proE洗发水瓶设计说明书.doc

天津科技大学基于ProE的洗发水瓶体包装的三维立体造型设计 学 院：包装与印刷工程学院班 级：080612姓 名：于海洋学 号：08061210日 期：2012年12月31日包装CAD基础课程设计指导书一、课程设计的题目基于ProE的××商品包装的三维立体造型设计题目××的来源：自行拟定、到商场调研、参照选择高级香水、高级化妆品等商品的包装，(拍摄不少于5种商品包装的高清晰度照片,事先到指导教师处备案登记确定5选1或选2)作为课程设计的示范草图。基本要求：不少于十个以上造型特征，特征覆盖面较全面，结构较完善的商品包装或容器。并且每人一题，不得重复。 二、课程设计的任务通过一周的课程设计，完成任课教师确定的某一商品包装(容器)的三维立体造型（改进）设计和二维图形设计。注：为考虑兼容性所有设计结果生成的图像及电子文件，均必须可由WindowsXP系统附带软件打开检验。(特殊用途电子文件，必须加注相应软件名、以及版本号)三、课程设计的要求1. 设计第一步是认真手绘所设计或改进的某商品包装的三维造型立体草图。2. 所设计或改进的某商品包装的三维造型应符合产品包装对外形的基本要求，如容量定量、便于堆放、把持、封装等，并且做适当的技术说明。在ProE特征设计方面，应不少于20个必要的基本、工程和相关设计特征，其中至少一个是自行设计的实用或新型结构特征。(请重点说明)113.三维造型图要求:是一个完整的商品包装立体图，所以可以是组装图；但对于每个部件要求全部单独生成其二维图纸，尺寸标注、技术要求须符合工程之徒规范；各个造型表面可根据容器的性质，分别施以简单的色彩，表现出立体的形态。4. 由ProE绘制的三维造型图所生成二维平面图纸要整洁,尺寸标注正确。5手绘图B5纸手绘，ProE立体造型图及图纸全部B5打印。6. 采用天津科技大学统一的课程设计封面封装7. 造型及二维图的文件名的建立方法：BhXhName（Bh为班号Xh为学号Name为名字四位，如08061141王山）8说明书中文字部分主要说明设计中所采用造型的创意、结构特点、造型难点及特征造型过程，设计心得(特别是自己习得的特征造型方法)等。9列出主要参考资料（至少10套册，网上获取资料，请注明完整网址链接出处），并在相应的引述位置用上角标形式确切标明，说明书字数不少于3000汉字。10其他所有格式要求，请下载参阅校园网上的天津科技大学毕业设计格式要求。四、工作量1.三维造型设计彩图(需展示出各种特征)；2.(二维)工程图(每个零件和其尺寸)；3.课程设计说明书。附：PPT形式的课程设计完成情况答辩报告(电子稿)五、时间安排1.(紧扣自己的题目)设计及手绘素描效果草图 0.5d。 2.ProE三维造型图1.5d(上机)。3.ProE二维平面工程图1d(上机)。4.课程设计说明书1d(上机)。5.以班为单位且每人一个文件夹，汇总上交电子文件作业陈述答辩1d (作出详细的ppt文件用于答辩，十分钟/每学生)。六、设计说明书格式要求(请使用天津科技大学课程设计用纸、或打印出同样页眉，页眉页脚高度统一为2.0cm)1.说明书统一用B5纸打印，左侧留25mm装订空间左边界5mm右边界15mm，上下边界(包括页眉、页脚)各20mm。2.封面页。封面可以根据自己的设计内容和自己的艺术素养进行设计。但要求包含下列引号中的文字：“天津科技大学包装与印刷工程学院” “基于ProE的××商品包装的三维立体造型设计” 、“班级：XX” 、“学号：XX” 、“设计：某某” 、“时间：XX” 。3说明书排页顺序为：封面、本指导书、目录、摘要、文字说明部分、参考资料列表、手绘三维造型立体草图、 机绘三维造型“设计效果”组装彩图(完成作业与模版成对照)、二维造型设计零件图、二维平面工程图。4说明书的内容要独立完成，并以图文对照的方式说明，其内容应包括“容器”或造型设计的依据，尺寸以及造型改进思路、意义，总结特征的生成思路、步骤、特征参数的选取原则，特殊基准生成及应用的思路，用关系式生成“尺寸形状特征”的关系式，父子关系的架构方法，装配方法，由三维立体图产生二维平面图的步骤、尺寸标注，参考书目、网址，课程设计的收获心得和不足，以及建设性的看法。5. 本课程设计，须上交电子版和纸质印刷版两种同样内容的材料，以作为本次“计算机包装CAD基础课程设计”成绩的依据。本次两个班上缴课程设计光盘1CD！ 指导教师 丁微波 2011，10，20目 录摘要6一、绪论71.1 关于ProE应用71.2 设计概述7二、设计过程81.1结构特征分析81.2了解和分析部件81.3拆解零件91.4零件建模91.5组件装配29三、设计总结32参考文献32致谢32摘 要本文介绍了利用Pro/E软件，来完成齿轮油泵三维建模设计。顺爽洗发水瓶体设计主要从零件建模、特征设计、组件装配、工程图创建等几个方面展开。在充分调研、了解了顺爽洗发水瓶体的内外部结构后，确定了一系列特征，之后在简体中文版Pro/ENGINEER Wildfire5.0软件操作平台下：1 通过边界混合产生了瓶子的主体特征；2 拉伸生成了瓶口部分；3 螺旋扫描伸出项生成了瓶体的内外螺纹；4 考虑到瓶子的生产工艺，各个棱边处结合部位应用了倒圆角特征；5 另外由于有些结构的复杂关系本设计还使用了基准面、基准轴及投影等特征设计和生成；6 并在复合拉伸过程中采用了关系式约束尺寸的方法生成了瓶子的底部特征；7 本设计中对香水的压力泵的泵嘴作了可变截面扫描处理；8. 进行了色彩渲染，最终制作出了改进后的香水瓶三维实体模型。 本设计分为零件图10张，装配总图1张。关键词：顺爽洗发水瓶体；三维建模；Pro/E；特征设计一 绪论1 关于ProE应用 随着信息技术的发展，同时面对日益激烈的竞争，企业设计产品向高效率、低成本和一次成型的目标方向发展，可见应该大力推广一些高性能的产品设计软件及其设计思想。Pro/E软件以其强大的造型及结构设计功能在产品的开发设计中得到越来越广泛的应用，其采用基于特征的参数化造型、全尺寸约束、尺寸驱动设计修改和全数据相关的技术，为有效缩短产品的开发周期提供了条件。2 设计概述本设计主要围绕拉芳啫喱膏瓶体尤其是压力泵的设计这个实例展开。传统的瓶体开发过程繁琐、 效率低下、 绘图量大，Pro/E作为一款高效快捷的CAD/CAM软件，克服了以上的不足之处，大大提高设计人员的开发速度，本文将着重就Pro/E的实体建模、虚拟装配、等功能进行拉芳啫喱膏瓶体的设计。顺爽洗发水瓶体包含多个零部件，其设计巧妙运用Pro/E基于单一数据库这一特点并综合运用多种建模方法和设计方法。设计的具体要求为：（1）测绘顺爽洗发水瓶体零件草图；（2）顺爽洗发水瓶体零件建模设计；（3）顺爽洗发水瓶体装配设计；（4）顺爽洗发水瓶体机构仿真设计；（5）顺爽洗发水瓶体工程图的绘制；（6）写出三维立体造型设计说明书，制作制作PPT交流课件。二 设计过程 根据顺爽洗发水瓶体部件,进行拆卸、测量，并分析其结构组成、工作原理，画出零件草图，再整理绘制成零件图、装配图。1 结构特征分析 顺爽洗发水瓶体要求外观漂亮、手感好、无毒无味、尺寸稳定性好、光学性能好。从成型的角度考虑应该成型性能良好，原料来源广泛。由于其产量比较大，要求生产周期短，综合考虑各方面的因素，故选择ABS作原材料。2了解和分析部件 顺爽洗发水瓶体是一种局部结构被进行标准化的常用件，泵头一般用来传递动力和吸取洗发乳。图2-1 顺爽洗发水瓶体实物模型图2-2 顺爽洗发水瓶体三维模型3 拆解零件 在拆解过程中可进一步了解部件中各零件的装配关系、结构和作用。拆解零件时应注意：爱护零、部件，按顺序拆卸，防止损坏和丢失零件；拆卸困难的零件等不强拆，采用间接测量方法或其他方法确定尺寸。图2-3 待拆解的压力泵（原压力泵已拆卸，此图为）4 零件建模 造型良好的三维模型是进行下一步模具设计的基础。该制件通过拉伸、切剪、拔模、倒圆角、抽壳、阵列、可变截面扫描等命令建立实体模型。（1） 瓶身设计图2-4 瓶体设计步骤 单击“新建”按钮打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选取“零件”选项，在“子类型”中选取“实体”选项，在“名称”文本框中输入零件名称； 取消“使用缺省模板”复选项，单击“确定”按钮。进入三维实体建模环境； 平移FRONT面，根据瓶体尺寸选定平移量； 依次在与FRONT平行的面上做椭圆，根据瓶底与瓶身尺寸设计椭圆大小； 插入，边界混合，点中Ctrl依次选取不同平面椭圆，预览后选确定； 在相应位置画瓶底。根据尺寸大小选中平面后绘制椭圆，拉伸，倒圆角； 在瓶顶平面选垂直基准轴，绘制圆，拉伸。在所绘圆内拉伸圆柱，移除材料； 插入，螺旋扫描，伸出项。选定基准轴，绘制瓶口外螺纹，选定间距与螺纹半径。图2-5 瓶身三维立体造型图（2）泵头设计图2-6 泵头主要设计步骤 单击“新建”按钮打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选取“零件”选项，在“子类型”中选取“实体”选项，在“名称”文本框中输入零件名称； 取消“使用缺省模板”复选项，单击“确定”按钮。进入三维实体建模环境； 选择TOP平面绘制扫描轨迹，可变截面扫描，绘制截面，设定关系式，扫描，成泵嘴； 以可变截面扫描起始点绘制扫描轨迹，绘制圆，设定关系式，可变截面扫描，成泵头颈部上段； 在泵头颈部上段上拉伸成泵头顶部凸台，对边缘做倒圆角处理。向上平移凸台上表面，绘制半椭圆，旋转，与凸台相交，移除材料； 以泵头颈部上段结束平面为起始平面，绘制圆，拉伸成泵头颈部下段； 以颈部下端结束平面为起始平面，绘制圆，拉伸，移除材料，打通泵头颈部； 插入螺旋扫描伸出项，选定平面和扫描轨迹，确定螺纹节距和半径，绘制泵头颈部下端螺纹。图2-7 泵头三维立体造型图（3） 连接管设计图2-8 连接管设计步骤 单击“新建”按钮打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选取“零件”选项，在“子类型”中选取“实体”选项，在“名称”文本框中输入零件名称； 取消“使用缺省模板”复选项，单击“确定”按钮。进入三维实体建模环境； 旋转，绘制几何中心轴线，挥着旋转截面，旋转； 插入孔，定位点，输入孔1的直径和深度。拉伸，绘制圆，拉伸； 插入孔，定位点，输入孔2的直径和深度，确定； 插入孔，定位点，输入孔3的直径和深度，确定； 旋转，绘制几何中心轴线，画旋转截面图，旋转； 插入孔，定位点，输入孔4的直径和深度，确定； 插入，螺旋扫描，伸出项，在孔2内绘制直线，曲线收尾。绘制扫描截面，约束三边相等，确定。图2-9 连接管三维立体造型图（4） 锁盖设计图2-10 锁盖设计步骤 单击“新建”按钮打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选取“零件”选项，在“子类型”中选取“实体”选项，在“名称”文本框中输入零件名称； 取消“使用缺省模板”复选项，单击“确定”按钮。进入三维实体建模环境； 选定草绘平面，绘制截面，拉伸，确定。倒圆角处理； 插入，螺旋扫描，伸出项，绘制扫描轨迹，画出扫描截面，约束，确定，得到内螺纹； 选择基准平面，绘制几何中心轴线，绘图，确定，拉伸； 选择基准平面，绘制圆，拉伸，移除材料形成锁盖的槽； 在第一个圆柱外表面投影并扫描出矩形，轴阵列出长方体； 插入，三角形，旋转，移除材料。图2-11 锁盖三维立体造型图（5） 瓶盖设计图2-12 瓶盖设计步骤 单击“新建”按钮打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选取“零件”选项，在“子类型”中选取“实体”选项，在“名称”文本框中输入零件名称； 取消“使用缺省模板”复选项，单击“确定”按钮。进入三维实体建模环境； 选择平面绘制矩形，拉伸成实体。在其垂直面和其相交处绘制矩形，拉伸成实体； 阵列，选中阵列实体，选择基准轴，阵列成瓶盖外纹向； 选择平面绘制圆，拉伸成实体，移除材料。图2-13 瓶盖三维立体造型图2-14 垫圈设计步骤 单击“新建”按钮打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选取“零件”选项，在“子类型”中选取“实体”选项，在“名称”文本框中输入零件名称； 取消“使用缺省模板”复选项，单击“确定”按钮。进入三维实体建模环境； 选择平面绘制圆，拉伸； 插入孔，将圆心约束到圆柱圆心，完成垫圈设计。（6） 弹簧固定设计图2-16 弹簧固定主要设计步骤 单击“新建”按钮打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选取“零件”选项，在“子类型”中选取“实体”选项，在“名称”文本框中输入零件名称； 取消“使用缺省模板”复选项，单击“确定”按钮。进入三维实体建模环境； 选择平面绘制旋转截面，以中心轴旋转； 选择草绘平面，绘制圆，拉伸，移除材料； 插入孔，定位孔的圆心，输入孔的直径和深度，确定； 选择基准平面，绘制截面，拉伸； 阵列，选择中心轴，输入阵列参数，阵列； 插入，倒圆角，完成设计。图2-17 弹簧固定三维立体造型图（7） 连接固定设计图2-18 连接固定设计步骤 单击“新建”按钮打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选取“零件”选项，在“子类型”中选取“实体”选项，在“名称”文本框中输入零件名称； 取消“使用缺省模板”复选项，单击“确定”按钮。进入三维实体建模环境； 插入混合伸出项，选择草绘平面进入草绘环境； 绘制对称中心轴，切换剖面，输入截面深度，确定； 插入壳，输入壳厚度，镜像处理； 插入孔，定位点，输入孔的直径和深度，确定； 选择草绘平面绘制圆，拉伸； 插入孔，定位点，输入孔的直径和长度，完成。图2-19 连接固定三维立体造型图（8） 压缩管设计图2-20 压缩管主要设计步骤 单击“新建”按钮打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选取“零件”选项，在“子类型”中选取“实体”选项，在“名称”文本框中输入零件名称； 取消“使用缺省模板”复选项，单击“确定”按钮。进入三维实体建模环境； 选择TOP平面绘制旋转截面，选择基准平面，以TOP面为参照，偏移旋转，插入扫描伸出项，选择基准面绘制截面，自由端完成，在基准点绘制椭圆； 阵列，选择中心轴，输入参数，阵列； 选择草绘平面，绘制正方形，拉伸，移除材料； 阵列，选择中心轴，输入参数，阵列，完成设计。图2-21 压缩管三维立体造型图(10)弹簧设计图2-22 弹簧设计步骤 单击“新建”按钮打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选取“零件”选项，在“子类型”中选取“实体”选项，在“名称”文本框中输入零件名称； 取消“使用缺省模板”复选项，单击“确定”按钮。进入三维实体建模环境； 插入，螺旋扫描，伸出项，在“属性”菜单管理器中选择如下，确定；图2-23 “属性”菜单管理器 选取草绘基准面，绘制中心线； 在“控制曲线”菜单管理器和“变节距”示意窗口。单击线段点，输入节距值，确定； 绘制扫描截面，插入，螺旋扫描，伸出项，完成变节距弹簧设计。图2-24 弹簧三维立体造型图（11）小球设计图2-25 小球设计步骤 单击“新建”按钮打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选取“零件”选项，在“子类型”中选取“实体”选项，在“名称”文本框中输入零件名称； 取消“使用缺省模板”复选项，单击“确定”按钮。进入三维实体建模环境； 插入旋转，选择平面绘制轴向中心线，绘制封闭半圆，旋转，确定。图2-26 小球三维立体造型图（12） 吸管设计图2-27 吸管设计步骤 单击“新建”按钮打开“新建”对话框。在“类型”选项组中选取“零件”选项，在“子类型”中选取“实体”选项，在“名称”文本框中输入零件名称； 取消“使用缺省模板”复选项，单击“确定”按钮。进入三维实体建模环境； 选择平面绘制圆，拉伸成实体，插入孔； 平移平面，绘制截面图形，拉伸，移除材料，得到切口。图2-28 吸管三维立体造型图5 组件装配图2-29 组件装配步骤图组件装配就是使用各种约束方法，定义组件中各零件间的相对自由度。研究制定合理的装配工艺，采用有效的保证装配精度的装配方法，对提高产品质量具有十分重要的意义。本次装配主要采用了自中间向两端的装配方法，以轴对齐和参照面重合的约束方式放置。主要装配步骤有创建装配文件，操作装配文件和显示装配文件。装配完成后对各部分零件进行色彩渲染和透明处理，方便观察与区分。图2-30 顺爽洗发水瓶体三维立体造型透透视三 设计总结本次设计进行了基于基于ProE的顺爽洗发水瓶体包装的三维立体造型设计。本次设计主要从零件建模、特征设计、组件装配、工程图创建等几个方面展开。用ProE建立三维模型，进行虚拟装配，将三维技术融入机械制造等生产过程中，大大提高了设计效率、减少了试模概率、缩短了产品的研发周期，积极推动了企业的技术进步。通过设计进一步巩固和提高机械制图的基本理论知识，加强手工绘制零件草图能力的培养，学习和应用计算机三维绘图软件，培养创新意识及创新设计能力和自主学习能力。对于培养个人的严谨求实、创新的精神大有裨益,更为类似产品的包装设计提供了有益的探索和案例。在软件的实际操作和应用中也暴露出对软件的不熟悉和应用缺乏灵活性，还需要进一步的学习和实践。参考文献1 朱金波.Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 工业产品设计完全掌握M.北京：兵器工业出版社.2007.32 谭雪松,朱金波,朱新涛.Pro/ ENGINEER Wildfire 中文版典型实例M.北京：人民邮电出社.2005.93 林清安. Pro/ENGINEER野火3.0中文版动态机构设计与仿真M.北京:电子工业出版社.2007.34 林清安.Pro/ Engineer Wildfire3.0中文版零件设计下M.北京:电子工业出版社，2006.125 林清安.Pro/ Engineer Wildfire3.0中文版零件设计上M.北京:电子工业出版社，2006.126 张文兵. 基于ProE的齿轮类零件三维建模 J。北京工业职业技术学院学报，2008.3)7 王咏梅等.Pro/ENGINEER Wildfire5.0中文基础教程M.北京：清华大学出版社.2011.3