基于proe的手机充电器三维实体仿真设计论.doc

基于PROE的手机充电器三维实体仿真设计基于Pro/E的手机充电器三维实体仿真设计作者姓名：杨友源专业名称：机械设计与制造指导教师：曾纯琴6摘要本设计详细介绍一款手机电池充电器产品的结构设计。它的零件数目不多,但各零件之间的配合关系较为紧密,拟采用自顶而下(TOP-DOWN)方法来进行设计.首先设计一个主控件(Master Part)，接着建立一个装配有主控件的组件文件,然后利用主控件的基本几何信息继续创建具体的主要零件。通过对手机充电器的设计可以发现在产品开发过程中，绝大部分类似产品是近似的对称结构；或者在同一产品中有许多相同或相似的特征；或者由于产品系列化的原因，以前的产品中曾有过相同或相似的结构。对于这些特征，没有必要再去每一步设计它的尺寸结构,可以在Pro/ENGINEER中快速复制这些特征，从而大大加快及优化产品的设计。关键词：Pro/ENGINEER 组件创建 曲面设计 手机充电器外壳AbstractThe detailed design of a cell phone battery charger on the structural design of products. Its the small number of parts, but the relationship between the parts more closely, to be a top-down (TOP-DOWN) approach to design. The first to design a master control (Master Part), then there are the establishment of an assembly The main components of document control, and then use the main controls the basic geometric information to create a specific major components. Based on the design of mobile phone chargers can be found in the product development process, the vast majority of similar products is similar to the symmetrical structure, or in the same product in many of the same or similar features, or because of the reasons for the serialization of products before the products There have been in the same or similar structure. For these characteristics, no need to go step by step design of the structure of its size, can Pro / ENGINEER in the rapid reproduction of these characteristics, thus greatly speed up and optimize the product design.Key words: Pro / ENGINEER, components designed to create surface shell, phone chargers.目录摘要IAbstractII目录III前 言11材料的选取21 ABS树脂的性质22 绪 论32.1手机充电器简介32.2 电话的市场调研42.3 手机充电器的市场走向63 概述113.1 Pro/E软件的建模功能113.2建模功能113.3建模准则114 Pro/E在创建手机外壳零件模型中应用134.1零件造型分析134.2 Pro/ENGINEER Wildfire2.0系统简介134.3 Pro/ENGINEER的参数化技术特点144.4 Pro/ENGINEER Wildfire2.0的主要特色及常用模块154.4.1主要特色154.4.2常用模块164.5特征概述及分类184.5.1特征概述184.5.2特征分类195 手机充电器外壳的三维造型设计205.1 手机充电器外壳的分析205.2 手机充电器的三维造型205.2.1 新建文件205.2.2 上盖的造型215.2.3 下盖的造型和组装图25总结34致谢35参考文献36前 言光阴似梭，大学三年的学习一晃而过，为具体的检验这三年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，如这一设计基于Pro/E的手机充电器外壳设计。在高速发展的现今社会手机成为我们必不可少的通讯工具，随着手机市场的高速发展，手机的配套设施也进入高速的发展，对其要求也越来越高，手机充电器面对激烈的社会竞争也需要不断地进步才能跟上时代的脚步。本次设计以手机充电器外壳设计主线，综合了手机充电器的结构设计、参数设计三维图像生成。把以前学过的基础课程运用到本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了Pro/E等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。 计算机仿真设计是制造业中的新型手段，运用计算机软件对运动和动力学仿真分析，从而验证、修改、优化设计方案，使得以前需要组织研究团队，进行复杂设计计算，制造物理样机验证结果的设计过程大大简化，节约成本。下面我们通过proE对手机充电器外壳进行结构设计、参数设计及三维图像生成。Pro/E软件由于它强大的功能，便捷的操作和在塑料模具设计上不可取代的优越性能成为了我本次设计的首选。在此次设计中关于曲面的设计是设计过程中的一大难点，合并、拉伸是设计中运用最多的命令。而灵活的运用镜像复制、阵列等命令则使得我的设计事半功倍。在设计的不断进行中随着对软件的进一步熟练和掌握可以发现软件更多的便利之处。1材料的选取1 ABS树脂的性质ABS树脂是微黄色固体，有一定的韧性，密度约为1.041.06 g/cm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强，也可在一定程度上耐受有机溶剂溶解。 ABS树脂可以在-2560的环境下表现正常，而且有很好的成型性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电镀。因此它可以被用于家电外壳、玩具等日常用品。图1.1 ABS塑料颗粒2 绪 论2.1手机充电器简介 手机充电器主要按照使用的方式进行分类。手机充电器大致可以分为座式充电器、旅行充电器和车载充电器。 所有手机充电器其实都是由一个稳定电源（主要是稳压电源、提供稳定工作电压和足够的电流加上必要的恒流、限压、限时等控制电路构成。座式充电器：这类充电器一般多为慢充模式，充电时间较长，大约为 45 小时。图2.1 座式充电器旅行充电器：大多数手机标准配置中只有旅行充电器。旅行充电器和座式充电器对电池充电的效果是一样的。这类充 电器携带方便，对于经常出外旅行的人来说比较合适，它一般是快速充电方式，充电时间为 23 小时，旅行充电器基本 都具有充满自停的功能，对手机不会有任何不良影响。 图2.2旅行充电器车载充电器： 这类充电器可以方便用户在汽车上为手机充电。 其原理是采用汽车点烟器的电流电压 1224V， “车充” 经 内部电路进行稳压，整流滤波后，输出合适手机充电所需电压，对电池进行充电。车载充电器的一端插入点烟器，另一 端连接手机，一般充电电流较大，属快速充电，一般充电时间为 6090 分钟。 现在一些大城市的主要商场、饭店、车站出现了一种给手机充电的装置，叫做“街头手机充电器” ，这种装置有一人多 高，分布有不同手机品牌的充电插头，只要把充电器上的小夹子往电池上一夹，再投进去一元硬币，您的手机就可以充 10 分钟的电，并可维持至少 5个小时的待机时间。 图2.3 车载充电器2.2 电话的市场调研 根据国家工业和信息化部在2011年03月25日发布的全国电信业务统计显示，2011年2月，全国电话用户净增816.6万户，总数达到117229.4万户。其中，固定电话用户减少94.0万户，移动电话用户净增910.6万户。 1.固定电话用户：1-2月份，全国固定电话用户减少91.8万户，达到29346.5万户。固定电话用户中，无线市话用户减少172.6万户，达到2690.6万户，在固定电话用户中所占的比重从上年底的9.7%下降到9.2%。图2.4 08-11年固定电话用户各月净增比较2.移动电话用户：1-2月份，全国移动电话用户累计净增1982.6万户，达到87882.9万户。移动电话用户中，3G用户净增893.8万户，达到5598.9万户。图2.5 08-11年移动电话用户各月净增比较2.3 手机充电器的市场走向手机业务优势凸显，一方面因手机有方便快捷的天然优势，另一方面得益于去年以来手机单向收费等资费优惠政策的全面实施。此外，第三代移动通信即3G试商用，手机报、手机电视等新鲜业务的推出，也吸引了更多人使用手机。”工业和信息化部运行监测协调局负责人说，这些数据显示手机“环保节能充电器”有着无限商机。21世纪是一个信息和经济的时代，人们钟爱出行、旅游，商业人士更是奔波世界各地，由于不同型号的手机需专一的配套充电器，出门在外关键时刻，遇到手机没电，不是没有充电器，就是无电源可充。日常生活中使用手机，尤其是为了追赶潮流经常换手机的人们，一定都会为了有很多的手机充电器发愁，手机换新的了，以前的手机充电器留也不是、扔也不是，就算是狠心扔了，还是会觉得可惜、浪费了，这都是因为不同的手机充电器的技术指标和接口不同。就是在这样的市场需求之下，公司成功的研制开发出了适合市场上任何型号手机的万能充电器，该产品即充即用、携带方便。目前，就拥有6亿用户的庞大市场消费潜力，且随着手机用户不断的增加而上升。有预测称，2010年全球手机用户将达33亿用户，相对现在的实际情况，需求方面还有较大的空间，同时手机市场的看好促进通讯配件尤其环保节能手机充电器市场前景非常乐观。锂离子电池本身的良好特性，使得其在便携式产品中（手机、笔记本电脑、PDA等）的应用越来越广泛，用于锂离子电池的充电器在设计和功能上也日趋完善。现在主要介绍了锂离子电池手机充电器的市场现况、发展前景，以及目前流行的电路设计图2.6 锂电池锂离子电池具有较高的能量重量比和能量体积比，无记忆效应，可重复充电次数多，使用寿命较长，价格也越来越低。它的这些特点促进了便携式产品向更小更轻的方向发展，使得选用单节锂离子电池供电的产品也越来越多。锂离子电池的不足之处在于对充电器的要求比较苛刻，对保护电路的要求较高。其要求的充电方式是恒流恒压方式，为有效利用电池容量，需将锂离子电池充电至最大电压，但是过压充电会造成电池损坏，这就要求较高的控制精度（精度高于1）。另外，对于电压过低的电池需要进行预充，充电终止检测除电压检测外，还需采用其他的辅助方法作为防止过充的后备措施，如检测电池温度、限定充电时间，为电池提供附加保护。由此可见实现安全高效的充电控制成为锂离子电池推广应用的瓶颈。锂电池充电器的基本要求是特定的充电电流和充电电压，从而保证电池安全充电。增加其它充电辅助功能是为了改善电池寿命，简化充电器的操作，其中包括给过放电的电池使用涓流充电、电池电压检测、输入电流限制、充电完成后关断充电器、电池部分放电后自动启动充电等。所有或者部分这些功能都可以在充电芯片中实现，当然，也可利用ASIC、分立器件、或在微处理器的基础上用软件实现。目前，市场上手机充电器种类繁多，但其中也有很多质量低劣的不合格产品。在去年产品质量国家监督抽查结果中，将近40的厂家生产的充电器不合格。其主要问题出现在: 与交流电网电源的连接，电源端子骚扰电压，辐射骚扰场强和充电电压几个方面。另外，一些产品的低温性能、额定容量、放电性能、安全保护性能等方面存在质量问题。这些质量问题会影响到手机的正常使用，还会影响手机的使用寿命，严重时还可能伤害消费者。现在市场上发现有一些假冒伪劣手机电池便携式充电器。这些充电器由于价格非常低，携带方便，有许多手机用户更愿意使用这些充电器来对电池进行充电。劣质充电器实际上就是一个没有安全保证的简易变压器，由于内部缺少保护电路等保证安全的零配件，因而重量较原装品轻很多。但实际上，由于现在的手机电池多采用锂离子电池或镍氢电池作电芯，对充电器的电压、电流特性及安全保护有很高的要求。这些假冒伪劣充电器由于设计简单，采用劣质材料，加工手段粗糙，对手机电池的性能和寿命有很大损害。没有保护电路的充电器，由于不能保证充电时电流的稳定，因而会有烧坏电池甚至爆炸的危险。手机充电器的市场走向1. 目前，手机充电器可分为单槽形状和双槽型充电器，单槽形充电器正在受到双槽形的攻击。双槽形充电器除了具有慢速充电、快速充电、放电及镍镉、镍氢电池兼充的标准功能外，还有部分产品带有自动温度控制与电压控制，严防过充的新功能，因而消费者应将倾向于选择双槽型充电器。2. 随着手机种类的日益增多，各种充电器因机型不同，电源端口的大小也不相同，从而不能互换使用，给消费者带来了不便。标准型充电器，是指可以连接所有手机底端电源插座（端口）的充电器。而且，生产的手机的电源端口将统一为适用于标准充电器的规格。这样，消费者将不必在每次换手机时同时购买新的充电器。由此可见，充电器在从坐式向便携式、双槽式等方向发展的同时，也开始向标准化、通用化的方向发展。3. 手机充电器的待机耗电量的降低逐步成为充电器的设计过程中的一个重要环节。相比于以前的充电器，今后生产的产品将会在各项功能完善的同时进一步降低本身的待机耗电量。为了达到这一目标，可以设计一个判断AC适配器是否连接负荷（手机）的IC，当未连接负荷时，将AC适配器的直流输出方（2级电路）切换到高阻抗电路上。通过采取这一措施可以大幅减少待机时2级电路的消耗电流（可以达到数十A）。另外，还可以在输入交流100V方（1级电路）中设置切换电路。在未连接负荷时，通过开关切换电路来减少供应给直流输出方（2级电路）的功率从而减少耗电量。4.现在市场上的大部分充电器，只是针对锂电池或镍氢电池充电的，但是随着市场的发展，自动识别两种电池而进行相应的充电进程的充电器正在逐步占据主流。可以自动分辨锂电池或镍氢电池的座充能“防止将锂电放电的错误动作”，如果在充锂电池时不小心按到了座充上的“放电钮”，好的座充可以辨识出来是锂电池，因此不会做放电动作差的座充则不管三七二十一地进行放电，这就会造成锂电池寿命的折损。目前一些大的厂家生产的手机充电器都具有以下特点: 宽范围AC输入或多国电压可选具备限流保护，电流短路与反充保护线路设计体积小、重量轻自动、快速充电，充满电后自动关断等等。另外，有的充电器还有自动识别锂离子、镍氢、镍镉电池组具有放电功能LED 充电状态显示低噪声模拟微电脑控制系统等特点。一般来说，恒压充电结束时的小电流充电过程中，电流的大小一般为恒流充电时电流的十分之一。目前在锂离子电池充电器的设计中，对手机充电结束后由于某种因素放电的情况而专门设计了检测电路，一旦检测到电池电压降低，就会重新启动充电过程。图2.7充电曲线 综上所述，随着便携式产品突发猛进的发展，尤其是手机的普及，以及锂离子电池的广泛应用，锂离子电池充电器的设计和功能面临着进一步的改善。对于众多充电器生产厂家来说，尽早设计出功能完善、安全实用的充电器，就能更早的在市场中占据领先地位，抢占商机。3 概述3.1 Pro/E软件的建模功能Pro/E是非常成功的CAD /CAM软件之一，是新一代的产品造型系统，是参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一的数据库功能。3.2建模功能Pro /E软件的基本建模功能体现如下：1)实体特征(倒角、壳、拉伸、自由造型等) 、基本曲面特征(拉伸、合并、转换等)结合特征复制(复制、阵列、镜像几何等)功能直接画零件三维图。2)基于装配约束及干涉检查的零件组合功能，及时修改零件设计结构的不合理处,以保证零件组合的协调性，并可组建设备的三维装配图。3)实体模型自动生成工程图的功能,可生成三视图及任意位置的剖视图，并对视图进行标注及编辑。3.3建模准则了解Pro/E的建模准则，可以快速地进行产品设计，其建模准则如下。1)基于特征的参数化造型准则Pro/E的基于特征的参数化造型准则，即用一些基本的几何模型的构造要素(如圆角、倒角、壳体等)加入必要的参数经过叠加、相交、相切等操作形成特征，然后将特征组合形成零件，再将零件组装起来，即可实现完整的设计意图。 参数化的特点使零件造型的再设计和再修改变得方便易行，在任何时候都可以对零件的设计尺寸进行修改。2) 基于全尺寸约束的参数化模型设计准则Pro/E系统将形状和尺寸结合起来，通过尺寸约束实现对实体几何形状的控制。 实体造型必须有完整的尺寸约束。3) 基于尺寸驱动 的参数化模型设计准则Pro/E使用尺寸来驱动特征，即通过修改尺寸可以驱动模型。 尺寸驱动可以很方便地修改模型的初步设想尺寸，从而改变模型形状，达到设计要求。4)基于单一的数据库的全相关数据管理准则由于Pro/E采用了单一的数据库，使得在零件设计、组装、加工制造等环节对数据的修改都可自动反映到其他各个相关环节。 系统使用统一的数据库，使零件数据管理更加容易、科学。4 Pro/E在创建手机外壳零件模型中应用创建零件模型就是把要塑造的几何形状添加到模型中，或将不需要的部分按一定的几何形状去掉，在Pro/E中这些几何形状就是要创建的特征。Pro/E软件采用了基于约束的参数化特征建模技术，通过修改特征的约束参数创建出一系列功能和形状相似的设计模型。 手机外观线条自由随意，又属于更新换代快的时尚产品，设计的模型需要不断修改或变形，产品造型设计过程具有代表性。 因此，以手机外壳零件模型造型设计为例，说明Pro/E三维特征造型的一般过程。4.1零件造型分析 手机电池充电器的主要结构件有顶壳面盖、顶壳基体、异型按键、插头组件和底壳。它的零件并不多，但各零件的配合关系紧密，适合采用主控件的形式来辅助设计各零件的形状与结构。倘若在设计后对模型效果不满意，可以通过修改主控件的外形，来使相关的受控零件随之得到修改，而不必对具体的零件进行逐一修改并保证其相互配合关系。在进行具体的结构分析是，应该考虑到个零件的用途、大概的材料加工情况、配合关系、要满足的测试要求等。在本设计中，将底壳、顶壳面盖、顶壳基体、异型按键和插头组件这五个零件分别命名为TSM_SJC_1、TSM_SJC_2、TSM_SJC_3、TSM_SJC_4和TSM_SJC_5。4.2 Pro/ENGINEER Wildfire2.0系统简介 Pro/ENGINEER简称Pro/E，是美国参数技术公司(PTC)推出的CAD/CAE/CAM一体化软件。是美国参数技术公司(Parametric Technology Corporation，简称PTC)的主要产品。它提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念彻底改变了机械CAD/CAE/CAM的传统概念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。利用该概念开发的第3代机械CAD/CAE/CAM产品Pro/ENGINEER软件能将设计到制造的全过程集成在一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实际所谓的并行工程。从设计思想上看， Pro/ENGINEER系统可以实现真正的全相关性，任何修改都会自动反映到所有相关对象；它具有真正管理并发进程、实现并行工程的能力；具有强大的装配功能，能够始终保持设计者的设计意图，可以极大地提高设计效率。从实用性上看， Pro/ENGINEER系统界面简洁，概念清晰，符合工程人员的设计思想与习惯。整个系统建立在统一的数据库上，具有完整而统一的模型。它不但可以应用与工作站，而且现在也推出了单机版，大大增强了它的竞争力。自1988年推出以来，由于其强大的功能很快得到业内人士的普遍欢迎。并迅速成为当今世界最为流行的CAD/CAM软件之一。其强大的功能表现在以下几个方面： 采用面向对象的统一数据库和全参数化造型技术，为三维实体造型提供了一个优良的平台。 其工业设计方案可以直接读取内部的零件和装配文件，当原始造型被修改时，系统自动更新其装配件。 全方位的3D产品开发软件。其模块众多。 集零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、铸造设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析、产品数据库管理等功能于一体。操作界面的完全视窗化，使初学者的学习和使用更加便利。总之，经过十多年的发展， Pro/E得到了不断的充实与完善。使用Pro/MOLDESIGN可以快速规划产品的分模面，完成模具体积块的分割。若再搭配使用Mold layout(模具布局)或EMX(模具专家系统)，将会更有效的完成模座的设计。通过最新版本Pro/ENGINEER Wildfire这样的系统可以轻易的达到产业界所追求的生产力于竞争力1。4.3 Pro/ENGINEER的参数化技术特点Pro/ENGINEER的参数技术特点主要表现在以下几个方面：(1) 基于特征的几何造型过程 将某些具有代表性的平面几何形状定义为特征，并将其所有的尺寸存为可变参数，进而形成实体，以此为基础来进行更为复杂的几何形状的构造。显然，工程师们的设计思维和系统的造型过程一致，使得系统使用起来十分方便。(2) 采用参数化造型系统 采用参数化技术的好处在于彻底改变了自由建模的无约束状态，几何形状均以尺寸的形式被有效的控制。即所谓的全尺寸约束，因此可通过编辑尺寸数值来驱动几何形状的改变。打算修改零件形状时，只需修改一下尺寸即可实现形状的改变。(3) 关联的数据模型系统创建的零件模型、装配模型及工程图之间保持着一种数据关联系统，尺寸参数的修改会导致其他相关模块中的相关尺寸得以修改。利用此项功能，可在任意层次上修改设计，而系统会自动地在所有层次做出相应的变更2。4.4 Pro/ENGINEER Wildfire2.0的主要特色及常用模块4.4.1主要特色(1) 易学易用：有了新的Pro/ENGINEER Wildfire2.0用户模式，工程师和设计师只需花很少的时间就能学会该软件，并能很熟练的使用。 Pro/ENGINEER Wildfire集成了最著名的可用性方法，它能模仿CAD用户进入“设计实模”的工作模式，从而更新了易用性的定义。其结果是开发了一个新的用户界面和柔性工作流。它使Pro/E变的易学易用。(2) 功能强大：用户是否具有开发零件、产品或过程的经验，利用该软件都能进行产品设计。PTC的Granite内核帮助PTC建立了覆盖面光、深度和性能都很出色的功能。同时长期被公认为最强大和最可靠的3D CAD解决方案的 Pro/ENGINEER Wildfire，又提供了许多功能增强之处。(3) 互连互通：通过嵌入web服务于底层结构可以更有效地合作者、客户和供应商沟通。 Pro/ENGINEER Wildfire提供了快速、简单和安全的设计协作工具以及web技术，可以很方便地获取全球产品信息，用户可以与其他用户共享Pro/E会议、可以基于web的资源无缝连接进行项目管理和协作、可以访问产品数据库、并可以订购零件。4.4.2常用模块(1) Pro/DESIGNIER： 是工业设计模块的一个概念设计工具。能够使产品开发人员快速、高效地进行设计，可以生成高精度的曲面几何模型，并能够直接传送到机械设计和原型制造中工业设计模块主要用于对产品进行几何设计，以前，在零件未制造出时，是无法观看零件形状的，只能通过二维平面图进行想象。现在，用3DS可以生成实体模型，但用3DS生成的模型在工程实际中是“中看不中用”。用Pro/E生成的实体建模，不仅中看，而且相当管用。事实上，Pro/E后阶段的各个工作数据的产生都要依赖于实体建模所生成的数据。包括：Pro/3DPAINT(3D建模)、Pro/ANIMATE(动画模拟)、Pro/DESIGNER(概念设计)、Pro/NETWORKANIMATOR(网络动画合成)、Pro/PERSPECTA-SKETCH（图片转三维模型）、Pro/PHOTORENDER(图片渲染)几个子模块。(2) Pro/NETWORK。ANIMTOR： 通过把动画中的帧分散给网络中的多个处理器进行渲染，可大大加快动画产生的过程。(3) Pro/PERSPECTA-SKETCH： 它能够使产品的设计人员从图纸、照片、透视图或者任何其他二维图像中快速生成一个三维模型。(4) Pro/PHOTOR ENDER： 能够很容易地创建产品模型的逼真图像，这些图像可以用来评估设计质量、生成图片功能仿真(CAE)模块 功能仿真(CAE)模块主要进行有限元分析。有限元仿真使我们有了一双慧眼，能“看到”零件内部的受力状态。利用该功能，在满足零件受力要求的基础上，便可充分优化零件的设计。著名的可口可乐公司，利用有限元仿真，分析其饮料瓶，结果使瓶体质量减轻了近20，而其功能丝毫不受影响，仅此一项就取得了极大的经济效益。 包括：Pro/FEMPOST（有限元分析）、Pro/MECHANICA CUSTOMLOADS（自定义载荷输入）、Pro/MECHANICA EQUATIONS（第三方仿真程序连接）、Pro/MECHANICA MOTION（指定环境下的装配体运动分析）、Pro/MECHANICA THERMAL（热分析）、Pro/MECHANICA TIRE MODEL（车轮动力仿真）、Pro/MECHANICA VIBRATION（震动分析）、Pro/MESH （有限元网格划分）。(5) Pro/ASSEMBLY： 用来构造和管理大型复杂的模型。这些模型包含的零件数目不受限制。装配体可以按不同的详细程序来表示。从而是工程人员可以对某些特定部件或者子装配体进行研究。同时在整个产品中使设计意图保持不变机械设计模块是一个高效的三维机械设计工具，它可绘制任意复杂形状的零件。在实际中存在大量形状不规则的物体表面，如图1中的摩托车轮轴，这些称为自由曲面。随着人们生活水平的提高，对曲面产品的需求将会大大增加。用 Pro/E生成曲面仅需23步操作。Pro/E生成曲面的方法有：拉伸、旋转、放样、扫掠、网格、点阵等。由于生成曲面的方法较多，因此Pro/E可以迅速建立任何复杂曲面。它既能作为高性能系统独立使用，又能与其它实体建模模块结合起来使用，它支持GB、ANSI、ISO和JIS等标准。包括：Pro/ASSEMBLY（实体装配）、Pro/CABLING（电路设计）、Pro/PIPING（弯管铺设）、Pro/REPORT（应用数据图形显示）、Pro/SCAN-TOOLS（物理模型数字化）、Pro/SURFACE（曲面设计）、Pro/WELDING（焊接设计）。(6) Pro/DETALL： 由于具有广泛的标注尺寸、公差和产生视图的能力，因而扩大了Pro/E生成设计图纸的功能，这些图纸遵守ANAI、ISO、DIN和JIS的标准。(7) Pro/FEATURE： 允许产品设计人员创建高级特征，只需利用简便的设计工具，就可以在很短的时间内实现。(8) Pro/NOTEBOOK： 以“自顶而下”的方式对产品的开发过程进行管理，同时对复杂产品设计过程中涉及的多项任务进行自动分配，以增强工程的生产效率。(9) Pro/SCAN-TOOLS： 可满足工业上使用物理模型作为设计起点的需求把模型数字化。它的形状和曲面就以“点数据” 的形式输入到pro/SCAN-TOOLS中。因此能产生高质量的与物理原型非常匹配的模型数据管理(PDM)模块 Pro/E的数据管理模块就像一位保健医生，它在计算机上对产品性能进行测试仿真，找出造成产品各种故障的原因，帮助你对症下药，排除产品故障，改进产品设计。它就像Pro/E家庭的一个大管家，将触角伸到每一个任务模块。并自动跟踪你创建的数据，这些数据包括你存贮在模型文件或库中零件的数据。这个管家通过一定的机制，保证了所有数据的安全及存取方便。 它包括：Pro/PDM（数据管理）、Pro/REVIEW（模型图纸评估）。数据交换(Geometry Translator)模块 在实际中还存在一些别的CAD系统，如UG、EUCLID、CIMATRTON、MDT等，由于它们门户有别，所以自己的数据都难以被对方所识别。(10) Pro/SURFACE： 能够使设计人员和工程人员直接对Pro/E的任一实体零件中的几何外形和自由形式的曲面进行有效的开发或者开发整个曲面模型。(11) Pro/WELDINGTM： 用来参数化地定义焊接装配体中的对接要求。使用户很容易确认焊点，避免装配零件与焊接点之间发生干涉。在文件编制和制造中减少由于错误带来的成本增加。4.5特征概述及分类4.5.1特征概述特征指可以用参数驱动的实体模型。特征应满足的基本条件如下：(1)特征必须是一个实体或零件中的具体构成之一。 (2)特征能对应与某一个形状。(3)特征应该具备有工程上的意义。(4)草绘平面是创建模型中供绘制特征截面的参考平面，草绘模式中，草绘平面平行与屏幕。(5)参考平面是确定草绘平面放置方向的平面，因为草绘平面平行于屏幕且有多种摆放方式，因此须提供一个水平的或垂直的参考平面。草绘平面与参考平面选择方式： (1) 基准平面： 在特征创建的初始，系统会给出一个基准平面系。(2) 特征平面： 在基础特征基础上创建其他特征时，操作者在选择草绘平面或参考平面时，除系统默认的基准平面系仍可选择外，还可选择已创建特征的某个表面作为草绘平面或参考平面。但要注意，所选择的特征表面应为平面4。4.5.2特征分类特征常分为基准特征、基础特征及放置特征。1) 基准特征指在零件的建模过程中，起辅助而不构成零件表面形状的辅助平面、辅助轴线、辅助点特征。基准特征也称辅助特征，它们没有体积和质量等物理属性，其显示与否也不影响其他几何结构。它作为零件创建的参数数据，提供了设计、实体造型和装配的基准。2) 基础特征指设计者进行零件建模时创建的第一个实体特征，也称基本特征。它代表零件最基本的形状，对零件其他特征的创建往往依赖基本特征。基本特征类型有实体特征、正交基准平面。3) 放置特征指由系统提供的或由用户自定义的一类模板特征。它的几何形状是确定的，用户只需改变其尺寸即可得到不同的相似的几何特征。如孔特征、圆角特征等。5 手机充电器外壳的三维造型设计5.1 手机充电器外壳的分析在设计之前要对手机充电器外壳进行结构分析，对各个部位的尺寸要进行测量。由于外壳是塑料制品所以要考虑在模压的时候所产生的各种问题，还要对塑料制品的结构工艺性进行分析也是必须考虑的。5.2 手机充电器的三维造型5.2.1 新建文件1.启动UG软件后，选择“文件” 、“新建”命令，系统会弹出“新部件文件”对话框如图5.1所示。2.在对话框中先选择要创建的文件的路径，然后在“文件名”下拉表框中输入文件名，再在“设置单位标准”对话框中设置度量单位，UG软件提供有两种度量单位nches（英寸）和Milimenters(毫米)。图5.1 “新部件文件”对话框5.2.2 上盖的造型1.打开UG软件进入“建模”状态，设置图层并建立基准坐标系，并建立草图平面，绘制草图约束如图5.2所示。单击工具栏中的完成按钮，此时退出草图模式，点击【拉伸】命令，并输入深度尺寸-9mm并确认后，最后生成实体如图5.3所示。图5.2 草图约束图5.3 拉伸实体2、单击工具栏中的【边倒圆】命令，对8个边进行边倒圆，设置边倒圆的半径为4.5mm，完成实体如图5.4所示。图5.4 边倒圆3、运用【草图】命令，画出草图约束如图5.5所示，完成草图，单击【拉伸】命令，输入6mm，选择求差，确认后实体如图5.6所示。图5.5绘制草图图5.6 拉伸求差后的实体4、单击【插入】【设计特征】【球】，在工件体上建立个球体，设置直径为16.5mm，进行求差，并对拉伸求差完的边进行边倒圆，完成实体如图5.7所示。 图5.7球体求差的实体5、单击工具栏中的【抽壳】命令，完成实体如图5.8所示。图5.8 抽壳后的实体6、运用【草图】命令，画出草图约束如图5.9所示，完成草图，单击【拉伸】命令，输入0.5mm，选择求差，确认后实体如图5.10所示。图5.9 绘制草图图5.10 拉伸后的实体7、运用【草图】命令，画出草图约束如图5.11所示，完成草图，单击【拉伸】命令，选择求和、求差，确认后完成上盖实体如图5.12所示。图5.11 绘制草图图5.12 拉伸后的实体5.2.3 下盖的造型和组装图1.打开UG软件进入“建模”状态，设置图层并建立基准坐标系，并建立草图平面，绘制草图约束如图5.13所示。单击工具栏中的完成按钮，此时退出草图模式，点击【拉伸】命令，并输入深度尺寸20mm并确认后，最后生成实体如图5.14所示。图5.13 绘制草图图5.14 拉伸后的实体2、单击工具栏中的【边倒圆】命令，对8个边进行边倒圆，设置边倒圆的半径为4.5mm，完成实体如图5.15所示。图5.15 边倒圆后的实体3、运用【草图】命令，画出草图约束如图5.16所示，完成草图，单击【拉伸】命令，输入17mm，选择求差，确认后实体如图5.17所示。图5.16 绘制草图图5.17 拉伸求差后的实体4、运用【草图】命令，画出草图约束如图5.18所示，完成草图，单击【拉伸】命令，输入17mm，选择求差，确认后实体如图5.19所示。图5.18 绘制草图图5.19 拉伸后的实体5、单击工具栏中的【抽壳】命令，完成实体如图5.20所示。图5.20 抽壳后的实体6、单击【边倒圆】命令，对上一步拉伸完的实体进行边倒圆，最后完成的实体如图5.21所示。图5.21 边倒圆7、运用【草图】命令，画出草图约束如图5.22所示。 图5.22 绘制草图8、退出草图模式，单击【拉伸】命令选择求差，完成后的实体如图5.23，5.24所示。5.23 拉伸后的实体图5.24 拉伸后的实体9、运用【草图】命令，画出草图约束，完成后的草图如图5.25，图5.26所示。图5.25 完成的草图图5.26 完成的草图10、退出草图模式，单击【拉伸】命令，根据各个部位的数据进行拉伸，选择求差或者求和，完成后的实体如图5.27，5.28所示。图5.27 完成拉伸后的实体图5.28 完成拉伸后的实体11、单击【开始】【所有应用模块】,在工具栏里选择【初始化项目】，完成如图5.29所示实体。图5.29 初始化的实体12、单击【模具csys】命令，在对话框中选择【产品体中心】，锁定Z轴位置，完整坐标定位，步骤如图5.30所示。图5.30 定位中心13、单击【收缩率】命令，在【收缩率】对话框中输入收缩率为1.006，然后就如图5.31所示组合图。图5.31 此为上下盖组合图总结本设计介绍的是一款手机电池充电器的设计过程。它主要由底壳、顶壳面盖、顶壳基体、按键和插头组件组成。在开始设计的时，需要重点考虑到相关的电子技术要求与安全要求，具体要考虑到相关电路板的装配情况，从而预留出其装配空间。本设计的重点与难点有如下几点。(1) 采用TOP-DOWN(自顶而下)设计思路，即先确定总体思路，设计总体布局，然后才是进行相关零件部件的设计工作。本产品大部分建模工作都在组件(装配)设计模式下进行。(2) 重点在于主控件的设计，以及如何由主控件分解出相关的零部件。采用主控件设计的主要优点在于更改方便，可以大量地减少修改设计的工作量。适合应用主控件设计的产品一般为箱体、外壳类产品，如手机、鼠标、电话机、显示器外壳等。(3) 注意各零件的装配关系，并合理地在底壳零件上设计一些方形网格的通风结构，这有助于产品在使用中热量的散发。(4) 注意零件壁厚的选择，一般情况下，壁厚定在1.5mm以上，但也不能太厚，如不能超过3mm，否则会增加材料成本等。对于零件中的某些支撑柱，应在其周围设计加强筋，形成行业中常说的“火箭头”结构；对于零件中的某些潜在的薄弱环节，可适当地设计加强筋来进行加固，防止其发生变形。 致谢本次毕业设计撰写，让我收获许多。首先要衷心地感谢曾纯琴指导老师严谨的治学态度和全面的指导，让我克服了设计中的每一个困难。时常询问我毕业设计进行的进度，在百忙之中抽出时间来辅导我不懂的地方。在老师的关怀下，我走完了毕业设计艰难的历程。其次，我要感谢大学三年来给我指导与教诲的老师们。还有那些和我一起走过大学风风雨雨的同学。让我在大学的生活丰富多彩。因此，我能和谐的相处于每个人。最后我要感谢我自己，希望自己在困难面前勇往直前的精神常存。参考文献1 屈华昌. 塑料成型工艺与模具设计M. 机械工业出版社, 2001.2 周其炎.MOLDFLOW 5.0基础陈艳霞.MOLDFLOW 2010完全自学与速查手册 电子工业出版与典型范例 电子工业出版20103 塑料模具技术手册编委会. 塑料模具技术手册M. 机械工业出版社, 2005.4 宋玉恒. 塑料注射模具设计实用手册M. 航空工业出版社, 2003. 5 塑料模具设计手册编写组. 塑料模具手册M. 机械工业出版社, 2006.6 王咏梅.ProEngineer Wildfire 4.0中文版基础教程M. 清华大学出版社.2008.7 丁松聚.塑料模具设计M.机械工业出版社2001.8 单辉祖.材料力学（I） 高等教育出版社2004. 附件：大学本科生毕业论文(设计)规范一、毕业论文（设计）格式规范一份完整的毕业论文（设计）材料一般应包括下列内容：（一）题目；（二）目录；（三）论文主体（包括中英文摘要及关键词；正文；致谢；参考文献等）；（四）附录。具体分述如下： （一）题目题目应力求简短、精确、有概括性，直接反映毕业论文（设计）的中心内容和学科特点。题目一般不超过20个汉字，如确有必要，可用副标题作补充。（二）目录毕业论文（设计）必须按其结构顺序编写目录，要求层次分明，体现文章展开的步骤和作者思路。目录格式是论文的结构层次，反映作者的逻辑思维能力，所用格式应全文统一，每一层次下的正文必须另起一行。目录独立成页，以章、节、小节来编排。(三) 论文主体1、中英文摘要及关键词摘要一般不分段，不用图表，以精炼的文字对毕业论文（设计）的内容、观点、方法、成果和结论进行高度概括，具有独立性和自含性，自成一篇短文，具有报导作用。中文摘要一般以200-300个字为宜。关键词是反映毕业论文（设计）内容主题的词或词组，一般35个。其中英文摘要与中文摘要基本对应，英文关键词之间用分号分开，最后一个关键词后不加任何标点。2、正文包括引言、正文、结论等部分。（1）引言引言也称前言、导论、导言、绪言、绪论等。它的作用是向读者初步介绍文章的背景和内容，通常包括以下几个方面：为什么写这篇文章，要解决什么问题；论文的主要观点；与课题相关的历史回顾；写作资料的来源、性质及其运用情况，论文的规划和简要内容；研究中的新发现；课题的意义等。（2）正文正文是论文的核心部分，是作者学术理论水平和创造性工作的综合体现，是作者运用掌握的材料与方法进行论证、得出结论的部分，其任务是分析问题和解决问题。根据不同论文研究的课题性质、研究方法的不同，理论型、实验型和描述型论文的正文格式和写法不尽相同，但他们的要求是一致的。即：主题明确：全文围绕主题展开讨论，不离题；论证充分：有观点、有思路、有材料、有说服力；结论清楚：研究导出的结论不含糊、易理解；逻辑严密：文字精炼流畅、条理清晰。（3）结论结论是论文要点的回顾和提高，是整个研究过程的结晶，是全篇论文的精髓。结论中应对本篇论文解决了什么问题，得出了什么规律，存在什么问题给出明确的回答。撰写结论时，要注意精炼准确、总结提高、前后呼应。3、致谢（无必要时可省略）以精练的文字，对在毕业论文（设计）工作中直接给予指导、帮助的人员表示谢意，言辞恳切，实事求是。4、参考文献毕业论文（设计）须在论文的最后列出参考文献。参考文献应以公开发表过的、作者真正阅读过的、与论文密切相关的或直接引用的为限，未发表过的论文、试验报告、内部资料等不宜列入。参考文献的列写必须严格按照毕业论文（设计）中引用的先后顺序依次列写。参考文献的列写格式，详见“毕业论文（设计）的书写规范与打印要求”。(四)附录（无附录时可省略）凡不宜收入正文中的、又有价值的内容可编入毕业论文的附录中。如：大号的设计图纸；篇幅较大的计算机程序（但以研究软件程序为主的毕业论文题目，其程序可作为正文的一部分）；过长的公式推演过程。其它内容如译文及原文、