的實(shí)體的表面繼續(xù)建立基面進(jìn)行拉伸，繪制草繪兩個(gè)直徑分別是 3.2 和 8 的同心圓。拉伸高度 7.5，如圖 3.14。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文15 圖 3.14 耳形實(shí)體再次拉伸12、為了安裝時(shí)前后定位，設(shè)計(jì)了在電

38、解槽上下結(jié)合面處的突起的實(shí)體。 圖 3.15 定位突起的拉伸實(shí)體13、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 3.16，拉伸高度 11.5，如圖 3.17。 圖 3.16 螺釘定位實(shí)體的草繪 圖 3.17 螺釘定位實(shí)體的拉伸14、為達(dá)到如圖 3.21 所示的效果，我們可以先拉伸一個(gè)大的實(shí)心圓柱，然后再做兩次的拉伸，但是這樣會(huì)兩次草繪統(tǒng)一部分，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，進(jìn)行兩次拉伸大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文16時(shí)容易出錯(cuò)，所以繪制時(shí)先畫一個(gè)圓環(huán)進(jìn)行拉伸，然后拉伸除料內(nèi)圓里的實(shí)體，最后在環(huán)形實(shí)體的后面做一定厚度的封口。即：先繪制草繪如圖 3.18，然后拉伸長(zhǎng)度 1

39、5.5 如圖 3.19 圖 3.18 進(jìn)水口實(shí)體截面草繪 圖 3.19 進(jìn)水口實(shí)體拉伸15、提取內(nèi)圓圓周線作為草繪線，進(jìn)行拉伸除料，如圖 3.20 圖 3.20 進(jìn)水口實(shí)體的拉伸除料16、在拉伸的圓柱體的背面進(jìn)行草繪，拉伸長(zhǎng)度 2.5，以達(dá)到封口的目的。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文17 圖 3.21 進(jìn)水口實(shí)體17、點(diǎn)擊【拉伸】命令，在第 16 步繪制的實(shí)體的前面建立基面繪制草圖如圖3.22，并拉伸到面形成實(shí)體，如圖 3.23。 圖 3.22 進(jìn)水口螺釘連接處實(shí)體截面草繪 圖 3.23 進(jìn)水口螺釘連接處實(shí)體18、下面為繪制出如圖 3.24 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

40、樣繪制工程過(guò)于麻煩，步驟太多，沒(méi)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。具體步驟如下點(diǎn)擊【草繪】命令，繪制草繪線作為中心軸，再點(diǎn)擊【旋轉(zhuǎn)】命令，在草繪線，大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文18即中心線的一側(cè)繪制出如圖 3.25 的外輪廓線，輸入旋轉(zhuǎn)角度 360 度，點(diǎn)擊確定即可。 圖 3.24 旋轉(zhuǎn)實(shí)體 圖 3.25 旋轉(zhuǎn)草繪19、為達(dá)到圖 3.26 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

41、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。具體步驟如下： 以上、下電解槽的結(jié)合面為基準(zhǔn)向上 13.5 建立新的基面 DTM3。繪制草繪如圖3.27，向上拉伸 2.5。選中此實(shí)體，點(diǎn)擊【陣列】命令，選擇“方向”模式，任意選擇一條代表陣列方向的軌跡線輸入陣列數(shù)目 3，輸入陣列間距 10，點(diǎn)擊確定。 圖 3.26 電解槽表面加強(qiáng)筋的拉伸實(shí)體大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文19 圖 3.27 電解槽表面加強(qiáng)筋的草繪20、將陣列出的實(shí)體的棱邊進(jìn)行倒圓角。同理再運(yùn)用陣列繪制出其它肋板，最后選中需鏡像的肋板，運(yùn)用【鏡像】功能繪制出電解槽另外一面的肋板。如圖 3.28。 圖 3.28 電解槽表面加強(qiáng)筋實(shí)體21、經(jīng)過(guò)

42、倒圓角的處理，最后電解槽的下槽體繪制完成如圖 3.29。 圖 3.29 電解槽下槽體大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文204 壁掛式離子水治療儀電解槽的裝配設(shè)計(jì)過(guò)程4.1 Pro/Ewildfire 裝配概要一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)模型由各種各樣不同的零件裝配而成。在三維建模過(guò)程中，裝配是一個(gè)有好幾個(gè)零件元件的三維模型。裝配的定義是，在三維建模中結(jié)合零件與零件、零件和裝配參照來(lái)組成元件，然后再把元件結(jié)合起來(lái)制作裝配的過(guò)程。任意一個(gè)三維模型都是由各個(gè)部件和個(gè)體來(lái)組成的。在 Pro/E 中把部件稱為零件，把個(gè)體稱為輔助裝配，把完成品稱為裝配。在裝配模式中結(jié)合的零件、輔助裝配稱為元件，可以把這些元件提取出來(lái)給與必要的約束條件，

43、從而組成一個(gè)新的元件。另外，當(dāng)元件數(shù)量很多的時(shí)候，可以先制作出其他的輔助裝配，然后再把輔助裝配放到裝配當(dāng)中去5。4.2 Pro/Ewildfire 裝配的設(shè)計(jì)方式Pro/E 設(shè)計(jì)裝配的的方法有兩種。一種是向上式設(shè)計(jì)方法，另外一種是向下式設(shè)計(jì)方法。1、向上式設(shè)計(jì)方法向上式設(shè)計(jì)方法是把生成的裝配品所需要的所有部件進(jìn)行獨(dú)立的三維建模之后，在給予各個(gè)部件特定的關(guān)系，最終完成裝配品的方式。也就是說(shuō)，各個(gè)部件的三維建模必須要達(dá)到細(xì)部設(shè)計(jì)的階段，同時(shí)還要滿足與其他部件沒(méi)有任何想象關(guān)聯(lián)性的條件。向上式設(shè)計(jì)方式有以下幾個(gè)有點(diǎn)：第一點(diǎn)可以對(duì)元件裝配品中元件的位置進(jìn)行再次定義；可以修改已存的約束條件。第二點(diǎn)具體來(lái)說(shuō)

44、是可以使用重定義、重排序等命令對(duì)刪除已存的約束條件、添加新的約束條件、再次定義已存約束條件的參照、更換元件順序等。2、向下式設(shè)計(jì)方法向下式設(shè)計(jì)方式可以定位為所有設(shè)計(jì)者同時(shí)設(shè)計(jì)與其他設(shè)計(jì)者有一定關(guān)系的零件的作業(yè)過(guò)程，首先，生成 項(xiàng)目裝配模型，然后象征性的把各個(gè)部分的名稱表現(xiàn)出來(lái)，大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文21最后根據(jù)項(xiàng)目的進(jìn)度狀況來(lái)決定各個(gè)部件的具體化程度12。本次設(shè)計(jì)的壁掛式離子水治療儀的電解槽，在裝配設(shè)計(jì)方法上采用了向上式設(shè)計(jì)方法。由于元件數(shù)量較多，所以事先要制作出其他的輔助裝配，然后再把輔助裝配放到裝配當(dāng)中去。4.3 壁掛式離子水治療儀電解槽的裝配過(guò)程4.3.1 壁掛式離子水治療儀電解槽的裝配的輔助

45、裝配設(shè)計(jì)1、新建一個(gè)“組件”類型的頁(yè)面，點(diǎn)擊“將元件添加到組件”按鈕，選擇電解槽下草體文件“USA300.PRT”打開(kāi)。將其放在適當(dāng)位置后點(diǎn)擊確定，再次點(diǎn)擊“將元件添加到組件”按鈕，選擇元件“CYQ.PRT”,然后打開(kāi)，放置在適當(dāng)位置，確定。點(diǎn)擊“將元件添加到組件”按鈕，選擇密封圈元件“USA1.PRT” ，打開(kāi)。點(diǎn)擊【放置】進(jìn)入“元件放置”對(duì)話框，選擇約束類型為“對(duì)齊” ，分別選擇密封圈的曲面便面和“USA300.PRT”上放置密封圈處的圓柱曲面，這樣可使兩個(gè)回轉(zhuǎn)實(shí)體的中心軸在同一直線上。為約束剩余的自由度，新建約束類型為“相切” ， 分別選擇密封圈的曲面便面和“USA300.PRT”上放置

46、密封圈處的圓柱曲面，這樣就按要求將密封圈放在了需放置的實(shí)體上。保存這輔助裝配圖為 SZ-1DSFSDF.ASM,如圖 4.1。 圖 4.1 SZ-1DSFSDF.ASM2、再次新建一個(gè)“組件”類型的頁(yè)面，打開(kāi)出水管接頭“CYQ2.PRT” ，放在適當(dāng)位置，確定。再次調(diào)入密封圈元件“SDGFSDG.PRT” ，打開(kāi)。與上步裝配方法相同，依次通過(guò)建立約束類型“對(duì)齊” 、 “相切”來(lái)限制元件的所有自由度，是密封圈放在指定大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文22的位置。保存這次的輔助裝配圖為“DIANJIECAO1.ASM” 。如圖 4.2。 圖 4.2 DIANJIECAO1.ASM 3、如前所訴的方法，繼續(xù)進(jìn)行元件的

47、裝配，再次利用“對(duì)齊”和“相切”約束自由度，使連接“DIANJIECAO1.ASM” 的彎頭元件“CYQ3.PRT”和密封圈“JQ-2-DF”裝配到一起。如圖 4.3。 圖 4.3 酸水出水口彎頭 4、下面是將上步裝配的組件和“DIANJIECAO1.ASM”裝配到一起，以方便后面裝配調(diào)用。 打開(kāi)上步裝配的組件，放到適當(dāng)位置，確定，再調(diào)入“DIANJIECAO1.ASM” ，選擇“匹配”約束方式，使“彎頭”元件上部開(kāi)槽處的上平面和元件“DIANJIECAO1.ASM”接口處的環(huán)形槽的上平面的在同一平面上。再選擇“對(duì)齊”約束方式，依次選擇“DIANJIECAO1.ASM”接口處的圓柱形曲面，和“

48、彎頭”元件上相同位置的圓柱形曲面，使兩元件的中心軸同線。如圖 4.4。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文23 圖 4.4 出水口彎頭加頂蓋 圖 4.5 DIANJIECAO3.PRT5、為了使以上兩個(gè)組合件能夠固定，即：不能相互旋轉(zhuǎn)，需要一個(gè)元件 KH1.PRT來(lái)插入他們共同的開(kāi)槽處。同樣是先選擇“匹配”的約束類型使元件 KH1.PRT 的上表面與圖 4.4 實(shí)體的開(kāi)槽處上平面重合，再選擇“對(duì)齊”的約束類型使兩元件的相接觸面的中心線重合。這樣就裝配上了元件 KH1.PRT，同時(shí)也使上一步的出水接頭和彎頭元件徹底裝配上。如圖 4.5。6、下面進(jìn)行另一個(gè)輔助裝配，即：將另一個(gè)出水接頭與密封圈裝配，以備用。打開(kāi)元件“

49、WGJ-3.PRT”放至合適位置確定。點(diǎn)擊“將元件添加到組件”按鈕，調(diào)入“JQ-2DF.PRT”打開(kāi)，由于如前訴一樣，都是元件與密封圈的裝配，所以步驟都是相同的，分別用“對(duì)齊”和“相切”約束所有自由度，達(dá)到裝配的目的。如圖 4.6。 圖 4.6 SZ-3DSF.ASM大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文247、最后一個(gè)輔助裝配是電解槽內(nèi)點(diǎn)解板的裝配，打開(kāi)文件“DJCX.PRT” 。因?yàn)闃O板與膜板之間沒(méi)有搭扣連接與機(jī)械緊固等連接，只是在適當(dāng)?shù)奈恢觅N在一起放置，所以打開(kāi)文件“DJCX.PRT”后需新建立“DTM1”的基面，利用基面之間的對(duì)齊可限制自由度。打開(kāi)極板元件“DJB.PRT”,選擇“對(duì)齊”約束類型，選擇膜板的

50、凹槽頂端的凹槽表面，和膜板頂端圓柱面，但兩板之間仍可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)與上下移動(dòng)。所以再次選擇“對(duì)齊”約束類型，選擇“DTM1”面和極板的“RIGHT”面。另一個(gè)極板用同樣方法固定。如圖 4.7 圖 4.7 DIANJIBAN.ASM4.3.2 壁掛式離子水治療儀電解槽的裝配 1、新建一個(gè)“組建”類型的頁(yè)面，點(diǎn)擊“將元件添加到組件”按鈕，選擇電解槽下槽體文件“USA300.PRT”打開(kāi)。將其放在適當(dāng)位置后點(diǎn)擊確定，再次點(diǎn)擊“將元件添加到組件”按鈕，選擇電解槽上草體，打開(kāi)。點(diǎn)擊【放置】進(jìn)入“元件放置”對(duì)話框，選擇約束類型為“匹配” ，分別選擇電解槽的上下槽體的結(jié)合面，這樣使電解槽的上下槽體的結(jié)合面位于同

51、一平面內(nèi)。這樣只約束了實(shí)體的兩個(gè)自由度，所以接下來(lái)選擇約束類型為“對(duì)齊” ，分別選擇電解槽的上下槽體左邊的側(cè)面。最后再次新建約束類型為“對(duì)齊” ， 分別選擇電解槽的上下槽體右邊的側(cè)面，從而約束了剩余的兩個(gè)自由度。這樣就把電解槽的上下槽體就裝配好了。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文25 圖 4.8 上下槽體裝配2、調(diào)入輔助裝配“SZ-1DSFSDF.ASM” ，此為電解槽的進(jìn)水管路，接在電解槽的下端接口處。選擇“匹配”的約束類型，選擇電解槽的下端接口處平面和進(jìn)水管路與電解槽的接口平面，使兩平面共面。新建“對(duì)齊”約束類型，分別選擇兩元件接口處的圓柱面，使兩元件的中心線共線。為使進(jìn)水管路能旋轉(zhuǎn)至指定位置，可以點(diǎn)擊“

52、移動(dòng)”命令中的“旋轉(zhuǎn)”并輸入旋轉(zhuǎn)角度來(lái)完成，也可以再次新建“對(duì)齊”約束類型，分別選擇安裝同一螺釘?shù)膬蓚€(gè)圓孔表面。如圖 4.9 圖 4.9 進(jìn)水管裝配大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文263、調(diào)入輔助裝配“DIANJIECAO3.ASM” ，這是電解槽的一個(gè)出水口，要裝在電解槽的左上端，裝配方法同前訴一樣，分別用“匹配”和“對(duì)齊”約束類型，約束面和軸。如圖 4.10 圖 4.10 酸水出水管裝配 4、同樣調(diào)入輔助裝配“SZ-3DSF.ASM” ，這也是電解槽的一個(gè)出水口，要裝在電解槽的右上端，裝配方法也同前訴一樣，分別用“匹配”和“對(duì)齊”約束類型，約束面和軸。如圖 4.11 圖 4.11 堿水出水管裝配大學(xué)學(xué)士學(xué)

53、位論文275、調(diào)入輔助裝配“DIANJIBAN.ASM” ，點(diǎn)擊【放置】 ，由于要把兩個(gè)軸以對(duì)齊的約束方式進(jìn)行對(duì)齊，達(dá)到共享一軸線的狀態(tài)，所以選擇“插入”的約束類型，分別選擇曲面如圖 4.12。 圖 4.12 插入電極板選擇“匹配”約束類型，選擇“DIANJIBAN.ASM”的頂面，和電解槽上槽體的內(nèi)頂面，偏距輸入 1。圖 4.13。 圖 4.13 匹配電極板與槽體選擇“對(duì)齊”約束類型，選擇“DIANJIBAN.ASM”的一個(gè)大的側(cè)面和與之相鄰的電解槽的一個(gè)側(cè)面，點(diǎn)擊“反向” 。如圖 4.14。這樣就把電解槽裝配好了。如圖 4.15。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文28 圖 4.14 旋轉(zhuǎn)電極板 圖 4.15

54、 電極板裝配6、下面的工作是用墊片和螺母將極板和電解槽連接。打開(kāi)“JP-2.PRT” ，選擇“匹配”約束類型，在選擇墊片的一個(gè)面和電解槽上槽體放置墊片的平面。新建“對(duì)齊”約束類型，選擇墊片上圓孔的內(nèi)圈，和對(duì)應(yīng)位置的極板的圓柱曲面。達(dá)到完全約束后點(diǎn)擊確定。如圖 4.16。此墊片將會(huì)連接最邊上的兩個(gè)電路板，通電后會(huì)使兩個(gè)電解板帶有相同極性的電流。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文29圖 4.16 兩邊極板墊片的裝配用相同的步驟方法放置裝配旁邊另一個(gè)墊片“DP-1.PRT” 。此墊片將會(huì)使中間的電解板與兩邊的電解板帶有不同極性的電流，如圖 4.17。圖 4.17 中間極板墊片的裝配7、下面裝配各個(gè)位置的螺釘。打開(kāi)“Z

55、DG-14” ，選擇“插入”約束類型，選擇螺釘?shù)穆菪妫托璺胖玫目椎谋砻?，再選擇“匹配”約束類型，分別選擇螺釘頭和連接實(shí)體的接觸表面。由于螺釘數(shù)量較多，安裝方法和步驟相同，所以下面不再敘述每個(gè)螺釘?shù)难b配過(guò)程。如圖 4.18。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文30 圖 4.18 螺釘裝配至此，壁掛式離子水治療儀的裝配結(jié)束。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文315 壁掛式離子水治療儀典型零件模具設(shè)計(jì)5.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介設(shè)計(jì)模具所要掌握的技能和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，涉及到相關(guān)學(xué)科的方方面面。一套完整的模具，涵蓋有多個(gè)相關(guān)系統(tǒng)，它們之間相輔相成。只有當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到一種最佳組合，才能保證模具的正常使用和精度。由于模具的結(jié)構(gòu)必須符合產(chǎn)品的要求，不同的

56、產(chǎn)品有不同的要求，而產(chǎn)品存在變化性和多樣性，因此決定了模具的多樣性。一般來(lái)說(shuō)，典型的塑料模具包括：澆注系統(tǒng)，頂出系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，抽芯系統(tǒng)等15。5.1.1 模具的作用以及設(shè)計(jì)流程1、模具是壓力加工或其他成型工藝中，使材料變形成產(chǎn)品的成型工藝裝備。模具制造業(yè)反應(yīng)樂(lè)一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)水平。2、Pro/Moldesign3.0 模具設(shè)計(jì)流程（1）創(chuàng)建一個(gè)模具模型。裝配、創(chuàng)建參照模型和工件。（2）在參照模型上執(zhí)行拔模檢測(cè)以確定它是否有足夠的拔模角度能從模具中取出。在設(shè)計(jì)模型或參照模型中按需要定義附加的繪制特征。（3）創(chuàng)建模具模型的收縮。按材料的參數(shù)，可為所有尺寸創(chuàng)建各向同性的比例收縮或收縮系數(shù)

57、。（4）定義體積塊和分型面以將工件分割成單獨(dú)的模具體積塊。（5）抽取模具體積塊使之成為模具元件。（6）增加澆口、流道和冷卻水道作為模具特征。（7）填充模具型腔創(chuàng)建鑄模。系統(tǒng)將通過(guò)工件減去抽取后所剩的體積塊自動(dòng)創(chuàng)建鑄模。5.2 壁掛式離子水治療儀典型零件模具設(shè)計(jì)過(guò)程1、設(shè)計(jì)模具要先建立“制造” ， “模具型腔”類型的文件，然后調(diào)入要設(shè)計(jì)模具的大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文32零件“usa333.prt” ，打開(kāi)后選定合適位置點(diǎn)擊確定，如圖 5.1。 圖 5.1 usa333.prt2、接下來(lái)要設(shè)計(jì)零件模具的槽坯料以便制作模具，在管理菜單欄中選擇“創(chuàng)建” 、“工件” 、 “手動(dòng)” ，點(diǎn)擊完成，選擇零件中心面作為

58、草繪面以繪制槽坯料的截面，再拉伸為整個(gè)的槽坯料，如圖 5.2。 圖 5.2 槽坯料3、將零件放置在槽坯料的正中間后，要制作模具的分型面。點(diǎn)擊“分型曲面工具”命令，然后開(kāi)始選擇復(fù)制零件的所有內(nèi)表面，然后選擇“選項(xiàng)”中的“排除曲面和孔”命令，因?yàn)榉中兔媸莻€(gè)封閉的曲面，不能有孔存在，所以這樣可以將零件上的孔封閉以便形成分型面。如圖 5.3。圖 5.3 分型面的復(fù)制4、分型面要起到分割整個(gè)槽坯料的作用，所以分型面要與槽坯料相交，所以選中大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文33上步復(fù)制的零件的內(nèi)表面的邊，然后點(diǎn)擊編輯、延伸命令，在選擇要延伸到的槽坯料的一個(gè)面，點(diǎn)擊確定，就這樣延伸所有的邊，這樣就形成了一個(gè)大的分型面。如圖5

59、.4。圖 5.4 分型面5、點(diǎn)擊“分割為新的模具體積塊”命令，按默認(rèn)設(shè)置，點(diǎn)擊完成，選擇分型面后點(diǎn)確定，此時(shí)模具的上下模就分割開(kāi)了，再分別為上下模著色，確定。再使模具的上下模生成實(shí)體。6、模具做完之后要點(diǎn)擊菜單管理器中的“鑄模” 、 “創(chuàng)建” ，再選擇模具，這樣可以鑄成零件，通過(guò)看零件的形狀可以檢驗(yàn)?zāi)＞咝螤畹恼_與否。7、最后要做開(kāi)模仿真如圖 5.5。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文34圖 5.5 開(kāi)模仿真總 結(jié)本文以離子水治療儀電解槽為研究的對(duì)象，通過(guò)五章的論述得出以下主要結(jié)論。1、經(jīng)過(guò)調(diào)查研究，充分的了解了離子水治療儀的用途，優(yōu)點(diǎn)及基本原理。2、分析了治療儀電解槽的設(shè)計(jì)技術(shù)，找出國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)技術(shù)和國(guó)外先進(jìn)設(shè)計(jì)

60、技術(shù)的差距。3、歸納了塑料件的設(shè)計(jì)要求，并在此基礎(chǔ)上按現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的相關(guān)理論和現(xiàn)代制造技術(shù)條件提出了塑料件的設(shè)計(jì)流程。4、在 Pro/E 的系統(tǒng)中構(gòu)建塑料件的設(shè)計(jì)平臺(tái)。基于 Pro/E 系統(tǒng)和其中的塑料件的設(shè)計(jì)平臺(tái)完成了離子水治療儀的三維建模、裝配的工作和典型零件的模具設(shè)計(jì)工作。5、在利用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算的基礎(chǔ)上，利用 Pro/E 的設(shè)計(jì)平臺(tái)和模具模塊完成了塑料件建模設(shè)計(jì)。最后根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)、強(qiáng)度和剛度的結(jié)果完成了塑料件及模具的最終優(yōu)化設(shè)計(jì)。大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文35致 謝經(jīng)過(guò)半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)