M200B氣瓶的三維造型設(shè)計【說明書+SOLIDWORKS】
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各類畢業(yè)設(shè)計課程定做 Q號是1714879127 該論文含配套的圖紙(需購買)1 引言1.1 氣瓶的概念及應(yīng)用氣瓶是指在正常環(huán)境下(4060)可重復(fù)充氣使用的,公稱工作壓0 MPa30MPa(表壓),公稱容積為04L1000L的盛裝永久氣體、液化氣體或溶解氣體等的移動式壓力容器1。按公稱壓力和公稱容積分類具體如下:(1)2000年版的氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程中,對于盛裝永久氣體的氣瓶 ,公稱工作壓力是指在基準(zhǔn)溫度時(一般為20)所盛裝氣體的限定充裝壓力;對于盛裝液化氣體的氣瓶,是指溫度為60時,瓶內(nèi)氣體壓力的上限制。公稱工作壓力8MPa30MPa為高壓氣瓶,公稱工作壓力1.0MPa5MPa為低壓氣瓶。(2)氣瓶的公稱工作壓力、最高充裝壓力、水壓試驗壓力等之間的關(guān)系:以公稱工作壓力為15MPa的氣瓶為例,水壓試驗壓力是公稱工作壓力的1.5倍,為22.5MPa,而最高充裝壓力,是指在基準(zhǔn)溫度時(一般為20)公稱工作壓力為15MPa所盛裝氣體的限定充裝壓力,也是公稱工作壓力加上溫升(最高為60)壓力之和,最高充裝壓力應(yīng)是水壓試驗壓力的0.8倍,為18MPa。(3)氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程中規(guī)定:氣瓶的公稱容積為0.4 L3000L。其中等于、小于12L為小容積;12 L100L為中容積;大于100L為大容積1。1.2 氣瓶國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前國內(nèi)有許多廠家的鋼瓶、塑料內(nèi)膽或鋁內(nèi)膽纏繞氣瓶的性能穩(wěn)定, 工藝成熟, 市場較好純鋼質(zhì)氣瓶是由無縫鋼管經(jīng)熱壓拉拔后成型, 滿足其使用性能和制造工藝要求, 氣瓶重量難以降低, 壁厚誤差較大, 其重量與容積比一般大于1.25Kg/L。鋁內(nèi)膽或塑料內(nèi)膽加玻璃纖維“ 繭式” 纏繞的復(fù)合材料氣瓶價格高, 工藝復(fù)雜, 所使用的設(shè)備昂貴, 而且用于密封的聚合物材料易于老化并逐漸失去彈性及密封性,從而降低氣瓶的使用性能, 其重與容積比一般為0.3 Kg/L0.7Kg/L2。自上世紀(jì)后半葉以來,復(fù)合材料氣瓶在西方國家得到飛快的發(fā)展。以CNG氣瓶的研制和開發(fā)方面為例,美國的Lincol 公司、SCI公司、和Hydospin公司都走在世界前列。改革開放后的中國自然也應(yīng)當(dāng)有所作為,國內(nèi)許多公司企業(yè)、科研院以及高等院校也紛紛加入到這個行列中來,經(jīng)過數(shù)年努力,他們都拿出了自己的產(chǎn)品或研究成果3。國際和國外先進氣瓶附件標(biāo)準(zhǔn)包含了其先進的技術(shù)和管理水平, 也反映了工業(yè)發(fā)達國家的整體生產(chǎn)力水平。特別是大部分國際和國外先進標(biāo)準(zhǔn)(如ANSI 、UL 、EN、ISO) 是在近期制定和修改的,反映了國際上先進的學(xué)技術(shù)、管理和整體生產(chǎn)力水平。通過整理、分析和消化, 結(jié)合我國的實際情況, 有效地采用國際和國外先進標(biāo)準(zhǔn), 可以為提高標(biāo)準(zhǔn)的實用性和科學(xué)性提供依據(jù), 從而使我國的氣瓶附件生產(chǎn)水平大大地邁進一步4。 1.3 本文的設(shè)計內(nèi)容氣瓶作為一種移動式壓力容器,在社會生產(chǎn)和社會生活中與人有著密切聯(lián)系,氣瓶檢驗環(huán)節(jié)在特種設(shè)備安全監(jiān)察管理的設(shè)計、制造、安裝、使用、檢驗、修理、改造七個環(huán)節(jié)中又是一個既重要又特殊的中間環(huán)節(jié)。由于氣瓶安全管理的特殊性,氣瓶的面廣量大,氣瓶檢驗機構(gòu)為了滿足社會外需和特種設(shè)備安全監(jiān)察工作內(nèi)需兩方面的訴求,實際已經(jīng)基本形成了市場化趨勢。目前,氣瓶檢驗機構(gòu)只有很少一部分屬于專職檢驗機構(gòu)(國家特種設(shè)備檢驗機構(gòu)),大部分均是行業(yè)檢驗機構(gòu)或隸屬于充裝單位的社會檢驗機構(gòu)。全國約有氣瓶檢驗機構(gòu)2350多家(其中:無縫氣瓶檢驗單位1075家、乙炔氣瓶檢驗單位274家、液化氣瓶檢驗單位771家、焊接氣瓶檢驗單位230家),是目前承壓類和機電類法定特種設(shè)備檢驗機構(gòu)總數(shù)(共1059家)的2.2倍。本文的具體工作如下:(1)氣瓶材料采用316L和1Cr18Ni9Ti;(2) 氣瓶的內(nèi)表面粗糙度,機加工應(yīng)達到1.6m,機械拋光應(yīng)達到0.1m,最后經(jīng)電拋光處理;(3)氣瓶為雙層,外瓶直徑52mm,內(nèi)瓶直徑45mm,瓶身總高152mm;(4)利用通用CAD軟件完成零件造型、裝配及工程圖生成;2 氣瓶的總體設(shè)計本章在對氣瓶現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)、原理進行詳細分析的基礎(chǔ)上設(shè)計了雙層氣瓶的整體結(jié)構(gòu)。2.1 氣瓶工作原理設(shè)計的氣瓶裝配圖如圖2.1,裝配爆炸圖如圖2.2。如圖2.2所示,氣瓶主要由內(nèi)外層瓶底、瓶身、瓶蓋,VCR接頭、通氣閥、清洗閥、墊片、通氣管等零部件組成。圖2.1 M200B氣瓶結(jié)構(gòu)圖工作過程如下:氣體通過通氣閥控制從一側(cè)通氣管進入,通氣閥里側(cè)有通孔和墊片,用來控制氣體通道的開合。VCR接頭控制氣體的密封效果,該型號氣瓶裝載的是有毒的氣體,所以密封工作一定要做好。另一側(cè)通氣閥和通氣管則用來導(dǎo)出氣體。中間的清洗閥則是用來清洗氣瓶的,清洗液從通道進入,清洗閥起液體通道的開合作用,清洗完之后,液體仍然從這個通道吸出。圖2.2 M200B氣瓶裝配爆炸圖2.2 氣瓶總體結(jié)構(gòu)方案分析氣瓶是一種密封要求比較高的容器,它的各個部件的選擇不是憑空想象的,每個部件的確定都有其一定的科學(xué)規(guī)律,在實際生產(chǎn)中,有些有經(jīng)驗的師傅會根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)出自己的加工方法。雖然不一定形成理論基礎(chǔ),但是那也是長期生產(chǎn)實踐的總結(jié),也是科學(xué)方法的歸納。下面就詳細的介紹下各個部件結(jié)構(gòu)特征。2.2.1 VCR接頭的設(shè)計閥的結(jié)構(gòu)圖如圖2.3所示。圖2.3 VCR接頭結(jié)構(gòu)圖VCR接頭是一種標(biāo)準(zhǔn)零件,不需要我們進行數(shù)據(jù)計算或造型設(shè)計,而只需查閱相關(guān)手冊確定其尺寸與裝配即可。2.2.2 內(nèi)層氣瓶的設(shè)計內(nèi)層氣瓶是雙層氣瓶的主要容器部件,包括瓶身、瓶蓋和瓶底。相互之間通過焊接連接在一起,形成了內(nèi)層氣瓶的裝配體。具體設(shè)計如下介紹。(1) 瓶蓋與大多數(shù)瓶頸處相同,我們瓶蓋處采用了口細腰寬的造型,方便盛裝與封裝氣體。瓶蓋通過焊接與瓶身連接在一起,可以起到密封的效果,因為我們盛裝的氣體是有毒氣體,所以就要求我們必須達到這個效果。瓶蓋的結(jié)構(gòu)圖如圖2.4所示。圖2.4 內(nèi)層氣瓶蓋結(jié)構(gòu)圖(2) 瓶身氣瓶的瓶身較為簡單,我們目的是盛裝氣體,所以形狀就采用最常用的圓柱形,結(jié)構(gòu)如圖2.5所示。圖2.5 內(nèi)層氣瓶身結(jié)構(gòu)圖(3) 瓶底為了更容易地儲存氣體,我們將瓶底里側(cè)設(shè)計為錐形,外底設(shè)計了一個沉孔,與墊片相結(jié)合,可以再次達到良好的密封效果。內(nèi)瓶底結(jié)構(gòu)如圖2.6所示。圖2.6 內(nèi)層氣瓶底結(jié)構(gòu)圖2.2.3 外層氣瓶的設(shè)計外層氣瓶和內(nèi)層氣瓶相似,但是容積比內(nèi)層氣瓶的大,它同樣由瓶蓋、瓶身和瓶底組成,相互之間同樣采用焊接技術(shù)相連接。瓶底同樣用焊接與瓶身相連接,保證密封要求。 (1) 瓶蓋瓶蓋設(shè)計了相對較厚的造型,再次保證了氣瓶的密封效果。蓋上有兩個直通孔和一個斜通孔,均用來連接通氣管,沉孔的作用則是將通氣管和瓶蓋焊接起來,達到密封效果。斜孔將與螺母連接的通氣管焊接起來,將清洗液送人瓶內(nèi)。瓶蓋的設(shè)計結(jié)構(gòu)圖如圖2.7與圖2.8。圖2.7 外層氣瓶蓋結(jié)構(gòu)圖1圖2.8 外層氣瓶蓋結(jié)構(gòu)圖2(2) 瓶身外層氣瓶的瓶身與內(nèi)層瓶身無大差別,同樣設(shè)計為圓柱形,結(jié)構(gòu)圖如圖2.9所示。圖2.9 外層氣瓶身結(jié)構(gòu)圖(3) 瓶底外層瓶底要求不高,與瓶身焊接密封好即可,這里我們設(shè)計的造型沒有特殊之處。結(jié)構(gòu)如圖2.10。圖2.10 外層氣瓶蓋結(jié)構(gòu)圖2.2.4 通氣閥的設(shè)計通氣閥主要用來控制氣體進出的通道開關(guān),我們在螺帽上設(shè)計了一個通氣孔,通過螺母的扭轉(zhuǎn)和墊片的壓合,將空氣從通氣孔里排出來,從而可以保證螺母擰緊的效果。通氣閥的主要作用還是引進或排出氣體,所以我們在通氣閥上裝配了通氣管,清洗閥則裝配了斜通氣管,在造型上更加實用、美觀。通氣閥與VCR接頭連接管直接運用了焊接技術(shù),這樣保證了密封效果,通氣閥與氣瓶蓋之間的連接同樣運用焊接技術(shù)連接。小部件裝配體的整體結(jié)構(gòu)造型分通氣閥和清洗閥兩種,如圖2.11和圖2.12。圖2.11 通氣閥結(jié)構(gòu)圖圖2.12 清洗閥結(jié)構(gòu)圖2.2.5 通氣管的設(shè)計通氣管是用來作為氣體進出的通道的,要求必須有足夠的密封效果,所以我們在通氣管與閥連接管之間的接口處采用了焊接技術(shù)。為了美觀與空間的充足,我們將通氣管設(shè)計為有一定彎度的管道。通氣管的結(jié)構(gòu)圖如圖2.13所示。圖2.13 通氣管結(jié)構(gòu)圖3 氣瓶的三維造型設(shè)計隨著計算機輔助設(shè)計技術(shù)的飛速發(fā)展與功能的不斷完善,為工程技術(shù)人員提供的高效方法和手段越來越豐富。尤其是三維CAD/CAM軟件的廣泛應(yīng)用與普及,使得現(xiàn)代機械產(chǎn)品設(shè)計逐步進入三維設(shè)計時代5。三維設(shè)計具有形象、直觀、精確、快速的特點,在產(chǎn)品開發(fā)、結(jié)構(gòu)分析、產(chǎn)品性能的評估、確定和優(yōu)化物理樣機參數(shù)過程中起到?jīng)Q定性作用,為新產(chǎn)品研發(fā)一次成功,提供了強有力的技術(shù)支持6。常用的三維建模軟件主要有Solid Works,ProE,UG和CATIA等。3.1 常用三維造型軟件SolidWorks 是基于Windows環(huán)境的軟件。為廣大工程技術(shù)人員提供的用戶界面更友好,運行環(huán)境更大眾化,各種專業(yè)功能更加齊全 。在單一的Windows界面上擁有無縫集成實體造型、有限元分析和優(yōu)化設(shè)計、裝配、三維機構(gòu)運動仿真、運動干涉檢查、工藝規(guī)程生成、數(shù)控加工、三維實體圖轉(zhuǎn)化二維工程圖、產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享與集成功能等7。 SolidWorks作為三維設(shè)計軟件中重要一員,以上手快、容易掌握,建模方便、快捷高效等特點,受到眾多設(shè)計工程師的青睞雖然在曲面設(shè)計和動態(tài)模擬功能方面有一定的局限性,但在SolidWorks2007中,此功能已經(jīng)有了重大改進,通過一定的專門的技能培訓(xùn),SolidWorks更能發(fā)揮其在設(shè)計中的優(yōu)勢8。由于Solidworks,已廣泛運用于企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計,因此,學(xué)生在學(xué)習(xí)工程制圖的同時還可了解工具軟件,為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)9。Pro/E是全方位的面向3D產(chǎn)品開發(fā)的集成化軟件,自1988年問世以來,憑借著其強大的3D功能,已成為當(dāng)今最普及的CAD/CAM軟件之一。Pro/E軟件集零件設(shè)計、產(chǎn)品裝配、模具設(shè)計、NC加工、鈑金件設(shè)計、鑄造件設(shè)計、自動測量、機構(gòu)仿真、應(yīng)力分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理等功能于一體,在機械、電子、汽車、航天、模具、工業(yè)沒計等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用10。UG、CATIA端的軟件,UG、CATIA航天類用的多(不過國內(nèi)航空所也用Solid Works),汽車類用做設(shè)計的也比較多(奇瑞CATIA 通用UG),另外UG的加工不錯,在歐洲用的最多的是POWMILL公司,采用的也是UG加工11。隨著AutoCAD產(chǎn)品的不斷升級更新,其三維建模功能會越來越強大。要想熟練地運用AutoCAD建立三維模型,提高建模效率,除了綜合運用本文介紹的方法和技巧外,還必須努力挖掘AutoCAD新的三維建模功能12。UG主要應(yīng)用在航空航天、汽車、通用機械、模具、家電等領(lǐng)域。采用基于約束的特征建模和傳統(tǒng)的幾何建模為一體的復(fù)合建模技術(shù)。在曲面造型、數(shù)控加工方面是強項,但在分析方面較為薄弱。但 UG 提供了分析軟件 NASTRAN、ANSYS、PATRAN 接口、機構(gòu)動力學(xué)軟件 IDAMS 接口、注塑模分析軟件 MOLDFLOW 接口等。UniGraphics提供給公司一個從設(shè)計、分析到制造的完全的數(shù)字的產(chǎn)品模型13。 Pro/DESIGNIER 是工業(yè)設(shè)計模塊的一個概念設(shè)計工具,能夠使產(chǎn)品開發(fā)人員快速、容易的創(chuàng)建、評價和修改產(chǎn)品的多種設(shè)計概念??梢陨筛呔鹊那鎺缀文P?,并能夠直接傳送到機械設(shè)計和/或原型制造中。Pro/NETWORK ANIMTOR 通過把動畫中的幀頁分散給網(wǎng)絡(luò)中的多個處理器來進行渲染,大大的加快了動畫的產(chǎn)生過程。從軟件的三維造型特點來看,UG 軟件屬于復(fù)合建模,適于復(fù)雜的曲面設(shè)計;Pro/Engineer 軟件采用全參數(shù)化造型技術(shù),比較適于零件相對簡單,部件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計14。 Solid Works 軟件是世界上第一個基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng)。功能強大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是 Solid Works 的三大特點,使得 Solid Works 成為領(lǐng)先的、主流的三維 CAD 解決方案。Solid Works 能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。與其他三維軟件相比,Solid Works 不僅提供如此強大的功能,同時對每個工程師和設(shè)計者來說,操作更加簡單方便易用。3.2 氣瓶零件的三維造型3.2.1 VCR接頭的三維造型 大家可根據(jù)各自的喜好利用不同軟件建模。本文采用了Solid works建立三維模型。VCR接頭是一個標(biāo)準(zhǔn)的裝配件,需要先將各個小零件的三維造型設(shè)計出來,然后再進行裝配。閥頭部是運用拉伸、旋轉(zhuǎn)切除成型的,上面的文字與箭頭運用了拉伸切除方式造型,側(cè)孔則利用拉伸切除形成。頭部以下的零件均運用拉伸方式進行。豎管則利用旋轉(zhuǎn)方式設(shè)計。其三維造型圖如圖3.1表示。圖3.1 VCR接頭模型圖3.2.2 氣瓶內(nèi)層瓶身的模型瓶身三維設(shè)計相對簡單,首先在一個平面上草繪出瓶身的截面圖,然后再進行旋轉(zhuǎn),就可以生成瓶身的三維模型。內(nèi)層瓶身模型圖如圖3.2。圖3.2 內(nèi)層瓶身模型圖3.2.3 氣瓶內(nèi)層瓶底模型的建立瓶底的建立同瓶身方法相似。主要還是要畫出截面圖,然后再通過旋轉(zhuǎn)形成所要模型。草繪截面時需要注意的一點就是瓶底的倒角,倒好角之后再進行旋轉(zhuǎn),這樣成型就簡便多了。如圖3.3所示。圖3.3 內(nèi)層瓶底模型圖3.2.4 內(nèi)層氣瓶上嘴的三維造型內(nèi)層氣瓶的上嘴造型仍然是草繪其截面圖形,再旋轉(zhuǎn)成實體。草繪時要注意兩個倒角的地方,按照尺寸倒角后,再進行旋轉(zhuǎn)即可之間形成所要圖形。造型圖如下3.4圖。圖3.4 氣瓶上蓋模型圖3.2.5 外層氣瓶的瓶身三維設(shè)計外層氣瓶瓶身與內(nèi)層瓶身的三維設(shè)計是沒有本質(zhì)區(qū)別的,只需要把數(shù)據(jù)變換一下,方法仍是先草繪出其截面圖形,再進行旋轉(zhuǎn)就可以了。其模型圖如圖3.5所示。圖3.5 外層氣瓶瓶身模型圖3.2.6 氣瓶外蓋的造型設(shè)計外蓋造型相對復(fù)雜一些。先同前面一樣草繪截面圖形,在進行旋轉(zhuǎn),形成外蓋的大致輪廓。然后分別設(shè)計出三個不同的通氣孔。其中一個通氣孔是個斜孔,我們這里運用了切除放樣功能,先在上下兩個表面分別草繪兩個相同的圓,再運用切除放樣功能進行切除,便形成了一個斜孔。其余兩個孔則先用拉伸功能形成兩個通孔,再在之前的通孔上草繪出一個尺寸稍大的圓,再進行拉伸形成沉孔,造型就完成了。如圖3.6是外蓋的上表面視圖,圖3.7是下表面造型。圖3.6 氣瓶外蓋上表面模型圖 圖3.7 氣瓶外蓋下表面模型圖3.2.7 瓶外底的三維造型外層氣瓶的瓶底三維造型相對簡單,我們同樣先草繪出其截面圖形,再運用旋轉(zhuǎn)薄壁特征生成外底造型。注意瓶底里側(cè)的倒角,本圖采用直接草繪其倒角,再進行旋轉(zhuǎn)薄壁的方法成形,這樣相對簡單。造型如圖3.8。圖3.8 氣瓶外底三維造型圖3.2.8 通氣管的三維造型設(shè)計通氣管是一個曲面造型,這里我們運用了掃描與切除掃描技術(shù)進行的設(shè)計。首先草繪一個圓截面,再繪出一條通氣管形狀的曲線,然后運用掃描工具,即可掃描出通氣管的外形。因為通氣管是空心的,我們需再運用切除掃描來將通氣管掏空。兩個尺寸的通氣管造型分別如圖3.9與圖3.10。圖3.9 氣瓶通氣管三維造型圖圖3.10 通氣管三維造型圖3.2.9 其他零件的設(shè)計在與VCR接頭之上焊接的通氣閥與清洗閥的各零件較為簡單,這里就不一一列舉了,主要運用的拉伸與切除功能,如圖3.11所示。 圖3.11 通氣閥各零件的三維造型圖裝配好的整體造型如下3.12圖所示。圖3.12 通氣閥的三維造型圖清洗閥裝配體與上面的裝配體基本相同的,只是尺寸有所改變,插入瓶蓋孔內(nèi)的管運用基準(zhǔn)面切除方式切割出一個斜面,與瓶蓋上的斜孔相配合。如圖3.13所示。 圖3.13 清洗閥各零件的三維造型圖 裝配好的整體造型如圖3.14所示。圖3.14 清洗閥裝配體的三維造型圖3.3 氣瓶零件的工程圖生成3.3.1 氣瓶內(nèi)層中身工程圖內(nèi)層氣瓶中身的工程圖較為簡單,我們給出了正視圖和俯視圖即可清楚地反應(yīng)其造型。如圖3.15所示。圖3.15 內(nèi)瓶身工程圖3.3.2 內(nèi)層瓶蓋工程圖由于內(nèi)層氣瓶的瓶蓋結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,其中有兩個倒角,在此分別給出了正視圖、俯視圖和輔助視圖來反應(yīng)問題。如圖3.16所示。圖3.16 內(nèi)瓶蓋工程圖3.3.3 內(nèi)層瓶底工程圖瓶底的造型也不復(fù)雜,這里給出了正視圖、俯視圖和輔助視圖來說明問題。如圖3.17所示。圖3.17 內(nèi)瓶底工程圖3.3.4 外層氣瓶瓶蓋工程圖外層瓶蓋上有沉孔、通孔和斜孔,為了能較好地反應(yīng)出這些特征,選擇了俯視圖、前視圖和輔助視圖。如圖3.18。圖3.18 外瓶蓋工程圖3.3.5 外層氣瓶瓶身工程圖瓶身造型相對簡單,只需注意瓶身的一個厚度即可。這里給出了瓶身的正視圖和俯視圖來反應(yīng)問題。如圖3.19 。 圖3.19 外瓶身工程圖3.3.6 外層氣瓶瓶底工程圖氣瓶外瓶底造型也不復(fù)雜,只要反應(yīng)出其瓶厚與倒角。這里選擇了正視圖與俯視圖反應(yīng)問題。如圖3.20所示。圖3.20 外瓶底工程圖3.3.7 氣瓶通氣管工程圖通氣管我們設(shè)計里有兩個,尺寸不相同,但工程圖反應(yīng)方式相似。需要一個截面圖和一個正面圖來反應(yīng)通氣管的形狀尺寸。如圖3.21與圖3.22,在此分別給出了俯視圖和正視圖。圖3.21 52通氣管工程圖圖3.22 65通氣管工程圖3.3.8 通氣閥上帽工程圖上帽是一個拉伸后得出的旋轉(zhuǎn)體,主要構(gòu)成是不同尺寸的圓柱,所以這個工程圖運用了正視圖、俯視圖以及輔助視圖來反應(yīng)其結(jié)構(gòu),如圖3.23所示。圖3.23 通氣閥上帽工程圖3.3.9 通氣閥外帽工程圖外帽是一個六邊形和一個圓的拉伸實體,有兩個直徑需要反應(yīng),這里選擇了正視圖、左視圖以及俯視圖來反應(yīng)問題。如圖3.24所示。圖3.24 通氣閥外帽工程圖3.3.10 通氣閥墊片工程圖墊片非常簡單,只需要反應(yīng)其直徑及厚度即可。這里采用了正視圖與俯視圖,如圖2.25所示。圖3.25 通氣閥墊片工程圖3.3.11 通氣閥下帽工程圖下帽是矩形與圓的拉伸實體,為了更只管的反應(yīng)問題,這里采用了正視圖、俯視圖與輔助視圖,如圖3.26所示。圖3.26 通氣閥下帽工程圖3.3.12 通氣閥接管工程圖接管的作用是與上帽相抵,并將氣體導(dǎo)入通氣管。它的結(jié)構(gòu)也是有不同的圓柱構(gòu)成的,這里選擇了正視圖、俯視圖以及輔助視圖來反應(yīng)其結(jié)構(gòu),如圖3.27所示。圖3.27 通氣閥接管工程圖3.3.13 清洗閥工程圖清洗閥的各零件與上面螺母的基本相同,其工程圖這里就不再一一贅述了,各個零件工程圖如3.28所示。圖3.28 墊片工程圖、清洗閥外帽工程圖、清洗閥下帽工程圖、清洗閥上帽工程圖、清洗閥接管工程圖4 氣瓶的工藝分析和裝配4.1 氣瓶的裝配焊接工藝 所謂焊接結(jié)構(gòu)裝配焊接工藝(以下簡稱裝焊工藝) ,就是一個焊接結(jié)構(gòu)的實際生產(chǎn)過程,主要是指組成結(jié)構(gòu)件的零部件裝配焊接的先后次序及相應(yīng)的裝配焊接內(nèi)容,即具體的加工工藝路線。而焊接結(jié)構(gòu)裝焊工藝的設(shè)計,就是通過對焊接結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和功能的分析,對其整體裝焊工藝進行規(guī)劃,從而保證整體裝焊工藝的完整性和有效性的過程15。焊接結(jié)構(gòu)的裝焊工藝從內(nèi)容上是只零部件的裝配和焊接,通常不含零部件本身的具體加工。4.1.1 氣瓶的結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求氣瓶由前瓶蓋、氣瓶瓶身和后瓶蓋通過兩條環(huán)焊縫連接為一個整體。所有零件均由棒材或管材制成。其中:前瓶蓋和后瓶蓋用棒材車削加工而成,氣瓶瓶身則用管材通過強力旋壓制成。氣瓶焊縫按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)I級檢驗,, 焊接接頭的強度要求大于基體強度的85%,焊縫兩側(cè)的錯位量要求不大于0.2mm,瓶身直線度不大于0.3mm,焊縫外部余高不超過0.5mm16。4.1.2 焊接工藝(1)焊接時所采取的工藝流程如下:各零件加工打磨清洗超聲波清洗裝配定位焊檢驗圓周焊檢驗烘干抽真空沖入氣體(2)為了避免焊縫熱影響區(qū)的軟化, 焊接時采用了脈沖鎢極氬弧焊。該方法電弧能量集中, 線能量輸入小, 焊接變形小, 熱影響區(qū)和軟化區(qū)相對狹窄,焊接接頭的強度一般不會受到太大的影響。4.2 氣瓶的裝配4.2.1 氣瓶的三維裝配 氣瓶的瓶身分別是由內(nèi)層、外層裝配而成的。瓶身上下又分別跟內(nèi)外瓶底、瓶蓋裝配。瓶蓋之上插裝了兩個彎管和一個斜管,彎管再分別與VCR接頭裝配,接頭之上又各裝配了一個小裝配題。如圖4.1。圖4.1 氣瓶裝配圖(1) 內(nèi)層氣瓶的裝配內(nèi)層氣瓶由瓶蓋、瓶身和瓶底裝配而成,瓶底又和一個瓶底墊裝配起來。瓶蓋與瓶身,瓶身與瓶底以及瓶底與瓶墊之間均采用焊接技術(shù)通過兩條環(huán)焊縫連接起來。內(nèi)層氣瓶裝配圖如圖4.2。圖4.2 內(nèi)層氣瓶裝配圖(2) 外層氣瓶的裝配外層氣瓶同樣由瓶蓋、瓶身和瓶底裝配而成,相連接的面也同樣運用了焊接技術(shù)。如圖4.3所示。圖4.3 外層氣瓶裝配圖(3) 氣瓶與螺母的裝配氣瓶與螺母的裝配也比較簡單,兩個面重合即可,這里兩個面之間的連接方式同樣是焊接。裝配圖如圖4.4所示。圖4.4 氣瓶與螺母的裝配圖(4) 氣瓶與通氣管的裝配通氣管與氣瓶瓶蓋相連接裝配,瓶蓋上的兩個沉孔分別與通氣管焊接裝配,便形成了整體裝配效果,如圖4.5所示。圖4.5 氣瓶與彎管的裝配圖(5) 通氣管與閥的裝配這里的裝配主要是運用同心軸裝配,連接面同樣采用焊接技術(shù)。裝配圖如圖4.6所示。圖4.6 彎管與閥的裝配圖(6) 閥與螺母的裝配方法與上面的基本相同,運用同心軸裝配,連接面采用焊接技術(shù)。如圖4.7所示。圖4.7 閥與螺母的裝配圖(7) 其他小的裝配體另外,氣瓶裝配中運用到的閥和螺母也分別是兩個小的裝配體,它們在氣瓶的通道開關(guān)上起著及其重要的作用。(a) 閥的裝配閥是一個標(biāo)準(zhǔn)件,其尺寸與裝配均是根據(jù)規(guī)格要求而定的,這里不需要我們再進行設(shè)計。其裝配圖如圖4.8所示。圖4.8 閥的裝配圖(b) 螺母的裝配螺母也是一個小裝配體,分別有小螺母和大螺母兩種,其裝配體見圖4.9和圖4.10所示。圖4.9 小螺母裝配圖圖4.10 大螺母裝配圖4.2.2 氣瓶裝配工程圖生成(1)VCR接頭的工程圖閥也是一個小裝配體,但它是標(biāo)準(zhǔn)件不需要我們再進行設(shè)計。閥的工程圖我們分別采用了正視圖、左視圖、俯視圖和A向視圖來反應(yīng)其結(jié)構(gòu)。如圖4.11所示。圖4.11 閥工程圖(2)小部件工程圖小部件屬于裝配體,有通氣閥和清洗閥兩種,結(jié)構(gòu)相似,工程圖我們均采用了正視圖、俯視圖和輔助視圖來說明問題。螺母和清洗閥工程圖分別如圖4.12和圖4.13所示。圖4.12 通氣閥工程圖圖4.13 清洗閥工程圖(3)氣瓶工程圖氣瓶是最終裝配而成的整體造型,我們分別正視圖和左視圖反應(yīng)氣瓶結(jié)構(gòu),在視圖上我們還采用了多個局部剖視圖來顯示內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如圖4.14所示。 圖4.14 氣瓶工程圖結(jié)束語計算機輔助設(shè)計與制造技術(shù)是在科學(xué)技術(shù)與生產(chǎn)力迅速發(fā)展,同時為適應(yīng)市場的競爭需要,對傳統(tǒng)技術(shù)與方法進行根本性變革的背景下產(chǎn)生和發(fā)展的,其研究與應(yīng)用越來越受到重視。氣瓶是一個標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品,氣瓶檢驗技術(shù)是一項成熟的、發(fā)展空間相對穩(wěn)定的技術(shù),在一定時期內(nèi),氣瓶檢驗工藝和程序完全可以標(biāo)準(zhǔn)化,如對檢驗步驟、檢驗項目、檢驗報告格式等進行統(tǒng)一規(guī)范。有了標(biāo)準(zhǔn)化的檢驗工藝和檢驗程序,氣瓶檢驗就會得到進一步的規(guī)范,檢驗工作也就可以采用先進工具(如:計算機)進行科學(xué)管理。對氣瓶進行合理有效的三維造型設(shè)計及其虛擬裝配,無論對機械裝置本身還是對CADCAM技術(shù)的研究應(yīng)用都有著積極意義。本文完成的主要工作有:1. 完成M200B雙層氣瓶的總體設(shè)計。2. 運用SolidWorks完成氣瓶中各個零件的三維造型和非標(biāo)志零件的工程圖。3. 在SolidWorks環(huán)境下完成氣瓶的裝配與焊接,并完成氣瓶的爆炸視圖?;赟olidWorks軟件的氣瓶三維模型設(shè)計,可使工程技術(shù)人員更加直觀地對產(chǎn)品進行評估,縮短了設(shè)計周期,節(jié)約了設(shè)計資金,提高了設(shè)計效率。以SolidWorks軟件為主,并結(jié)合它的各種插件對氣瓶的設(shè)計方案,同樣適用于其他的工業(yè)設(shè)備設(shè)計,具有工程實用價值。致 謝在這次課題研究過程中,我得到了許多人的幫助,他們的熱心,激情,耐心讓我感動不已,我從他們身上學(xué)到了許多高貴的品質(zhì)。首先我要感謝我的指導(dǎo)老師黃新燕老師,在做畢業(yè)設(shè)計中,有一段時間,我的思路很混亂,找不到切入點,不知道該怎么繼續(xù)下去了。正當(dāng)我心灰意冷的時候,黃老師鼓勵了我,并耐心的給我分析課題,講解研究方法,做出專業(yè)性的指導(dǎo)。終于幫助我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。黃老師的兢兢業(yè)業(yè)的工作態(tài)度,一絲不茍的治學(xué)精神,溫文爾雅的教育方法給我留下了難以磨滅的印象,也使我受益匪淺。我要由衷的對黃老師說一聲“謝謝您,黃老師!”然后我還要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計的任蕾蕾和許巧兵同學(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。還有許多同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計過程中給我提供了許多資料、建議和幫助,使我在大學(xué)最后的日子里深深體會到了同窗之情。在這里也表示對他們的感謝。最后感謝評審老師能夠在百忙中審查我們的論文,對我們的論文提出指導(dǎo)性建議。祝你們工作順利,心想事成!參 考 文 獻1 陳允中.壓力容器設(shè)計手冊M北京:中國石化出版社,20062 張永清,吉毅松,梁永生,王占英,張永衛(wèi)焊接金屬內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶的發(fā)展概況和性能實驗研究J河北建筑工程學(xué)院報, 2004, 22(4):1051073 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,2007,38(3):38394 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,2007,2:93.5 趙韓,吳振華,陳興玉,宋小波. 基于設(shè)計計算的齒輪三維設(shè)計系統(tǒng)的研究J. 機械傳動,2008,32(1):4750. 6 黃曦,王人鵬,羅永峰. 基于二維工程圖的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系三維實體建模方法J.結(jié)構(gòu)工程師,2008,1:2631. 7 魯士軍.solid Works/cosmos Works對稱約束在有限元分析中的應(yīng)用實例.J. Solid Works設(shè)計、驗證、仿真一體化專區(qū)通訊, 2008, 7:4245.8 劉演龍. Solid Works在異形零件建模中的應(yīng)用J四川兵工學(xué)報,2008,29(3):5054. 9 高曉晉,李梅,楊清榮. 利用Solid works系列零件功能建立教學(xué)模型J.昆明冶金高等??茖W(xué)校學(xué)報,2007,3:7678.10 柯曉華,陳冰冰,安磊,曾勇濤. 基于Pro/E的模具CAD/CAMJ. 上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報,2008,22(2):8185.11 李翔. solid works和Pro-E軟件的區(qū)別J. CAD/CAM與制造業(yè)信息化, 2004,10:7176.12 徐琳. 基于AutoCAD的三維實體建模探討J. CAD/CAM與制造業(yè)信息化, 2008,81:9495.13 趙華,劉德仿,周臨震. UG在我國的研究、應(yīng)用現(xiàn)狀及進展J.現(xiàn)代情報,2008,28(10):137141.14 黃曉峰. Pro/ENGINEER在機械專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用與實踐J. 考試周刊,2008,101(21):9799.15 白二平,朱志明,陳丙森,袁崇福,張崇軻. 計算機輔助裝配焊接工藝設(shè)計J. 焊接,2001,6:2225.16 樊兆寶.某型號壓力氣瓶的焊接工藝J.航空精密制造技術(shù),2008,44(1):4648.畢業(yè)設(shè)計課程定做 Q*Q=1714879127南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(論文)中期檢查表學(xué)生姓名石 芳學(xué) 號05010204指導(dǎo)教師黃新燕選題情況課題名稱M200B氣瓶的三維造型設(shè)計難易程度偏難適中偏易工作量較大合理較小符合規(guī)范化的要求任務(wù)書有無開題報告有無外文翻譯質(zhì)量優(yōu)良中差學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況好一般差工作進度快按計劃進行慢中期工作匯報及解答問題情況優(yōu)良中差中期成績評定:良好所在專業(yè)意見:該學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度認真,能積極主動地完成布置的任務(wù),達到所要求的工作進度。 負責(zé)人: 年 月 日南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)前期工作材料學(xué)生姓名:石芳學(xué) 號:05010204系部:機械工程專 業(yè):機械工程及自動化設(shè)計(論文)題目:M200B氣瓶的三維造型設(shè)計指導(dǎo)教師:黃新燕副教授 材 料 目 錄序號名 稱數(shù)量備 注1畢業(yè)設(shè)計(論文)選題、審題表12畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書13畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告含文獻綜述14畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯含原文15畢業(yè)設(shè)計(論文)中期檢查表12009年5月南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)選題、審題表系部機械工程系指導(dǎo)教師姓 名黃新燕專業(yè)技術(shù)職 務(wù)副教授課題名稱M200B氣瓶的三維造型設(shè)計適用專業(yè)機械工程及自動化課題性質(zhì)ABCDE課題來源ABCD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輔助設(shè)計軟件來進行產(chǎn)品的設(shè)計工作。因此,對于機械工程專業(yè)的學(xué)生,如果能很好地掌握一種CAD工具進行相關(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)負責(zé)人(簽名): 年 月 日本課題由 石 芳 同學(xué)選定,學(xué)號: 05010204 注:1該表由指導(dǎo)教師填寫,經(jīng)所在專業(yè)負責(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。 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學(xué) 生 姓 名:石芳學(xué) 號:05010204專 業(yè):機械工程及自動化設(shè)計(論文)題目:M200B氣瓶的三維造型設(shè)計指 導(dǎo) 教 師:黃新燕 張樂瑩 2009年 3月 22日開題報告填寫要求1開題報告(含“文獻綜述” )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)生寫文獻綜述的參考文獻應(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 740894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)所查閱的文獻資料,每人撰寫2000字左右的文獻綜述:文 獻 綜 述摘要 本文簡述了氣瓶的分類、發(fā)展、優(yōu)化設(shè)計及儲存與管理,優(yōu)化后的氣瓶性能有較大提高,并且簡單介紹了國內(nèi)外氣瓶的現(xiàn)狀與發(fā)展,以及我們存在的一些問題。它山之石,可以攻玉,希望對我國氣瓶的發(fā)展有所幫助。同時還介紹了幾種主要三維設(shè)計軟件的特點及區(qū)別,突出Solid Works的優(yōu)點及實用性。關(guān)鍵詞 分類 發(fā)展 三維設(shè)計 Solid Works1 氣瓶的分類氣瓶是指在正常環(huán)境下(4060)可重復(fù)充氣使用的,公稱工作壓力為0 MPa30MPa(表壓),公稱容積為04L1000L的盛裝永久氣體、液化氣體或溶解氣體等的移動式壓力容器1。11 按公稱壓力和公稱容積分類(1)2000年版的氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程中,對于盛裝永久氣體的氣瓶 ,公稱工作壓力是指在基準(zhǔn)溫度時(一般為20)所盛裝氣體的限定充裝壓力;對于盛裝液化氣體的氣瓶,是指溫度為60時,瓶內(nèi)氣體壓力的上限制。公稱工作壓力8MPa30MPa為高壓氣瓶,公稱工作壓力1.0MPa5MPa為低壓氣瓶。(2)氣瓶的公稱工作壓力、最高充裝壓力、水壓試驗壓力等之間的關(guān)系:以公稱工作壓力為15MPa的氣瓶為例,水壓試驗壓力是公稱工作壓力的1.5倍,為22.5MPa,而最高充裝壓力,是指在基準(zhǔn)溫度時(一般為20)公稱工作壓力為15MPa所盛裝氣體的限定充裝壓力,也是公稱工作壓力加上溫升(最高為60)壓力之和,最高充裝壓力應(yīng)是水壓試驗壓力的0.8倍,為18MPa。(3)氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程中規(guī)定:氣瓶的公稱容積為0.4L3000L。其中等于、小于12L為小容積;12 L100L為中容積;大于100L為大容積1。直觀表示方法如圖1所示。水壓試驗壓力(22.5MPa)最高充裝壓力(18MPa)1.5倍公稱工作壓力溫升壓力0.8倍水壓試驗壓力公稱工作壓力(15MPa)圖11.2 按充裝介質(zhì)分類有永久氣體氣瓶、液化氣體氣瓶、溶解乙炔氣瓶。1.3 按氣瓶材質(zhì)和使用分類分為鋼制無縫氣瓶、鋼制焊接氣瓶、液化石油氣鋼瓶、溶解乙炔氣瓶、纖維纏繞氣瓶2。2 國內(nèi)外氣瓶的發(fā)展目前國內(nèi)有許多廠家的鋼瓶、塑料內(nèi)膽或鋁內(nèi)膽纏繞氣瓶的性能稱定, 工藝成熟, 市場較好純鋼質(zhì)氣瓶是由無縫鋼管經(jīng)熱壓拉拔后成型, 滿足其使用性能和制造工藝要求, 氣瓶重量難以降低, 壁厚誤差較大, 其重量與容積比一般大于1.25Kg/L。而鋁內(nèi)膽或塑料內(nèi)膽加玻璃纖維“ 繭式” 纏繞的復(fù)合材料氣瓶, 該類氣瓶價格高,工藝復(fù)雜, 所使用的設(shè)備昂貴, 而且用于密封的聚合物材料易于老化并逐漸失去彈性及密封性,從而降低氣瓶的使用性能, 其重與容積比一般為0.3 Kg/L0.7Kg/L3。自上世紀(jì)后半葉以來,復(fù)合材料氣瓶在西方國家得到飛快的發(fā)展。以CNG氣瓶的研制和開發(fā)方面為例,美國的Lincol 公司、SCI公司、和Hydospin公司都走在世界前列。改革開放后的中國自然也應(yīng)當(dāng)有所作為,國內(nèi)許多公司企業(yè)、科研院所以及高等院校也紛紛加入到這個行列中來,經(jīng)過數(shù)年努力,他們都拿出了自己的產(chǎn)品或研究成果4。國際和國外先進氣瓶附件標(biāo)準(zhǔn)包含了其先進的技術(shù)和管理水平, 也反映了工業(yè)發(fā)達國家的整體生產(chǎn)力水平。特別是大部分國際和國外先進標(biāo)準(zhǔn)(如ANSI 、UL 、EN、ISO) 是在近期制定和修改的,反映了國際上先進的學(xué)技術(shù)、管理和整體生產(chǎn)力水平。通過整理、分析和消化, 結(jié)合我國的實際情況, 有效地采用國際和國外先進標(biāo)準(zhǔn), 可以為提高標(biāo)準(zhǔn)的實用性和科學(xué)性提供依據(jù), 從而使我國的氣瓶附件生產(chǎn)水平大大地邁進一步5。3 三維設(shè)計隨著計算機輔助設(shè)計技術(shù)的飛速發(fā)展與功能的不斷完善,為工程技術(shù)人員提供的高效方法和手段越來越豐富。尤其是三維CAD/CAM軟件的廣泛應(yīng)用與普及,使得現(xiàn)代機械產(chǎn)品設(shè)計逐步進入三維設(shè)計時代6。三維設(shè)計具有形象、直觀、精確、快速的特點,在產(chǎn)品開發(fā)、結(jié)構(gòu)分析、產(chǎn)品性能的評估、確定和優(yōu)化物理樣機參數(shù)過程中起到?jīng)Q定性作用,為新產(chǎn)品研發(fā)一次成功,提供了強有力的技術(shù)支持7。常用的三維建模軟件主要有Solid Works,ProE,UG和CATIA等。3.1 solid works Solid Works 是基于Windows環(huán)境的軟件。為廣大工程技術(shù)人員提供的用戶界面更友好,運行環(huán)境更大眾化,各種專業(yè)功能更加齊全 。在單一的Windows界面上有無縫集成實體造型、有限元分析和優(yōu)化設(shè)計、裝配、三維機構(gòu)運動仿真、運動干涉檢查、工藝規(guī)程生成、數(shù)控加工、三維實體圖轉(zhuǎn)化二維工程圖、產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享與集成功能等8。 Solid Works作為三維設(shè)計軟件中重要一員,以上手快、容易掌握,建模方便、快捷高效等特點,受到眾多設(shè)計工程師的青睞雖然在曲面設(shè)計和動態(tài)模擬功能方面有一定的局限,但在SolidWorks2007中,此功能已經(jīng)有了重大改進,通過一定的專門的技能培訓(xùn),Solid Works更能發(fā)揮其在設(shè)計中的優(yōu)勢9。由于Solid works,已廣泛運用于企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計,因此,學(xué)生在學(xué)習(xí)工程制圖的同時還可了解工具軟件,為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)10。3.2 Pro/EngineerPro/E是全方位的面向3D產(chǎn)品開發(fā)的集成化軟件,自1988年問世以來,憑借著其強大的3D功能,已成為當(dāng)今最普及的CAD/CAM軟件之一。Pro/E軟件集零件設(shè)計、產(chǎn)品裝配、模具設(shè)計、NC加工、鈑金件設(shè)計、鑄造件設(shè)計、自動測量、機構(gòu)仿真、應(yīng)力分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理等功能于一體,在機械、電子、汽車、航天、模具、工業(yè)沒計等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用11。3.3其他三維建模軟件UG、CATIA端的軟件,UG、CATIA航天類用的多(不過國內(nèi)航空五所也用Solid Works),汽車類用做設(shè)計的也比較多(奇瑞CATIA 通用UG),另外UG的加工不錯,在歐洲用的最多的是POWMILL公司采用的也是UG加工12。隨著AutoCAD產(chǎn)品的不斷升級更新,其三維建模功能會越來越強大。要想熟練地運用AutoCAD建立三維模型,提高建模效率,除了綜合運用本文介紹的方法和技巧外,還必須努力挖掘AutoCAD新的三維建模功能13。3.4主要軟件對比UG主要應(yīng)用在航空航天、汽車、通用機械、模具、家電等領(lǐng)域。采用基于約束的特征建模和傳統(tǒng)的幾何建模為一體的復(fù)合建模技術(shù)。在曲面造型、數(shù)控加工方面是強項,但在分析方面較為薄弱。但 UG 提供了分析軟件 NASTRAN、ANSYS、PATRAN 接口;機構(gòu)動力學(xué)軟件 IDAMS 接口;注塑模分析軟件 MOLDFLOW 接口等。UniGraphics提供給公司一個從設(shè)計、分析到制造的完全的數(shù)字的產(chǎn)品模型14。 Pro/DESIGNIER 是工業(yè)設(shè)計模塊的一個概念設(shè)計工具,能夠使產(chǎn)品開發(fā)人員快速、容易的創(chuàng)建、評價和修改產(chǎn)品的多種設(shè)計概念??梢陨筛呔鹊那鎺缀文P停⒛軌蛑苯觽魉偷綑C械設(shè)計和/或原型制 造中。Pro/NETWORK ANIMTOR 通過把動畫中的幀頁分散給網(wǎng)絡(luò)中的多個處理器來進行渲染,大大的加快了動畫的產(chǎn)生過程。從軟件的三維造型特點來看,UG 軟件屬于復(fù)合建模,適于復(fù)雜的曲面設(shè)計;Pro/Engineer 軟件采用全參數(shù)化造型技術(shù),比較適于零件相對簡單,部件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計15。 Solid Works 軟件是世界上第一個基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng)。功能強大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是 Solid Works 的三大特點,使得 Solid Works 成為領(lǐng)先的、主流的三維 CAD 解決方案。Solid Works 能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。與其他三維軟件相比,Solid Works 不僅提供如此強大的功能,同時對每個工程師和設(shè)計者來說,操作更加簡單方便易用。 參 考 文 獻 1 陳允中. 壓力容器設(shè)計手冊M. 北京:中國石化出版社,2006. 2 郝澄,汪洋. 氣瓶充裝與安全M. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007. 8188.3 張永清,吉毅松梁永生, 王占英, 張永衛(wèi). 焊接金屬內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶的發(fā)展概況和性能實驗研究J. 河北建筑工程學(xué)院報,2004,22(4):105107.4 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,2007,38(3):3839. 5 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,2007,2:93.6 趙韓,吳振華,陳興玉,宋小波. 基于設(shè)計計算的齒輪三維設(shè)計系統(tǒng)的研究J.機械傳動,2008,32(1):4750. 7 黃曦,王人鵬,羅永峰. 基于二維工程圖的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系三維實體建模方法J.結(jié)構(gòu)工程師,2008,1:2631. 8 魯士軍.solid Works/cosmos Works對稱約束在有限元分析中的應(yīng)用實例.J. Solid Works設(shè)計、驗證、仿真一體化專區(qū)通訊, 2008, 7:4245.9 劉演龍. Solid Works在異形零件建模中的應(yīng)用J四川兵工學(xué)報,2008,29(3):5054.10 高曉晉,李梅,楊清榮. 利用Solid works系列零件功能建立教學(xué)模型J.昆明冶金高等專科學(xué)校學(xué)報,2007,3:7678.11 柯曉華,陳冰冰,安磊,曾勇濤. 基于Pro/E的模具CAD/CAMJ. 上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報,2008,22(2):8185.12 李翔. solid works和Pro-E軟件的區(qū)別J. CAD/CAM與制造業(yè)信息化, 2004,10:7176.13 徐琳. 基于AutoCAD的三維實體建模探討J. CAD/CAM與制造業(yè)信息化, 2008,81:9495.14 趙華,劉德仿,周臨震. UG在我國的研究、應(yīng)用現(xiàn)狀及進展J.現(xiàn)代情報,2008,28(10):137141.15 黃曉峰. Pro/ENGINEER在機械專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用與實踐J. 考試周刊,2008, 101(21):9799. 畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)開 題 報 告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段(途徑):一、課題研究內(nèi)容鉬是一種銀白色金屬,其粉體遇高熱、明火能燃燒甚至爆炸。與氧化劑能發(fā)生強烈反應(yīng)。因此對盛裝此類物質(zhì)的氣瓶應(yīng)有較高的密封要求。氣瓶是一種盛裝各類氣體的移動式壓力容器,在各行各業(yè)的需要日益增長,而且要求也越來越高。三維造型設(shè)計是從產(chǎn)品到仿真分析直至制造的一體化設(shè)計理念。本課題為M200B氣瓶的三維造型設(shè)計。二、研究途徑利用Solid Works 設(shè)計軟件,完成CAD三維造型設(shè)計 :1、 根據(jù)要求,完成產(chǎn)品中各個零件的造型2、 運用軟件完成產(chǎn)品的裝配3、 生成產(chǎn)品及包括的零件的工程圖 畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)開 題 報 告指導(dǎo)教師意見:1對“文獻綜述”的評語:根據(jù)課題任務(wù)和要求,進行了相關(guān)文獻資料的查閱,對有關(guān)本課題的內(nèi)容進行了適當(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)狀有了一定得認識。體現(xiàn)了較好的查閱文獻的能力,達到了文獻綜述的要求。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,認真完成三維造型、裝配各個部分的內(nèi)容,應(yīng)能達到畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書要求。 指導(dǎo)教師: 年 月 日所在專業(yè)審查意見: 負責(zé)人: 年 月 日
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