M1000A氣瓶的三維造型設(shè)計【含CAD圖紙、SW三維】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯 系　　部： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化 姓 名： 學(xué) 號： (用外文寫) 外文出處： Int J Adv Manuf Technol(2004) DOI 10.1007/s00170-003-1882-9 附 件：1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導(dǎo)教師評語： 所選原文資料內(nèi)容符合本畢業(yè)設(shè)計及專業(yè)方向要求，篇幅飽滿，翻譯用詞準(zhǔn)確，語句通順。 簽名： 年3月18日 注：請將該封面與附件裝訂成冊。 附件1：外文資料翻譯譯文 CAD/CAM集成的加工特征提取 摘要 基于特征的CAD/CAM集成是一項在CAD，CAPP和CAM應(yīng)用中實現(xiàn)零件信息自動傳送和轉(zhuǎn)化的技術(shù)。特征是集成中的信息傳輸媒介。由于設(shè)計下游的生產(chǎn)計劃和零件設(shè)計者的角度不同，因此，特征轉(zhuǎn)化和特征提取方法用來以設(shè)計特征模型為基礎(chǔ)創(chuàng)建加工模型。由于特征是相互關(guān)聯(lián)的，因此生成加工特征的難點之一在于如何保存特征的完整性。因此，最新的研究把重心放在平面形式的特征轉(zhuǎn)換上。本文討論了特征相互作用存在的問題，并且提出了一個從設(shè)計特征模型中生成孔系加工特征的方法。孔系特征是機(jī)床上變速箱零件的重要加工特征。這些特征不能直接從設(shè)計特征數(shù)據(jù)庫中獲得。本文進(jìn)一步闡述了基于約束的方法來詳細(xì)說明孔系特征模型，該模型從設(shè)計數(shù)據(jù)庫提取出來，以幾何學(xué)和拓?fù)鋵W(xué)信息為基礎(chǔ)。另外，STEP格式文件用來連接已轉(zhuǎn)化了的加工特征模型和下游的CAPP應(yīng)用。特征轉(zhuǎn)化系統(tǒng)在一些零件實例中以及開發(fā)的一個原型CAPP系統(tǒng)上得到了驗證。 關(guān)鍵字 CAD/CAM集成 約束 特征轉(zhuǎn)化 特征相互作用 基礎(chǔ)特征 STEP界面 1. 引言 基于特征的設(shè)計和制造系統(tǒng)在機(jī)械零件CAD/CAM系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用?；谔卣鞯腃AD/CAM集成是一項在CAD，CAPP和CAM應(yīng)用中實現(xiàn)零件信息自動傳輸和轉(zhuǎn)化的技術(shù)[1-4]。特征是集成系統(tǒng)中信息傳輸?shù)拿浇?。它包含大量工程信息，幾何學(xué)和非幾何學(xué)，并且將CAD,CAPP和CAM系統(tǒng)有機(jī)地聯(lián)系起來。然而，角度不同，對特征的定義也不同。設(shè)計特征是與零件的功能、設(shè)計意圖和模型構(gòu)建方法有關(guān)的形狀特征。加工特征是與特定的加工工序有關(guān)的形狀特征。當(dāng)今的計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）系統(tǒng)是基于特征的，如Pro/Engineer?；谔卣鞯脑O(shè)計意味著零件的設(shè)計是從簡單的拉伸或旋轉(zhuǎn)（例如圓柱或長方體）開始的，然后通過把特征，如孔、槽，添加到當(dāng)前設(shè)計的多個表面上來修改它。設(shè)計者詳細(xì)說明這些特征的位置、尺寸和方向[5]。根據(jù)下游的加工的應(yīng)用要求，必須通過特征轉(zhuǎn)化和特征提取將設(shè)計特征轉(zhuǎn)為加工特征。特征提取是從基于幾何形狀的設(shè)計模型定義加工特征，而特征轉(zhuǎn)化則是將基于特征的設(shè)計模型轉(zhuǎn)化為加工特征[6-10]。 一組提取的加工特征通常稱為加工特征模型。通常一個零件能用多個加工特征模型來表示。這些特征與零件的不同加工方法相對應(yīng)[6，8，11，12]。在文獻(xiàn)[11，12]中提出了基于單元分解法的加工模型生成方法。通過對所有的面和半空間進(jìn)行拉伸或求交，將需切除的部分（三角體積單元）分解成很多小的單元。這些單元的子集就被組合到加工特征中。采用這種方法，不斷重復(fù)單元分解直到所有的三角體積單元被分解完。單元分解的結(jié)果是三角體積單元被分解成一組加工特征。改變單元分解的順序可以形成不同的加工特征。Han[8]根據(jù)工藝設(shè)計者的要求提出了一種生成加工特征模型的方法。但是這種方法只能針對平面單元和非圓柱特征，它不能用在如變速器這樣的復(fù)雜的零件中，因為，這些零件的主要的加工特征是同軸孔系[9]。圖1給出了廣州機(jī)床廠（GMTMF）機(jī)床制造中的兩個典型零件。孔系類型零件的特征轉(zhuǎn)化和特征提取是一種新的，且至今為止未公布的方法。本文著重針對變速箱零件，依據(jù)設(shè)計特征模型研究了生成同軸孔系加工特征的特征映射法。文章第二部分介紹了一種通過特征轉(zhuǎn)化將CAD/CAM集成的方法以及由特征相互作用產(chǎn)生的問題。文章第三部分給出了特征轉(zhuǎn)化中對基本的特征的定義。文章第四部分則介紹了約束關(guān)系和孔系加工特征的描述。在第五部分，給出了孔系加工特征的轉(zhuǎn)化算法并設(shè)計了一個可將CAD和CAPP系統(tǒng)集成的STEP格式文件接口。最后是本文的結(jié)論。 圖1 廣州機(jī)床制造廠的零件樣本 2. 特征轉(zhuǎn)換 文中提出了一種從設(shè)計特征模型生成加工特征的基于特征的轉(zhuǎn)化方法。該方法是從加工的角度出發(fā)來定義加工特征的，并且在基于特征的建模和加工特征轉(zhuǎn)化中會提取和保留設(shè)計模型信息。如圖2所示，特征轉(zhuǎn)化中的CAD/CAM集成系統(tǒng)包括一個形狀特征轉(zhuǎn)換模塊，尺寸特征轉(zhuǎn)換以及特征屬性轉(zhuǎn)換。由于設(shè)計特征包括了幾何和屬性并且在建模過程中可能對其原始的設(shè)計特征進(jìn)行修改，因此，存儲在數(shù)據(jù)庫中的最終零件模型可能與已用的設(shè)計特征不一致。這種不一致性是由于特征的相互作用，它改變了形狀特征和特征屬性。例如，圖3所示的零件中有一個槽特征，該特征來源于型腔特征和槽特征的相互作用。由于這兩個特征的相互作用，最初的槽a1的尺寸是從型腔a通過求交得到的。因此，本特征轉(zhuǎn)化方法包含形式特征映射和尺寸及屬性特征映射。在文獻(xiàn)[13]中詳細(xì)介紹了尺寸及屬性特征轉(zhuǎn)換。本文主要介紹了用在機(jī)床上的零件的形式特征轉(zhuǎn)換。 設(shè)計特征 CAD系統(tǒng)特征模型 特征摘錄 設(shè)計特征 數(shù)據(jù)庫 特征轉(zhuǎn)換模塊 形狀特征映射 尺寸特征映射 其他映射例如：公差，表面粗糙度等 加工特征 特征映射后置處理 STEP文件 基于特征的零件加工模型 知識庫 加工特征 數(shù)據(jù)庫 CAPP 圖2 CAD/CAM集成系統(tǒng)的原理圖 型腔1 型腔 槽2 槽 圖3 特征相互作用引起設(shè)計特征類和特征屬性的轉(zhuǎn)變： 型腔特征轉(zhuǎn)變成槽特征，以及尺寸的轉(zhuǎn)化 對于機(jī)床變速箱零件，它們形狀不規(guī)則，零件的壁很薄，里外都有加強(qiáng)筋。此外，壁和筋上有不同的孔系，從而使得零件結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。本論文中，變速箱零件是在基于特征的CAD/CAM軟件——Pro/Engineer中建模的。通過對零件模型過程分析可知，零件模型中的設(shè)計特征包括：基準(zhǔn)（平面或軸）、拉伸體，孔，槽，除料和筋特征。這些特征中，建于基準(zhǔn)平面上的拉伸特征是基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，采用了一個除料特征來生成變速箱的腔，用肋特征來生成變速箱的加強(qiáng)筋。對于孔系，可以用不同的方法創(chuàng)建孔特征，例如通孔，沉頭孔。但是，在設(shè)計特征庫中，孔特征中不包括同軸孔，只有許多獨立的沒有聯(lián)系的孔特征，盡管它們由同一個操作生成的。因此設(shè)計模型不能為加工直接提供同軸孔系特征。 轉(zhuǎn)換工作中的難點主要來自以下兩方面：第一.孔特征是相互獨立的，在設(shè)計建模階段，這些孔之間的位置和語義并不是很明確；第二.建模過程中特征的相互作用導(dǎo)致孔特征不是屬性發(fā)生改變，就是丟失設(shè)計中記錄的關(guān)系。目前，基于約束匹配的方法對于平面形狀特征轉(zhuǎn)換[14，15]是有效的。這個方法的核心是把形狀特征分解成幾個基本特征要素，例如面、邊和點，并建立基本特征間的約束關(guān)系，形成約束圖。具體零件的特征可以從匹配圖中得到。但是，這個方法只局限于解決規(guī)則的平面形狀特征轉(zhuǎn)換，不能解決孔系特征轉(zhuǎn)換。本文則著重解決了這個難題。 為了把包括孔系特征的復(fù)雜零件，從設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用到加工領(lǐng)域，首先必須對加工領(lǐng)域中的加工特征的結(jié)構(gòu)作定義。在基于約束的匹配方法和前人對多面體零件平面類形狀特征轉(zhuǎn)換工作[9，16，17]的基礎(chǔ)上，我們在GMTMF中的變速箱零件中提取并定義了一些孔系加工特征。 3. 基本特征定義 為了實現(xiàn)基于約束的孔系特征轉(zhuǎn)換，首先介紹了基礎(chǔ)特征的定義。一個基本特征定義為具有特征幾何和拓?fù)湫畔⒌幕編缀涡螤?。一個基礎(chǔ)特征能通過數(shù)學(xué)集合來表達(dá)： Fb={T.G.C} (1) 其中 Fb代表基本特征， T代表基本特征的拓?fù)湫畔ⅲ? G代表基本特征的幾何信息， C代表基本特征的特性（例如平面方向，輪廓，凸面或凹，邊或點）。 圖4闡明了基本特征類型與機(jī)床變速箱零件的孔系特征轉(zhuǎn)換相符合?；A(chǔ)特征和孔特征有關(guān)可描述如下： 面：由一個或多個輪廓組成。如果面上有一個孔或槽特征，那么面上就有孔和槽的輪廓。 輪廓：面上僅屬于一個面的一個閉環(huán)。輪廓由許多邊組成，可分為內(nèi)輪廓或外輪廓 (見圖5)。內(nèi)輪廓是孔的外曲線。眾所周知，在執(zhí)行輪廓尋找時，面特征總在輪廓的右側(cè)。因此，尋找外輪廓是順時針方向，尋找內(nèi)輪廓是逆時針方向。 基本特征和B-Rep模型中的幾何和拓?fù)湟刂g的主要不同點：基本特征能反映幾何特性，例如幾何特性中的方向和凹凸屬性。 基本特征 面 輪廓 平面 圓柱面 平面和圓柱表面 外輪廓 內(nèi)輪廓 圖4 與孔類特征有關(guān)的基本特征分類 內(nèi)輪廓 外輪廓 圖5 輪廓定義 4. 基于約束的孔系特征描述 4.1 約束關(guān)系描述 基本約束特征是用來組成形狀特征的基礎(chǔ)元素。建立基本特征的約束關(guān)系的目的是： 1. 在較高層對形狀的約束關(guān)系進(jìn)行描述，以避免從幾何和拓?fù)湫畔舆M(jìn)行描述。 2. 解決特征相互作用和孔系特征轉(zhuǎn)化的難題。 與形狀約束特征定義不同的是基本約束特征的定義更靈活?；炯s束特征通常描述了特征類，而不是特定的特征實例。因此，在特征求交時，原始特征中的一個約束會改變，但是只要約束特征類仍然存在，就不會影響到對特征類的正確識別。 根據(jù)基本約束特征[9，14]，孔特征之間的位置關(guān)系能用圓柱面和平面這樣的基本特征的空間約束來描述?？紫导s束的描述如下： 1. 孔環(huán)和平面之間的共面約束（見圖6） a. F是一個平面 b. 孔環(huán)是圓柱孔的端面環(huán) c. 孔環(huán)在一個平面上 2. 孔之間的同軸約束（見圖7） d. ab線是孔1的軸線 e. cd線是孔2的軸線 f. ab線和cd線是共線的 線 面 孔 圖6 共面約束圖表 孔1 孔2 圖7 同軸約束圖 附件2：外文原文 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）選題、審題表 系　　部 機(jī)械工程系 指導(dǎo) 教師 姓 名 專業(yè)技術(shù)職 務(wù) 副教授 課題名稱 M1000A氣瓶的三維造型設(shè)計 適用專業(yè) 機(jī)械工程及自動化 課題性質(zhì) A B C D E 課題來源 A B C D 課題預(yù)計 工作量大小 大 適中 小 課題預(yù)計 難易程度 難 適中 易 ? ? 課題簡介 在現(xiàn)代化的制造企業(yè)中都普遍采用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件來進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計工作。因此，對于機(jī)械工程專業(yè)的學(xué)生，如果能很好地掌握一種CAD工具進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計工作，將有助于學(xué)生在今后的工作崗位上更快地投入工作中。本課題以一個實際的產(chǎn)品M200A氣瓶為研究對象，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生運用通用的三維設(shè)計軟件完成產(chǎn)品的整個設(shè)計工作的能力。 課題應(yīng)完成的任務(wù)和對學(xué)生的要求 本課題需完場的任務(wù)包括： l 所有零件的三維造型 l 零、部件及最終產(chǎn)品的裝配 l 非標(biāo)零件工程圖以及產(chǎn)品裝配圖 為了較好地完成以上任務(wù)，要求學(xué)生已掌握一種CAD設(shè)計軟件，在畢業(yè)設(shè)計中能積極、認(rèn)真地和老師配合，按照老師的要求完成任務(wù)。 所在專業(yè)審定意見： 專業(yè)負(fù)責(zé)人(簽名)： 年 月 日 本課題由 同學(xué)選定，學(xué)號： 注：1．該表由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)所在專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名后生效，作為該專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）選題使用； 2．有關(guān)內(nèi)容的填寫見背面的填表說明，并在表中相應(yīng)欄內(nèi)打“√”； 3．課題一旦被學(xué)生選定，此表須放在學(xué)生“畢業(yè)設(shè)計（論文）資料袋”中存檔。 填 表 說 明 1．該表的填寫只針對1名學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計（論文）時選擇使用，如同一課題由2名及2名以上同學(xué)選擇，應(yīng)在申報課題的名稱上加以區(qū)別（加副標(biāo)題），并且在“設(shè)計（論文）要求”一欄中說明。 2．“課題性質(zhì)”一欄： A．產(chǎn)品設(shè)計； B．工程技術(shù)研究； C．軟件開發(fā)； D．研究論文或調(diào)研報告； E．其它。 3．“課題來源”一欄： A．自然（社會）科學(xué)基金與?。ú浚?、市級以上科研課題； B．企、事業(yè)單位委托課題； C．校、院（系）級基金課題； D．自擬課題。 4．“課題簡介”一欄： 主要指該課題的背景介紹、理論意義或?qū)嵱脙r值。 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 作 者: 系　部: 機(jī)械工程系 專 業(yè): 機(jī)械工程及自動化 題 目: M1000A氣瓶的三維造型設(shè)計 副教授 指導(dǎo)者： 評閱者： 2009 年 5 月 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要 在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的現(xiàn)代化社會中，為適應(yīng)市場的競爭需要，對計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)的研究與應(yīng)用已越來越受到人們的重視。在現(xiàn)代化的制造企業(yè)中普遍采用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件來進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計工作。被認(rèn)為屬于朝陽工業(yè)范疇的氣瓶制造業(yè)也不例外。能夠運用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件設(shè)計一種安全、低成本、使用壽命長的氣瓶以滿足應(yīng)用需求將會越來越受歡迎。本文以SolidWorks為工具，以一個實際的產(chǎn)品M200A氣瓶為研究對象，同時參考國內(nèi)外文獻(xiàn)，及各種氣瓶的結(jié)構(gòu)，總結(jié)出氣瓶的設(shè)計思路，設(shè)計了M1000A氣瓶。 關(guān)鍵詞 氣瓶 三維設(shè)計 工藝 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）外文摘要 Title Three Dimensional Design of Gas Cylinder M1000A Abstract In a modern society with rapid development in economy, to meet with the fierce competition in market, more and more attentions are paid on the research and application of the computer aided design and manufacturing technology. In modern manufacturing enterprises, most people adopt computer aided design to design the products, including the gas cylinder industry which belonged to the sun-rise industry. It will become more and more popular to apply the computer aided design software to design the safe, low cost and long lifetime gas cylinder. In this paper, Solidworks is used as a design tool, a real gas cylinder named M200A is designed. At the same time, the author takes the domestic and foreign references, as well as all kinds of cylinder structures for references. At last, the design ideas of the gas cylinder is summed up and the design of M1000A is completed. Keywords Gas cylinder Three dimensional design Craftwork 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 學(xué) 生 姓 名： 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化 設(shè)計(論文)題目： M1000A氣瓶的三維造型設(shè)計 指 導(dǎo) 教 師: 年3月22日 開題報告填寫要求 1．開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見； 3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當(dāng)于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）； 4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫 2000字左右的文獻(xiàn)綜述： 文 獻(xiàn) 綜 述 摘要 在現(xiàn)代化的制造企業(yè)中都普遍采用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件來進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計工作，本課題的氣瓶設(shè)計是以三維設(shè)計軟件為設(shè)計基礎(chǔ)的。本文介紹了氣瓶行業(yè)國內(nèi)外的發(fā)展與現(xiàn)狀及研究方法，闡述了三維設(shè)計的意義與作用, 以及CAD在三維設(shè)計中的應(yīng)用和發(fā)展的趨勢。 關(guān)鍵詞 氣瓶 三維設(shè)計 CAD 1 氣瓶概況 1.1 國內(nèi)氣瓶的發(fā)展現(xiàn)狀 在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，氣瓶制造業(yè)被認(rèn)為屬于朝陽工業(yè)范疇[1]。建國五十多年來，我國氣瓶行業(yè)走過了從無到有，從小到大的道路。隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求的增長，更主要是氣體工業(yè)的發(fā)展，帶動了氣瓶制造業(yè)的興起和發(fā)展。從1957年設(shè)計制造了第一批40升15Mpa級鋼質(zhì)無縫氣瓶開始，到以后相應(yīng)的鋁合金無縫氣瓶，液化石油氣鋼瓶,各種焊接氣瓶以及近幾年開發(fā)的高強(qiáng)鋼無縫氣鋼瓶，汽車用液化石油氣鋼瓶等等。中國是大量生產(chǎn)和使用氣瓶的國家，已經(jīng)是國際上不容忽視的氣瓶大國。但是應(yīng)該承認(rèn)我國的氣瓶產(chǎn)品還存在著普通產(chǎn)品低檔化，高、精、尖、特產(chǎn)品制造能力存在著空白或尚屬起步階段。 1.2 美國氣瓶的研發(fā)動向 目前復(fù)合材料氣瓶在美國的研究發(fā)展動向主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是燃料整體供給系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將普通的CNG復(fù)合氣瓶裝入一個復(fù)合材料制成的保護(hù)殼內(nèi)，里面填充有防沖撞的泡沫，氣瓶與匯流管路相連，并有一個總閥門和減壓裝置，這樣可以減少系統(tǒng)部件。保護(hù)殼將氣瓶完全包裹起來，并裝有簡易把手和安裝支架，這樣看起來，無論是尺寸還是外觀，都與普通的汽油箱很相似。二是氣瓶的重量趨向更輕，成本趨向更低。三是氫燃料貯氣瓶。四是復(fù)合材料儲能器。五是航空用氣瓶。 1.3 本課題氣瓶簡介 本課題研究的是鉬源氣瓶，由于鉬源是一種劇毒性的氣體，所以對輸送、貯存這類氣體氣瓶的安裝、焊接、嚴(yán)密性、潔凈度、耐腐蝕都有嚴(yán)格的要求。該氣瓶材料采1Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni9Ti有較高的抗拉強(qiáng)度，較低的屈服點，極好的塑性和韌性，焊接性能和冷彎成型性能好，1Cr18Ni9Ti含有抗晶界腐蝕的鈦，可以通過熱處理提高它的抗晶界腐蝕能力。氣瓶接口處采用VCR接頭，由于是球面接觸，即使管線受到外力扭轉(zhuǎn)或彎曲后，也不至于使接口處松動，且因結(jié)合面為球面連接而十分嚴(yán)密。較好的保證氣瓶的密封性。 2 三維設(shè)計的意義與作用? 現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)和CAD應(yīng)用軟件技術(shù)的發(fā)展，決定了CAD應(yīng)用應(yīng)當(dāng)以顯著提高設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率，明顯降低設(shè)計成本,充分縮短設(shè)計、生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，濃縮和提高優(yōu)秀的設(shè)計經(jīng)驗，提高整個設(shè)計技術(shù)的管理水平為目的[2]。 三維CAD系統(tǒng)中的工程圖設(shè)計與一般二維設(shè)計系統(tǒng)不完全相同，三維CAD系統(tǒng)中的工程圖設(shè)計可以直接由三維模型投影而成，從而保證各個視圖的正確性，使用者只需要對視圖中個別線條進(jìn)行調(diào)整，并標(biāo)注工程符號，即可滿足工程圖紙的要求。三維模型設(shè)計中包括了產(chǎn)品完整的幾何結(jié)構(gòu)，還可以從三維模型中產(chǎn)生其他各種視圖，除基本標(biāo)準(zhǔn)的三視圖外，還可生成軸測圖、向視圖、各種剖視圖、局部視圖等。在三維的CAD產(chǎn)品設(shè)計中，可以調(diào)節(jié)渲染所設(shè)計產(chǎn)品的一些基本屬性，如光源設(shè)置，模型屬性(顏色、透明度、反射系數(shù)等)，還可以設(shè)置模型的顏色、紋理、反射、景深、陰影等效果，從而達(dá)到渲染產(chǎn)品外觀的效果。? 只有在三維的CAD設(shè)計中，才可能建立進(jìn)行有限元分析的原始基本數(shù)據(jù)，進(jìn)而實現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計。用三維模型在裝配狀態(tài)下進(jìn)行零件設(shè)計，可避免實際的干涉現(xiàn)象起到事半功倍的作用。凡此種種，二維的繪圖設(shè)計只能在局部勉強(qiáng)達(dá)到。因此，采用三維設(shè)計是設(shè)計理念的一種變革，是CAD的真正應(yīng)用的開始[3,4]。 3 CAD在三維設(shè)計中的應(yīng)用 三維CAD系統(tǒng)作為一種直觀、形象的設(shè)計輔助工具，可以幫助設(shè)計人員建立產(chǎn)品的三維模型。隨著計算機(jī)軟件和硬件技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)學(xué)方法的引入，計算機(jī)三維技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，包括建筑、機(jī)械上的工程應(yīng)用和特殊效果的設(shè)計等，尤其是在現(xiàn)代加工技術(shù)下，數(shù)控加工設(shè)備對零件的三維模型依賴越來越高，通過使用CAM軟件對零件的三維模型的處理來實現(xiàn)零件的數(shù)控加工[5]。早日使用三維設(shè)計，就會及早取得經(jīng)濟(jì)和技術(shù)效益，因為它是CAD應(yīng)用發(fā)展的必然趨勢。 隨著CAD產(chǎn)品的不斷升級更新，它的三維設(shè)計功能會越來越強(qiáng)大。一方面對產(chǎn)品進(jìn)行造型設(shè)計、外觀設(shè)計，完成后的三維實體模型圖像逼真，可用于制作產(chǎn)品樣本、宣傳樣本等；另一方面，通過進(jìn)行裝配仿真、機(jī)構(gòu)運動仿真來進(jìn)行尺寸干涉檢查和運動干涉檢查，能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的錯誤，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計尺寸的“無差錯設(shè)計”。CAD軟件主要用來繪制工程圖，由于其強(qiáng)有力的圖形處理功能吸引了眾多的用戶使用，又由于CAD系統(tǒng)方便的二次開發(fā)環(huán)境吸引了眾多專業(yè)人員支開發(fā)它，因此CAD系統(tǒng)功能將會越來越強(qiáng)，使用會更加方便。 3.1 SolidWorks SolidWorks是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)。由于使用了Windows的OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計技術(shù)、先進(jìn)的parasolid內(nèi)核及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)，SolidWorks已成為全球裝機(jī)量最大、最好用的三維CAD軟件。SolidWorks擁有眾多第三方軟件供應(yīng)商的支持，可以實現(xiàn)加工、分析、逆向工程等工程應(yīng)用。同面向高端的 CATIA軟件相比，作為中端CAD軟件的SolidWorks在功能方面稍遜一籌，但已經(jīng)完全可以滿足產(chǎn)品設(shè)計的所有要求，命令執(zhí)行過程更為簡單直觀，擁有較高的建模效率。 3.2 Pro/ENGINEER Pro/ENGINEER是美國PTC公司開發(fā)的 CAD/CAM軟件，在我國有較多的用戶。它采用面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和全參數(shù)化造型技術(shù)，為三維實體造型提供了一個優(yōu)良的平臺。其工業(yè)設(shè)計方案可以直接讀取內(nèi)部的零件和裝配文件，當(dāng)原始造型被修改后，具有自動更新的功能。其CAM功能，提供了最佳加工路徑控制和創(chuàng)建智能化加工路徑的功能，允許數(shù)控編程人員控制整體的加工路徑直到最細(xì)節(jié)的部分。該軟件還支持高速加工和多軸加工，帶有多種圖形文件接口。 4 小結(jié) 三維CAD系統(tǒng)是技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品設(shè)計的有效輔助工具，也是產(chǎn)品設(shè)計的最終出路，這是無法回避的。隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，氣瓶越來越多的被使用在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會生活中。能夠運用三維CAD設(shè)計一種安全、低成本、使用壽命長的氣瓶以滿足應(yīng)用需求，將有助于我們在今后的工作崗位上更快地投入工作中，因此本課題的設(shè)計具有很大的實際意義。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 張潔. 國內(nèi)復(fù)合材料氣瓶發(fā)展及氣瓶標(biāo)準(zhǔn)概況[J]. 纖維復(fù)合材料，2007，(3)：39～43. [2] 陳伯雄. 三維設(shè)計是CAD技術(shù)應(yīng)用的必然趨勢[J]. 計算機(jī)輔助設(shè)計與制造，2000，(8)：11～13. [3] 袁波，周昀，胡事民，孫家廣. 基于三維模型的二三維一體化設(shè)計[J]. 計算機(jī)輔助設(shè)計與制造，1998，(6)：45～47. [4] 評測專家組. 三維CAD/CAM軟件評測總結(jié)[J]. 計算機(jī)輔助設(shè)計與制造，1999，(5)：26～28. [5] 劉貴軍. AutoCAD在三維設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2007，(5)：182～184. [6] 李德群. 現(xiàn)代模具設(shè)計方法[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2001. [7] 許發(fā)樾. 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2003. [8] 張阿維，王會燃. 計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 西北紡織工學(xué)院學(xué)報，1999，(3)：85～90. [9] 李啟炎. 三維CAD設(shè)計及制圖教程[M]. 上海: 同濟(jì)大學(xué)出版社,2000. [10] 樊柄輝，李江云. 三維參數(shù)化特征造型機(jī)械CAD[M]． 北京: 清華大學(xué)出版，1999. [11] 劉永翔. 產(chǎn)品設(shè)計實用基礎(chǔ)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2003. [12] 卜克明，王維. 計算機(jī)三維設(shè)計系統(tǒng)應(yīng)用淺析[J]. 工程建設(shè)與設(shè)計，2008，(12)：57～60. [13] 戴寧生，陸文龍，周桂生. 三維CAD技術(shù)的推廣與應(yīng)用[J]. 機(jī)械制造與自動化，2007，(6)：79～82. [14] 孫黎，湯曉英，毛沖霓. 淺論我國氣瓶附件標(biāo)準(zhǔn)體系和技術(shù)要求的完善[J]. 閥門機(jī)構(gòu)，2007，(2)：40～43. [15] 李小明，邱桂杰，劉錦霞. 某型復(fù)合材料氣瓶優(yōu)化設(shè)計[J]. 纖維復(fù)合材料機(jī)構(gòu)，2007，(1)：22～24. [16] 孫家廣，楊長貴. 計算機(jī)圖形學(xué)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社, 1996. 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 本課題研究的是鉬源氣瓶的三維造型設(shè)計。在這個課題中主要負(fù)責(zé)完成氣瓶這個產(chǎn)品中各零件的三維造型、工程圖生成及最終的裝配并制定相應(yīng)的工藝文件。 采用的手段： (1) 在南理工圖書館查閱相關(guān)資料。 (2) 聽取老師的意見和建議，積極、認(rèn)真地和老師配合。 (3) 通過英特網(wǎng)查閱相關(guān)資料。 (4) 完成相關(guān)的計算和分析。 (5) 采用Pro/E軟件完成零件造型、裝配及工程圖生成； 工作路線： (1) 設(shè)計準(zhǔn)備 了解設(shè)計說明書，明確設(shè)計要求、工作條件、設(shè)計內(nèi)容的步驟；通過查閱有關(guān)設(shè)計資料，聽取老師的指導(dǎo)意見等；了解設(shè)計對象的性能，加工采用的材料及設(shè)計所需達(dá)到的要求；準(zhǔn)備好設(shè)計需要資料，繪圖軟件；擬定設(shè)計計劃等。 (2) 圖設(shè)計 繪制氣瓶全套二維工程圖以及氣瓶全套三維造型文檔。 (3) 編寫設(shè)計說明書 寫明整個設(shè)計的主要計算和一些技術(shù)說明。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 指導(dǎo)教師意見： 1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語： 根據(jù)課題任務(wù)和要求，進(jìn)行了相關(guān)文獻(xiàn)資料的查閱，對有關(guān)本課題的內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼撌?，了解了課題的研究目的和意義，并對課題的研究現(xiàn)狀有了一定得認(rèn)識。體現(xiàn)了較好的查閱文獻(xiàn)的能力，達(dá)到了文獻(xiàn)綜述的要求。 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測： 本課題是氣瓶的三維造型設(shè)計，課題具有一定得深度和廣度，工作量適中，按照任務(wù)書精度要求，認(rèn)真完成三維造型、裝配各個部分的內(nèi)容，應(yīng)能達(dá)到畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書要求。 指導(dǎo)教師： 2009年3月22日 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 作 者: 系　部: 機(jī)械工程系 專 業(yè): 機(jī)械工程及自動化 題 目: M1000A氣瓶的三維造型設(shè)計 副教授 指導(dǎo)者： 評閱者： 年 5 月 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要 在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的現(xiàn)代化社會中，為適應(yīng)市場的競爭需要，對計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)的研究與應(yīng)用已越來越受到人們的重視。在現(xiàn)代化的制造企業(yè)中普遍采用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件來進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計工作。被認(rèn)為屬于朝陽工業(yè)范疇的氣瓶制造業(yè)也不例外。能夠運用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件設(shè)計一種安全、低成本、使用壽命長的氣瓶以滿足應(yīng)用需求將會越來越受歡迎。本文以SolidWorks為工具，以一個實際的產(chǎn)品M200A氣瓶為研究對象，同時參考國內(nèi)外文獻(xiàn)，及各種氣瓶的結(jié)構(gòu)，總結(jié)出氣瓶的設(shè)計思路，設(shè)計了M1000A氣瓶。 關(guān)鍵詞 氣瓶 三維設(shè)計 工藝 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 29 頁 共 29 頁 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）外文摘要 Title Three Dimensional Design of Gas Cylinder M1000A Abstract In a modern society with rapid development in economy, to meet with the fierce competition in market, more and more attentions are paid on the research and application of the computer aided design and manufacturing technology. In modern manufacturing enterprises, most people adopt computer aided design to design the products, including the gas cylinder industry which belonged to the sun-rise industry. It will become more and more popular to apply the computer aided design software to design the safe, low cost and long lifetime gas cylinder. In this paper, Solidworks is used as a design tool, a real gas cylinder named M200A is designed. At the same time, the author takes the domestic and foreign references, as well as all kinds of cylinder structures for references. At last, the design ideas of the gas cylinder is summed up and the design of M1000A is completed. Keywords Gas cylinder Three dimensional design Craftwork 目錄 1 引言 1 1.1 三維設(shè)計的意義與作用 1 1.2 CAD在三維設(shè)計中的應(yīng)用 2 1.3 國內(nèi)外氣瓶的發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.4 本文主要工作 3 2 M1000A氣瓶的總體設(shè)計 4 2.1 幾種氣瓶結(jié)構(gòu)性能簡介 4 2.2 M1000A氣瓶的總體方案 5 2.3 氣瓶的整體造型 8 3 氣瓶的三維造型 9 3.1 Solidworks軟件 9 3.2 M1000A氣瓶零件的三維造型 9 3.3 M1000A氣瓶的工程圖 14 4 M1000A氣瓶的裝配 16 4.1 裝配方法 16 4.2 裝配體爆炸視圖 19 4.3 氣瓶工藝 20 結(jié)束語 22 致謝 23 參考文獻(xiàn) 24 1 引言 1.1 三維設(shè)計的意義與作用? 現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)和CAD應(yīng)用軟件技術(shù)的發(fā)展，決定了CAD應(yīng)用應(yīng)當(dāng)以顯著提高設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率，明顯降低設(shè)計成本，充分縮短設(shè)計、生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，濃縮和提高優(yōu)秀的設(shè)計經(jīng)驗，提高整個設(shè)計技術(shù)的管理水平為目的[1]。 三維CAD系統(tǒng)中的工程圖設(shè)計與一般二維設(shè)計系統(tǒng)不完全相同，三維CAD系統(tǒng)中的工程圖設(shè)計可以直接由三維模型投影而成，從而保證各個視圖的正確性，使用者只需要對視圖中個別線條進(jìn)行調(diào)整，并標(biāo)注工程符號，即可滿足工程圖紙的要求。三維模型設(shè)計中包括了產(chǎn)品完整的幾何結(jié)構(gòu)，?還可以從三維模型中產(chǎn)生其他各種視圖，除基本標(biāo)準(zhǔn)的三視圖外，還可生成軸測圖、向視圖、各種剖視圖、局部視圖等。在三維的CAD產(chǎn)品設(shè)計中，可以調(diào)節(jié)渲染所設(shè)計產(chǎn)品的一些基本屬性，如光源設(shè)置，模型屬性(顏色、透明度、反射系數(shù)等)，還可以設(shè)置模型的顏色、紋理、反射、景深、陰影等效果，?從而達(dá)到渲染產(chǎn)品外觀的效果。 從設(shè)計的觀點來看，人們頭腦中所構(gòu)思的設(shè)計對象就是三維物體，因此，直接用三維實體形式來描述設(shè)計對象是最直觀、方便省力的設(shè)計方式。隨著三維CAD圖形技術(shù)的發(fā)展，使用三維設(shè)計的有如下優(yōu)勢： （1） 三維模型比二維圖形更接近真實的對象。 （2） 三維模型可以轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€視圖，并可在標(biāo)注帶有尺寸的二維產(chǎn)品圖，從而獲得二者的最佳形式。這種從三維模型轉(zhuǎn)為二維圖形的優(yōu)點是：對于模型和任何修改將自動反映到相應(yīng)的視圖上。 （3） 三維模型可生成具有真實感的渲染圖。產(chǎn)品圖是非常有價值的，但渲染圖常?？梢愿宄卣宫F(xiàn)一個設(shè)計，并有利于找出設(shè)計缺陷和驗證設(shè)計。 （4） 可直接作為不需要用圖紙的對象成型。通常，采用第三方面的程序?qū)⒛Ｐ娃D(zhuǎn)換為數(shù)控加工的格式[2]。 只有在三維的CAD設(shè)計中，才可能建立進(jìn)行有限元分析的原始基本數(shù)據(jù)，進(jìn)而實現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計。用三維模型在裝配狀態(tài)下進(jìn)行零件設(shè)計，可避免實際的干涉現(xiàn)象起到事半功倍的作用。凡此種種，二維的繪圖設(shè)計只能在局部勉強(qiáng)達(dá)到。因此，采用三維設(shè)計是設(shè)計理念的一種變革，是CAD的真正應(yīng)用的開始[3,4]。 1.2 CAD在三維設(shè)計中的應(yīng)用 三維CAD系統(tǒng)作為一種直觀、形象的設(shè)計輔助工具，可以幫助設(shè)計人員建立產(chǎn)品的三維模型。隨著計算機(jī)軟件和硬件技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)學(xué)方法的引入，計算機(jī)三維技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，包括建筑、機(jī)械上的工程應(yīng)用和特殊效果的設(shè)計等，尤其是在現(xiàn)代加工技術(shù)下，數(shù)控加工設(shè)備對零件的三維模型依賴越來越高，通過使用CAM軟件對零件的三維模型的處理來實現(xiàn)零件的數(shù)控加工設(shè)計[5]，就會及早取得經(jīng)濟(jì)和技術(shù)效益，因為它是CAD應(yīng)用發(fā)展的必然趨勢。 隨著CAD產(chǎn)品的不斷升級更新，它的三維設(shè)計功能會越來越強(qiáng)大。一方面對產(chǎn)品進(jìn)行造型設(shè)計、外觀設(shè)計，完成后的三維實體模型圖像逼真，可用于制作產(chǎn)品樣本、宣傳樣本等；另一方面，通過進(jìn)行裝配仿真、機(jī)構(gòu)運動仿真來進(jìn)行尺寸干涉檢查和運動干涉檢查，能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的錯誤，實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計尺寸的“無差錯設(shè)計”。CAD軟件主要用來繪制工程圖，由于其強(qiáng)有力的圖形處理功能吸引了眾多的用戶使用，又由于CAD系統(tǒng)方便的二次開發(fā)環(huán)境吸引了眾多專業(yè)人員支開發(fā)它，因此CAD系統(tǒng)功能將會越來越強(qiáng)，使用會更加方便。 1.3 國內(nèi)外氣瓶的發(fā)展現(xiàn)狀 在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，氣瓶制造業(yè)被認(rèn)為屬于朝陽工業(yè)范疇[6] 。多年來，我國氣瓶行業(yè)走過了從無到有，從小到大的道路。隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求的增長，更主要是氣體工業(yè)的發(fā)展，帶動了氣瓶制造業(yè)的興起和發(fā)展。從1957年設(shè)計制造了第一批40升15Mpa級鋼質(zhì)無縫氣瓶開始，到以后相應(yīng)的鋁合金無縫氣瓶，液化石油氣鋼瓶,各種焊接氣瓶以及近幾年開發(fā)的高強(qiáng)鋼無縫氣鋼瓶，汽車用液化石油氣鋼瓶等等。中國是大量生產(chǎn)和使用氣瓶的國家，已經(jīng)是國際上不容忽視的氣瓶大國。但是應(yīng)該承認(rèn)我國的氣瓶產(chǎn)品還存在著普通產(chǎn)品低檔化，高、精、尖、特產(chǎn)品制造能力存在著空白或尚屬起步階段。 正如其它行業(yè)，氣瓶行業(yè)具有著自身獨特的規(guī)律和周期。在國外氣瓶行業(yè)不斷的經(jīng)歷著成長和發(fā)展。90年代的復(fù)合氣瓶市場，日本政府批準(zhǔn)了復(fù)合氣瓶，從美國到日本及其它亞洲國家的出口量劇增。1991年商用碳纖維的價格驟跌，意味著以碳纖維為增強(qiáng)材料的商用復(fù)合氣瓶成本會降低。美國市場在70年代末，80年代初投入使用的第一批復(fù)合氣瓶開始陸續(xù)達(dá)到5O年使用壽命的極限，更新復(fù)合氣瓶的市場商機(jī)開始顯現(xiàn)出來。英國、德國和其它歐洲國家于1993年允許碳纖維復(fù)合氣瓶的銷售，到1996年出口到歐洲的碳纖維復(fù)合氣瓶數(shù)量急劇增。1996年年底，危品辦批準(zhǔn)了碳纖維復(fù)合氣瓶在美國市場的銷售。1997年，碳纖維復(fù)合材料氣瓶進(jìn)入美國市場，比玻纖維復(fù)合氣瓶減輕重量約40％。這些變化極大的刺激著復(fù)合氣瓶的市場需求、產(chǎn)量和技術(shù)創(chuàng)新。 目前復(fù)合材料氣瓶在美國的研究發(fā)展動向主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是燃料整體供給系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將普通的CNG復(fù)合氣瓶裝入一個復(fù)合材料制成的保護(hù)殼內(nèi)，里面填充有防沖撞的泡沫，氣瓶與匯流管路相連，并有一個總閥門和減壓裝置，這樣可以減少系統(tǒng)部件。保護(hù)殼將氣瓶完全包裹起來，并裝有簡易把手和安裝支架，這樣看起來，無論是尺寸還是外觀，都與普通的汽油箱很相似。二是氣瓶的重量趨向更輕，成本趨向更低。三是氫燃料貯氣瓶。四是復(fù)合材料儲能器。五是航空用氣瓶。 1.4 本文主要工作 在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的現(xiàn)代化社會中，氣瓶制造業(yè)也不斷朝著高、精、尖、特產(chǎn)品發(fā)展。隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，氣瓶越來越多的被使用在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會生活中。而在現(xiàn)代化的制造企業(yè)中都普遍采用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件來進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計工作，能夠運用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件設(shè)計一種安全、低成本、使用壽命長的氣瓶以滿足應(yīng)用需求將會越來越受歡迎。 本文采用SolidWorks，以一個實際的產(chǎn)品M200A氣瓶為研究對象設(shè)計了M1000A氣瓶，制作了該氣瓶所有零部件的三維構(gòu)造模型和非標(biāo)準(zhǔn)零件的工程圖以及產(chǎn)品的裝配圖。在此基礎(chǔ)上，出于制造的目的，形象地分析它們零部件之間的相互關(guān)系，將裝配圖按照零部件的配合條件產(chǎn)生爆炸試圖。 2 M1000A氣瓶的總體設(shè)計 2.1 幾種氣瓶結(jié)構(gòu)性能簡介 2.1.1 鋁合金內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶 該氣瓶內(nèi)膽以優(yōu)質(zhì)6061鋁合金材料，經(jīng)沖壓、拉伸、熱處理、數(shù)控旋壓收口、內(nèi)表面處理等工序加工制作而成。內(nèi)膽壁厚均勻、壁厚差小，肩、底形狀精度高、一致性強(qiáng)，內(nèi)表面采用陽極氧化處理，具有更加良好抗腐蝕性能。氣瓶纏繞層采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)碳纖維、環(huán)氧樹脂等原材料，經(jīng)數(shù)控纏繞、高溫固化等工序加工而成。較金屬氣瓶具有更優(yōu)良的綜合性能，工作壓力大幅度提高，儲氣量增加，重量減輕約50%，具有更好的耐腐蝕性、絕緣性、減震性和安全性?？梢栽谙狸爢T或救護(hù)人員進(jìn)入煙霧、毒氣、粉塵或缺氧等惡劣環(huán)境時提供有效的呼吸系統(tǒng)保護(hù)，廣泛應(yīng)用于消防、礦山、化工、冶金、石油、電力、醫(yī)療、防暴、天然氣汽車等領(lǐng)域。造型如圖2.1所示。 圖2.1 鋁合金內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶 2.1.2 氧氣瓶 醫(yī)用輸氧器是一種小型的供氧裝置，主要用于個人保健、醫(yī)院、高原補(bǔ)氧和井下供氧等。該輸氧器結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、貯氧量大、保壓時間長。其上裝有壓力表、減壓器和流量表。特別是氧氣瓶是由鋁合金制作的，使之具有抗腐蝕、耐高壓，給使用其提供了清潔、清爽、無銹味的氧氣。造型如圖2.2所示。 圖2.2 氧氣瓶 2.1.3 鋼制無縫氣瓶 用優(yōu)質(zhì)碳鋼、錳鋼、鉻鉬鋼或其他合金鋼的鋼坯為原材料，經(jīng)沖壓拉伸法制成或采用優(yōu)質(zhì)無縫鋼管為原材料經(jīng)熱旋壓收口收底制成的氣瓶。無縫氣瓶的底部結(jié)構(gòu)有凹形和凸形兩種。凸形底又分半球形、碟形和H形。鋼質(zhì)無縫氣瓶采用國際一流加工設(shè)備，先進(jìn)的工藝流程，可生產(chǎn)公稱工作壓力為8-30MPa，公稱容積為0.4-80升的大、中、小型各種規(guī)格高壓無縫氣瓶，主要盛裝永久氣體，高壓液化氣體，如：氧氣、氮氣、氫氣、二氧化碳等，廣泛用于工業(yè)、國防、醫(yī)療、科研等行業(yè)。造型如圖2.3所示。 圖2.3 鋼制無縫氣瓶 2.2 M1000A氣瓶的總體方案 氣瓶是一種專供盛裝和運輸氣體或液化氣體用的移動式容器。從廣義上講應(yīng)包括不同壓力、不同容積、不同結(jié)構(gòu)形式和不同材料用以貯運永久氣體，液化氣體和溶解氣體的一次性或可重復(fù)充氣的移動式的壓力容器[7]。這種專門用途的需要，氣瓶的形狀和結(jié)構(gòu)就必須簡單、緊湊，重量較輕，易于搬運和使用。氣瓶的容積一般都較小，常用的為30～200升；氣瓶的長度適中，約1．5米左右，過長和過短都不便于搬運移動；氣瓶在充裝氣體和庫存儲放期間要直立放置，以免產(chǎn)生滾動或相互撞擊，因此它的底部應(yīng)具有立放的支座；氣瓶的頂部則有一個接口管，管內(nèi)有內(nèi)螺紋，用以與瓶閥連接。 從結(jié)構(gòu)上分類有無縫氣瓶和焊接氣瓶；從材質(zhì)上分類有鋼質(zhì)氣瓶（含不銹鋼氣瓶），鋁合金氣瓶，復(fù)合氣瓶、其他材質(zhì)氣瓶；從充裝介質(zhì)上分類為永久性氣體氣瓶，液化氣體氣瓶，溶解乙炔氣瓶；從公稱工作壓力和水壓試驗壓力上分類有高壓氣瓶、低壓氣瓶。 本課題研究的是鉬源氣瓶，該氣瓶從結(jié)構(gòu)上看屬于焊接氣瓶。但又區(qū)別于一般的焊接氣瓶。在其內(nèi)部所貯存的是鉬源，由于鉬源是一種劇毒性的氣體，所以對輸送、貯存這類氣體氣瓶的安裝、焊接、嚴(yán)密性、潔凈度、耐腐蝕都有嚴(yán)格的要求。本文設(shè)計的氣瓶不同于以上幾種氣瓶，主要由瓶底、瓶身、瓶蓋、閥、通氣管等部分組成。由于盛裝的是劇毒氣體，氣瓶的容量比較小，瓶體總高165cm。氣瓶材料采用1Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni9Ti有較高的抗拉強(qiáng)度，較低的屈服點，極好的塑性和韌性，焊接性能和冷彎成型性能好，1Cr18Ni9Ti含有抗晶界腐蝕的鈦，可以通過熱處理提高它的抗晶界腐蝕能力。主體部分采用焊接，主體焊縫的焊接采用自動焊接方法，并嚴(yán)格遵守合格的焊接工藝，以確保氣瓶外觀質(zhì)量及嚴(yán)密性。氣瓶的內(nèi)表面粗糙度，機(jī)加工應(yīng)達(dá)到1.6,機(jī)械拋光應(yīng)達(dá)到0.1，最后經(jīng)電拋光處理。 2.2.1 瓶底、瓶身、瓶蓋的設(shè)計 瓶底、瓶身、瓶蓋是氣瓶的主體部分，三者通過焊接連接在一起，組成氣瓶的瓶體。對于它們的設(shè)計思路主要是參照國內(nèi)外的參考文獻(xiàn)，以及一些具體的例子以后得出的。瓶體總高設(shè)定為165cm，直徑118cm。具體為：瓶蓋總高17cm，瓶身總長134cm，瓶底為14cm。瓶蓋上面有三個通孔，用于分別連接長管、短管和瓶蓋帽。這樣的設(shè)計用意在于，長短管負(fù)責(zé)進(jìn)出氣，瓶蓋帽可以擰下，以便對氣瓶進(jìn)行清洗。瓶身的設(shè)計比較簡單，端面的厚度與瓶底、瓶蓋一樣，主要考慮焊接的嚴(yán)密性。瓶底的設(shè)計與一般焊接氣瓶的瓶蓋類似，只是該瓶蓋在其中心部分有一個圓形的凹槽，這樣設(shè)計的目的在于可以使氣瓶內(nèi)部氣體使用完全，減少剩余量，提高利用率。 2.2.2 彎管的設(shè)計 彎管是氣瓶內(nèi)部用于通氣的管道，在氣瓶中它也扮演著重要的角色，是本設(shè)計氣瓶不可缺少的部分，由于瓶蓋的設(shè)計中進(jìn)出管道分布在瓶蓋兩側(cè)，考慮到用氣的完全，內(nèi)部管道必須伸入瓶體的中心部分，所以必須設(shè)計成彎管。上面設(shè)計的瓶體總高為165cm，彎管與短管焊接在一起，短管與瓶蓋焊接，因此除去瓶蓋實體厚度12cm，彎管下端口至瓶蓋內(nèi)表面的距離應(yīng)小于149cm。加上彎管插入彎管的長度，設(shè)計彎管垂直總長為148。插入入口管3cm后，管口至蓋內(nèi)表面的長度應(yīng)小于156cm。并且自行設(shè)定一定的角度，使的安裝后，下端口正好處于瓶底凹槽內(nèi)。彎管材料采用1Cr18Ni9Ti，該材料焊接性能和冷彎成型性能好，能夠滿足耐腐蝕的要求。 2.2.3 氣瓶閥的設(shè)計 氣瓶閥（Cylinder Valves）是指與壓縮氣體鋼瓶瓶口直接相連，使鋼瓶可以容納氣體，并控制氣體進(jìn)出鋼瓶的截止閥[8]。 氣瓶閥通常采用針閥或隔膜閥的結(jié)構(gòu)形式。針閥結(jié)構(gòu)的氣瓶閥分為壓力密封型、扳手型、非旋轉(zhuǎn)閥桿型。隔膜閥結(jié)構(gòu)的氣瓶閥分為彈簧返回型（Spring-Loaded Diaphragm Valve）、一體型（The Tied-Diaphragm Valve）。 氣瓶閥作為控制壓力容器的閥門，配有壓力釋放裝置。要注意的是，氣瓶閥的設(shè)計、制造是按照各專業(yè)協(xié)會的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，例如氣瓶閥進(jìn)、出口的結(jié)構(gòu)及螺紋形式等都有特定的規(guī)范，選用氣瓶閥時不能簡單地用針閥或隔膜閥來代替。對于劇毒氣體，高純度氣體，稀有氣體和自燃?xì)怏w要采用隔膜閥結(jié)構(gòu)的氣瓶閥。本設(shè)計在其接口處采用VCR接頭，由于是球面接觸，即使管線受到外力扭轉(zhuǎn)或彎曲后，也不至于使接口處松動，且因結(jié)合面為球面連接而十分嚴(yán)密。較好的保證氣瓶的密封性。 氣瓶閥與長短管的連接采用焊接方式，將氣瓶閥與長短管進(jìn)行焊接相比于螺紋連接，卡套連接等眾多管道連接方式，有如下優(yōu)點： （1）泄漏的可能性最?。? （2）抗振動性、抗壓力的沖擊性最佳； （3）對溫度的高、低及循環(huán)變化適應(yīng)性最強(qiáng)； （4）可保證管道系統(tǒng)內(nèi)部的清潔。 2.2.4 氣瓶帽的設(shè)計 本設(shè)計的氣瓶需要用到三個氣瓶帽，閥上有兩個形狀和尺寸完全相同的氣瓶帽，瓶蓋用到一個形狀完全相同，尺寸稍大的氣瓶帽。該帽不是一個單一的整體，而是一個裝配體。它由螺母、墊片、通氣管等五部分組成。其主題部分是一個六方體造型，螺母設(shè)計成四方行。氣瓶帽頭上設(shè)計一個孔，便于與閥連接，旋下時不至于丟。帽體部分有一個通孔，該孔主要用于擰緊螺母時將帽內(nèi)空氣排空，形成真空。氣瓶帽內(nèi)部使用的墊片材料采用無氧銅。 2.3 氣瓶的整體造型 綜合以上所有的設(shè)計，繪制出M1000A氣瓶的總體造型。如圖2.4所示。 圖2.4 M1000A氣瓶的整體造型 3 氣瓶的三維造型 3.1 SolidWorks軟件 SolidWorks是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)。由于使用了Windows的OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計技術(shù)、先進(jìn)的parasolid內(nèi)核及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)，SolidWorks已成為全球裝機(jī)量最大、最好用的三維CAD軟件。SolidWorks擁有眾多第三方軟件供應(yīng)商的支持，可以實現(xiàn)加工、分析、逆向工程等工程應(yīng)用。用SolidWorks軟件設(shè)計的零件、裝配體、工程圖具有全相關(guān)性，可大大減輕設(shè)計修改的工作量，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期；SolidWorks與加工編程軟件CAMWorks、有限元分析軟件CosMos／Works、流體力學(xué)分析軟件FloWorks軟件直接結(jié)合，使SolidWorks更加如虎添翼，功能更加強(qiáng)大，再借助于SolidWorks本身豐富的數(shù)據(jù)接口在機(jī)械設(shè)計和制造方面進(jìn)行產(chǎn)品的虛擬樣機(jī)測試、仿真分析和快速制造，可大幅度縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，降低開發(fā)成本。 為比較評價不同的設(shè)計方案，減少設(shè)計錯誤，提高產(chǎn)量，SolidWorks強(qiáng)勁的實體建模能力和易用友好的Windows界面形成了三維產(chǎn)品設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械工程師不論有無CAD的使用經(jīng)驗，都能用SolidWorks提高工作效率，使企業(yè)以較低的成本、更好的質(zhì)量更快將產(chǎn)品投放市場。而最有意義的是，用于SolidWorks的投資是容易承受的，這使得參加工程設(shè)計的所有人員都能在他們桌面上的計算機(jī)進(jìn)行三維設(shè)計[9]。 3.2 M1000A氣瓶零件的三維造型 SolidWorks是一款功能強(qiáng)大的計算機(jī)輔助繪圖和設(shè)計軟件系統(tǒng)，其所有的零件都是建立在草圖基礎(chǔ)上的，草圖功能的提高會直接影響到對零件的可編輯能力的提高。然后可以以拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣等特征形式形成實體。本文以M1000A氣瓶為例，對其瓶底、瓶身、瓶蓋、閥等為主要研究對象說明其應(yīng)用SolidWorks進(jìn)行三維造型的要點。在造型中需要注意的一些問題有： （1）每當(dāng)新建一個零件時，最好給零件適當(dāng)命名，盡量不要采用系統(tǒng)默認(rèn)的名稱，以便以后查詢檢索； （2）在采用SolidWorks進(jìn)行三維設(shè)計時，應(yīng)適時進(jìn)行保存，以避免前面的工作前功盡棄。例如我在繪制較為復(fù)雜的零件時，由于計算機(jī)內(nèi)存不足的原因，計算機(jī)自動退出繪圖界面，沒有適時進(jìn)行保存而造成從頭開始工作； （3）SolidWorks提供了強(qiáng)大的圓角建模功能，圓角特征在設(shè)計零件時起著重要的作用。一般情況下，如果能在零件特征上加入圓角，則有助于造型上的美觀。在繪圖過程中，一定注意特征間的父子關(guān)系。因此，圓角的建立最好是在實體繪制的末期。盡量不要以圓角的邊作為參考邊，以免產(chǎn)生父子關(guān)系不利于往后的設(shè)計[10]。 3.2.1 瓶底、瓶身、瓶蓋的三維造型 瓶底、瓶身、瓶蓋是本文研究的氣瓶的基本組成部分，在SolidWorks中，對于本文設(shè)計的氣瓶的瓶底、瓶身和瓶蓋的實體造型比較容易實現(xiàn)，基本都可以通過拉伸和切除來實現(xiàn)，也可以完成它們的截面草圖，然后一次旋轉(zhuǎn)完成。 瓶底的設(shè)計步驟：首先是草繪一個圓，然后拉伸成實體，再切除。其瓶底中心的一部分圓是通過繪制截面圖，然后通過旋轉(zhuǎn)-切除得到。最后再進(jìn)行倒圓角。如圖3.1所示。 圖3.1 瓶底 瓶身的設(shè)計比較簡單，在設(shè)計好具體的尺寸后，只通過拉伸-切除就可以得到。然后再在內(nèi)輪廓倒圓角。如圖3.2所示。 圖3.2 瓶身 利用拉伸、拉伸-切除完成瓶蓋的造型。如圖3.2所示。 圖3.3 瓶蓋 3.2.2 閥的三維造型 氣瓶閥作為控制壓力容器的閥門，配有壓力釋放裝置。要注意的是，氣瓶閥的設(shè)計、制造是按照各專業(yè)協(xié)會的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，例如氣瓶閥進(jìn)、出口的結(jié)構(gòu)及螺紋形式等都有特定的規(guī)范，選用氣瓶閥時不能簡單地用針閥或隔膜閥來代替。本設(shè)計的閥采用VCR接頭，其包括接頭；焊接裝配；墊片；螺母，螺帽和接頭。由于VCR是標(biāo)準(zhǔn)件，在本課題設(shè)計中，未對其進(jìn)行設(shè)計，而是直接向供應(yīng)商購買。因此在整個閥的三維造型中未對其進(jìn)行組合裝配，只是表現(xiàn)出它的外觀造型。 在整個閥的設(shè)計過程中，最主要的是利用拉伸，拉伸-切除特征，然后進(jìn)行倒圓角。對于閥體上的文字，開閥及氣體流向標(biāo)志，是通過草繪文字和圖行，再經(jīng)過切除得到。如圖3.4所示。 3.4 閥 3.2.3 彎管的三維造型 彎管的造型是利用掃描特征來實現(xiàn)的。其設(shè)計過程如下：草繪掃描路徑，繪制掃描截面圖，然后點擊特征工具欄上的掃描，選擇草繪路徑和圓截面圖得到彎管實體造型，再利用掃描切除特征將彎管打通。如圖3.5所示。 3.5 彎管 3.2.4 安全帽零件的三維造型 本設(shè)計的安全帽一共有三個，兩個小，一個稍小，形狀相同，尺寸不同。所以設(shè)計造型時不再分開講述。其包括以下幾個部分：帽1、帽2、墊片、螺母和通氣管。利用拉伸，拉伸-切除，旋轉(zhuǎn)，掃描切除等特征設(shè)計各個零件，完成其所有的造型。 設(shè)計過程如下： （1） 利用拉伸，拉伸-切除，倒圓角特征完成如圖3.6所示造型。 3.6 帽1 （2） 利用旋轉(zhuǎn)，倒圓角等特征完成如圖3.7所示造型。 3.7 帽2 （3） 利用拉伸，特征墊片的造型，然后選擇材質(zhì)，得到如圖3.8所示造型。 3.8 墊片 （4） 利用拉伸，拉伸-切除完成螺母基本實體，對于螺紋，繪制時比較麻煩，需注意的事必須轉(zhuǎn)換實體應(yīng)用，然后插入草繪，再插入曲線，螺旋線-渦狀線，繪制螺紋形狀，最后利用旋轉(zhuǎn)切除得到。如圖3.9所示。 3.9 螺母 （5） 利用拉伸，拉伸-切除以及倒圓角特征完成通氣管的造型。如圖3.8所示造型。 3.10 通氣管 3.2.5 長、短通氣管的三維造型 長、短通氣管的三維造型的設(shè)計是比較簡單的，利用拉伸，拉伸-切除就可以完成造型。如圖3.11所示。 3.11 長、短通氣管 3.3 M1000A氣瓶的工程圖 在工程中，三維零件圖和裝配圖并不是用來指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件，而所使用的圖樣是一組具有規(guī)定表達(dá)方式的二維多面正投影圖，然后標(biāo)注尺寸和表面粗糙度符號及公差配合，這種圖樣在機(jī)械制造中稱為工作圖，也就是SolidWorks中的工程圖。 SolidWorks最優(yōu)越的特點是，在于它能直接由三維模型生成二維工程圖，不需要設(shè)計人員重新繪制。工程圖包含一個或多個由零件或裝配體生成的視圖。在生成工程圖之前，必須先保存與它有關(guān)的零件或裝配體。用戶可以從零件或裝配體文件內(nèi)生成工程圖[11][12]。 但Solidworks生成的二維工程圖是一個純粹的幾何關(guān)系表達(dá)，而二維工程圖是一種特殊的工程語言，國家標(biāo)準(zhǔn)<<機(jī)械制圖>>對二維工程圖的表達(dá)由具體的規(guī)定，如對稱幾何的關(guān)系的表達(dá)，不同零件剖面線的方向與疏密程度、零件編號、基準(zhǔn)符號大小等等。二維工程圖中出現(xiàn)的這些人為的規(guī)定，特殊表達(dá)方法，在Solidworks生成的工程圖中是不存在的，因此還需要按照國家<<機(jī)械制圖>>標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改，才能形成完整的工程圖。 利用SolidWorks進(jìn)行三維模型設(shè)計，再從三維模型轉(zhuǎn)換成二維工程圖，是該軟件的核心之一，也是現(xiàn)代計算機(jī)輔助設(shè)計的發(fā)展趨勢。雖然SolidWorks二維工程圖的編輯功能不及AutoCAD，但SolidWorks有強(qiáng)大的視圖表達(dá)能力，能在二維工程圖中作標(biāo)準(zhǔn)三視圖、投影視圖、輔助視圖、剖面視圖、旋轉(zhuǎn)剖視圖、局部視圖等，這些高效、快捷的功能是AutoCAD無法比擬的[13]。 M1000A氣瓶的工程圖如圖3.12所示。 3.12 M1000A氣瓶的工程圖 4 M1000A氣瓶的裝配 4.1 裝配方法 4.1.1 裝配技巧 裝配是將各種零件模型插入到裝配體文件中，利用零件的相應(yīng)結(jié)構(gòu)來限制各個零件的相對位置，使其構(gòu)成機(jī)構(gòu)的某部分，或者是一個完整的機(jī)構(gòu)或機(jī)器。SolidWorks允許用戶在裝配體文件中插入數(shù)目眾多的零件進(jìn)行組裝配合。內(nèi)部零件和子組件的裝配是內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要方面。對在實際裝配過程中經(jīng)常遇到的問題，提供幾點在裝配約束選用方面的技巧。 （1）“坐標(biāo)系”約束的應(yīng)用 使用“坐標(biāo)系”約束，通過將零件的坐標(biāo)系與裝配體的坐標(biāo)系對齊(既可以使用裝配體坐標(biāo)系又可以使用零件坐標(biāo)系)，也就是通過對齊所選坐標(biāo)系的相應(yīng)軸線來裝配零件。 （2）“固定”約束的應(yīng)用 用“固定”約束固定零件的當(dāng)前位置，使零件被移動或裝配，實現(xiàn)完全約束，該約束類型在方案設(shè)計中應(yīng)用最多。 （3）“自由放置”操作 在總體設(shè)計過程中，零件布置有時難以一步到位，零件的位置需要多次變換調(diào)整才能最終確定出最佳方案。在裝配操作環(huán)境中調(diào)整約束關(guān)系時，一些零件往往處于隱藏狀態(tài)，總體布置不直觀?！白杂煞胖谩辈僮鞯墓δ芴攸c解決了這些問題[14]。 4.1.2 裝配順序 在SolidWorks裝配體中，裝配方法有自上而下設(shè)計和自下而上設(shè)計兩種，也可以將兩種方法結(jié)合起來使用。無論采用哪種方法，其目標(biāo)都是配合這些零部件，以便生成裝配體或子裝配體。 在自下而上的設(shè)計中，首先生成零件并將其插入裝配體，然后根據(jù)設(shè)計要求配合零件，當(dāng)使用先前已經(jīng)生成的現(xiàn)成零件時，自下而上設(shè)計是首選的設(shè)計方法。它的優(yōu)點是，由于零部件均為獨立設(shè)計，它與自上而下設(shè)計法相比，相互關(guān)系及重建行為更為簡單。使用自下而上設(shè)計法時，可以專注于單個零件的設(shè)計。當(dāng)不需要建立控制零件大小和尺寸的參考關(guān)系時，此方法比較合適[15]。 自上而下設(shè)計是從裝配體開始設(shè)計工作，這是兩種設(shè)計方法的不同之處，該方法可以使用一個零件的幾何體來幫助定義其他零件，或生成直至組裝零件后才添加的加工特征。也可以將布局草圖作為設(shè)計的開端，定義固定零件的位置和基準(zhǔn)面等，然后參考這些定義來設(shè)計零件。 裝配過程如下： （1） 選擇菜單欄中的“文件” “新建”命令，在出現(xiàn)的“新建SolidWorks文件”對話框中，單擊裝配體圖標(biāo)，單擊“確定”按鈕后進(jìn)入裝配體制作界面。單擊“裝配體”工具欄中的插入零部件按鈕，導(dǎo)入瓶蓋作為裝配體中的固定件，如圖4.1所示。 4.1 裝配圖1 （2） 單擊“插入零部件”按鈕，然后單擊“瀏覽”按鈕，導(dǎo)入短管、長管、和一個裝配體，完成裝配，如圖4.2所示。 4.2 裝配圖2 （3） 導(dǎo)入彎管，完成和瓶蓋中短管的裝配，如圖4.3所示。 4.3 裝配圖3 （4） 導(dǎo)入瓶身、瓶蓋完成瓶體的裝配，如圖4.4所示。 4.4 裝配圖4 （5） 導(dǎo)入兩個閥和兩個裝配體完成整個氣瓶的裝配圖，如圖4.5所示。 4.5 裝配圖5 4.2 裝配體爆炸視圖 在一些特定的場合下，我們會用到裝配體的爆炸。比如，制作產(chǎn)品的裝配工藝，制作產(chǎn)品的維修手冊等。 在Solidowrks中，我們可以為裝配體建立多種類型的爆炸，這些爆炸分別存在裝配的不同配置中。爆炸視圖可以分離裝配體中的零部件以形象地分析它們之間的相互關(guān)系。裝配體爆炸后，不能給裝配體添加配合，一個爆炸視圖包括一個或多個爆炸步驟，每一個爆炸視圖都保存在所生成的裝配體配置中，每一個配置都可以有一個爆炸視圖[16]。 需要注意的是，在Solidowrks中，一個配置只能添加一個爆炸關(guān)系，因此，當(dāng)我們需要建立多個爆炸的時候，一定要為裝配添加不同的配置。每個爆炸視圖包括一個或多個爆炸步驟。每一個爆炸視圖是保存于所生成的裝配體配置中。在生成爆炸以后，裝配中的設(shè)計樹的配置一項會發(fā)生變化。關(guān)于爆炸視圖的設(shè)計樹的操作，我們可以點擊每個爆炸，顯示爆炸、刪除、重新定義爆炸。對每一個爆炸步驟，可以分別定義、刪除該步驟。 爆炸和不爆炸狀態(tài)，其爆炸步驟前面的圖標(biāo)不一樣：注意不同的狀態(tài)。紅色（爆炸）和黃色（不爆炸）。我們也可以在設(shè)計樹中拖動（復(fù)制）爆炸：使當(dāng)前的爆炸的配置處于激活狀態(tài)，拖動爆炸視圖圖標(biāo)，來將爆炸視圖從一個配置復(fù)制到另一個配置中。注意：別的配置不能有爆炸，這里也遵守一個配置只能有一個爆炸的規(guī)則，而且不能刪除不激活的配置中的爆炸視圖。 如果你覺得該爆炸視圖的爆炸順序部正確，或想重新進(jìn)行爆炸，在圖形窗口的任何地方或已經(jīng)爆炸的視圖的設(shè)計樹的爆炸視圖圖標(biāo)上，單擊右鍵并選擇解除爆炸。 4.2.1 M1000A氣瓶及安全帽的爆炸視圖 單擊“裝配體”工具欄上的“爆炸視圖”按鈕，或選擇菜單欄中的“插入” “爆炸視圖”命令，會出現(xiàn)“爆炸”PropertyManager[17]。炸步驟如下：單擊插入爆炸視圖，裝配體爆炸對話框展開。單擊零部件的邊線或面，其方向是與要爆炸的方向相平行的。此時會出現(xiàn)預(yù)視箭號并且在要爆炸的方向:方框內(nèi)會顯示出所作之選擇。如果預(yù)視的箭號方向是錯的話，就選擇單擊反向。然后選擇爆炸的步驟。當(dāng)對此爆炸視圖滿意時，單擊確定。 安全帽的爆炸視圖如圖4.6所示。 圖4.6 安全帽爆炸視圖 M1000A氣瓶的爆炸視圖如圖4.7所示。 圖4.7 M1000A氣瓶的爆炸視圖 4.3 氣瓶工藝 4.3.1 氣瓶的清洗 氣瓶使用一段時間后如果發(fā)現(xiàn)氣瓶內(nèi)部有銹蝕銹皮或其他外界固體，應(yīng)對氣瓶內(nèi)壁進(jìn)行機(jī)械清洗，之后用清水沖洗、干燥。機(jī)械清洗方法有： （1）金屬絲刷，通過瓶口插入一個設(shè)計合理的金屬絲刷，用電鉆或車床帶動并使其在瓶內(nèi)上下左右移動； （2）滾動磨光，把一定量硬質(zhì)磨料（例如多角鑄鐵）放在瓶內(nèi)，然后使氣瓶擺動或搖動旋轉(zhuǎn)； （3）噴丸，將氣瓶倒立，噴丸或噴砂，噴嘴相對于氣瓶表面運動。 4.3.2 氣瓶的烘干 氣瓶水壓試驗或清洗后，內(nèi)表面的水或溶液很難弄干，這些水留在氣瓶內(nèi)表面會引起內(nèi)表面銹蝕。氣瓶烘干裝置用于氣瓶水壓試驗完成后，將氣瓶內(nèi)表面的水去除干凈。它是通過用加熱的空氣不斷吹入氣瓶內(nèi)，將氣瓶內(nèi)表面的水變?yōu)樗缓笤匐S氣流流出氣瓶外，達(dá)到烘干氣瓶的目的。 4.3.3 氣瓶的檢查 焊接氣瓶的定期檢驗應(yīng)包括內(nèi)外表面檢驗、焊縫檢驗、瓶重測定、耐壓試驗、主要附件檢驗及氣瓶氣密性試驗。氣瓶應(yīng)逐只進(jìn)行內(nèi)外表面檢驗。檢驗內(nèi)容與要求應(yīng)遵照下列規(guī)定： （1）氣瓶瓶壁不允許有裂紋、氣泡、結(jié)疤、折疊和夾雜等缺陷； （2）瓶壁如果存在凹陷（受撞擊或擠壓而在瓶體上形成的外表面塌陷）時，凹陷的深度應(yīng)不大于該凹陷長徑（即最大尺寸）的1/10，且其邊緣不允許有突變的棱角，凹陷內(nèi)不允許有深度超過0.5mm的劃痕。凹陷內(nèi)包含有焊縫或其熱影響區(qū)時，其最大深度不得超過6mm； （3）氣瓶表面有腐蝕缺陷時，應(yīng)測定腐蝕處的剩余壁厚。點狀腐蝕處的剩余壁厚，不得小于氣瓶計算最小壁厚的2/3。線狀腐蝕和面腐蝕處的剩余壁厚，不得小于計算最小壁厚的80%；??? （4）氣瓶不允許有肉眼可見的塑性變形，各橫斷面的周長伸長率都應(yīng)小于1%。發(fā)現(xiàn)瓶壁有劃痕時，應(yīng)測定其剩余壁厚。劃痕處的剩余壁厚不得小于計算最小壁厚的80%。氣瓶的瓶壁金屬不允許有燒傷，也不允許存在因被燒而引起的瓶體變形[18]。 結(jié)束語 在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的現(xiàn)代化社會中，為適應(yīng)市場的競爭需要，對計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)的研究與應(yīng)用已越來越受到人們的重視。三維CAD系統(tǒng)成為現(xiàn)代技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品設(shè)計的有效輔助工具，也是產(chǎn)品設(shè)計的最終出路。如果再集成有有限元分析軟件，將更加顯著地提高設(shè)計質(zhì)量和效果。對于大幅度替代或減少試制各個設(shè)計部門的協(xié)調(diào)、配合、設(shè)計數(shù)據(jù)的管理和使用，具有更大的實際意義。 本文以SolidWorks為工具，以一個實際的產(chǎn)品M200A氣瓶為研究對象，查閱了大量相關(guān)資料，參考了各種各樣的氣瓶，總結(jié)出一般氣瓶的設(shè)計思路，設(shè)計了M1000A氣瓶。本文完成的主要工作有： （1） 完成了對M1000A氣瓶的總體設(shè)計方案。 （2） 運用SolidWorks完成該氣瓶各個零件的三維造型和非標(biāo)零件的工程圖。 （3） 在SolidWorks環(huán)境下完成該氣瓶的裝配及爆炸視圖。 對于機(jī)械工程專業(yè)的學(xué)生，在氣瓶的整個設(shè)計過程中，能學(xué)到一門新的繪圖軟件，并很好地掌握了該CAD工具，進(jìn)行相關(guān)的氣瓶設(shè)計工作，不僅達(dá)到了培養(yǎng)我運用通用的三維設(shè)計軟件完成產(chǎn)品的整個設(shè)計工作的能力，對我在今后的工作崗位上能夠更快地投入到工作中也起了決定性的作用。 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計，從論文選題到搜集資料，從寫稿到反復(fù)修改，期間我經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在寫作論文的過程中心情是如此復(fù)雜。如今，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復(fù)雜的心情煙消云散，自己甚至還有一點成就感。作為一個本科的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，但最終在老師的督促指導(dǎo)，以及一起學(xué)習(xí)的同學(xué)的支持下，完成了這個設(shè)計。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師黃新燕老師。她為人隨和熱情，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心。在閑聊中她總是能像知心朋友一樣鼓勵我們，在論文的寫作和措辭等方面她也總會以“專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”嚴(yán)格要求我們。黃老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從外文翻譯、開題報告、模型建立到設(shè)計說明書的撰寫和修改等過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)和督促。黃老師細(xì)心地糾正了我在前期開題報告和外文翻譯中的許多錯誤。 其次要感謝張樂瑩老師，她在我前期的工作中給予我很多幫助，細(xì)致地指導(dǎo)我，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。同時還要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計的石芳、任蕾蕾和馬磊同學(xué)，他們在本次設(shè)計中課題和我相似，我們一起勤奮工作，克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設(shè)計。 然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識的基礎(chǔ)；感謝可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！最后感謝我的母校—南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院四年來對我的大力栽培。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 陳伯雄. 三維設(shè)計是CAD技術(shù)應(yīng)用的必然趨勢[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000. [2] 顏映果. CAD三維造型技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備，2005，23 (4)：49～51. [3] 袁波，周昀，胡事民，孫家廣. 基于三維模型的二三維一體化設(shè)計[J]. 計算機(jī)輔助設(shè)計與制造，1998，(6)：45～47. [4] 劉貴軍. AutoCAD在三維設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2007，(5)：182～184. [5] 評測專家組. 三維CAD/CAM軟件評測總結(jié)[J]. 計算機(jī)輔助設(shè)計與制造，1999，(5)：26～28. [6] 張潔. 國內(nèi)復(fù)合材料氣瓶發(fā)展及氣瓶標(biāo)準(zhǔn)概況[J]. 纖維復(fù)合材料，2007，(3)：39～43. [7] 孫黎，湯曉英，毛沖霓. 淺論我國氣瓶附件標(biāo)準(zhǔn)體系和技術(shù)要求的完善[J]. 閥門機(jī)構(gòu)，2007，(2)：40～43. [8] 李慶榮. CAD三維造型技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 大眾科技，2005，(8)：76～77. [9] 李啟炎，李光耀. SolidWorks2003三維設(shè)計教程[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003. [10] 張阿維，王會燃. 計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 西北紡織工學(xué)院學(xué)報，1999，(3)：85～90. [11] 胡仁喜，郭軍，王仁廣. SolidWorks2005中文版機(jī)械設(shè)計高級應(yīng)用實例[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 168～188. [12] 劉永翔. 產(chǎn)品設(shè)計實用基礎(chǔ)[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003. [13] 樊柄輝，李江云. 三維參數(shù)化特征造型機(jī)械CAD[M]． 北京: 清華大學(xué)出版，1999. [14] 黃康，田杰，王勇. 機(jī)械CAD與SolidWorks三維計算機(jī)輔助設(shè)計[M]. 合肥：中國科技技術(shù)大學(xué)出版社，2005. 256～267. [15] 韓綠霞，宋懷俊，張彩云，雒廷亮，張培. SolidWorks三維造型技術(shù)的應(yīng)用[J]. 機(jī)械研究與應(yīng)用，2005，18 (4)：102～103. [16] 岳榮剛，宋凌君. SolidWorks2006零件與裝配設(shè)計教程[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2006. [17] 侯永濤，黃娟. SolidWorks機(jī)械設(shè)計實用教程[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006． [18] 李小明，邱桂杰，劉錦霞. 某型復(fù)合材料氣瓶優(yōu)化設(shè)計[J]. 纖維復(fù)合材料機(jī)構(gòu)，2007，(1)：22～24.