【毕业设计论文】M200B气瓶的三维造型设计-毕业论文【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计说明书( 论文) 题 目: M 2 0 0 B 气瓶的三维造型设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 气瓶在现代工业生产中应用广泛，作为一种移动式压力容器，气瓶在社会生 产和社会生活中与人有着密切联系。气瓶技术已成为世界各国研究的热点。国内 对气瓶的设计还存在机理研究不深入、设计流程不规范等问题。针对该领域开展 研究具有重要的理论意义与实用价值。本文在对气瓶现有的结构、原理详细分析 的基础上，设计了双层气瓶的整体结构，建立了实体模型，同时参考国内外文献， 总结、制定了气瓶的设计流程，对气瓶的规范化设计提供了指导。 关键词 气瓶 三维设计 结构 本科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 外 文 摘 要 本科毕业设计说明书（论文） 第 5 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 T i t l e T h r e e - d i m e n s i o n a l D e s i g n o f M 2 0 0 B G a s C y l i n d e r s A b s t r a c t I n t h e m o d e r n i n d u s t r i a l s o c i e t y , g a s c y l i n d e r s a r e w i d e l y u s e d a s a m o b i l e p r e s s u r e v e s s e l , t h e y a l s o h a v e c l o s e r e l a t i o n s h i p w i t h p e o p l e i n t h e s o c i a l p r o d u c t i o n a n d s o c i a l l i f e . C y l i n d e r t e c h n o l o g y h a s b e c o m e t h e r e s e a r c h h o t s p o t s a r o u n d t h e w o r l d . T h e r e s t i l l e x i s t m a n y p r o b l e m s i n t h e d e s i g n o f t h e g a s c y l i n d e r d o m e s t i c a l l y , s u c h a s l e s s s t u d y o n i t s m e c h a n i s m , l e s s s t a n d a r d i z a t i o n o n d e s i g n p r o c e s s a n d s o o n . I t w i l l h a v e a g r e a t t h e o r e t i c a l a n d p r a c t i c a l v a l u e t o d o r e s e a r c h i n t h e f i e l d . I n t h i s p a p e r , t h e e x i s t i n g s t r u c t u r e o f t h e g a s c y l i n d e r i s s t u d y , a n d t h e o v e r a l l s t r u c t u r e o f a d o u b l e - c y l i n d e r i s d e s i g n e d b y t a k i n g i n t o a c c o u n t d o m e s t i c a n d f o r e i g n l i t e r a t u r e . T h e s o l i d m o d e l o f t h e p r o d u c t i s c o m p l e t e d . I t w i l l b e u s e f u l f o r t h e d e s i g n s t a n d a r d i z a t i o n o f t h e g a s c y l i n d e r . K e y w o r d s Gas c y l i n d e r s 3 D D e s i g n S t r u c t u r e 本科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目 录 1 引言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 1 . 1 气瓶的概念及应用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 1 . 2 气瓶国内外研究现状. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1 . 3 本文的设计内容. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 2 气瓶的总体设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 2 . 1 气瓶工作原理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 2 . 2 气瓶总理结构方案分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 3 气瓶的三维造型设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 0 3 . 1 常用三维造型软件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 0 3 . 2 气瓶零件的三维造型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1 3 . 3 气瓶零件的工程图生成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 9 4 气瓶的工艺分析和装配. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 7 4 . 1 气瓶的装配焊接工艺 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 4 . 2 气瓶的装配 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 结束语 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 5 致 谢 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 参 考 文 献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 本科毕业设计说明书（论文） 第 7 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 引言 1 . 1 气瓶的概念及应用 气瓶是指在正常环境下( 4 0 6 0 ) 可重复充气使用的，公称工作压 0 M P a 3 0 M P a ( 表压) ，公称容积为 0 4 L 1 0 0 0 L 的盛装永久气体、液化气体或溶解气体等的 移动式压力容器 1 。按公称压力和公称容积分类具体如下： （1 ）2 0 0 0 年版的气瓶安全监察规程中，对于盛装永久气体的气瓶 ，公称工 作压力是指在基准温度时（一般为 2 0 ）所盛装气体的限定充装压力；对于盛装液化 气体的气瓶， 是指温度为 6 0 时， 瓶内气体压力的上限制。 公称工作压力 8 M P a 3 0 M P a 为高压气瓶，公称工作压力 1 . 0 M P a 5 M P a 为低压气瓶。 （2 ）气瓶的公称工作压力、最高充装压力、水压试验压力等之间的关系：以公 称工作压力为1 5 M P a 的气瓶为例， 水压试验压力是公称工作压力的1 . 5 倍， 为2 2 . 5 M P a ， 而最高充装压力， 是指在基准温度时( 一般为 2 0 ) 公称工作压力为 1 5 M P a 所盛装气体 的限定充装压力，也是公称工作压力加上温升（最高为 6 0 ）压力之和，最高充装压 力应是水压试验压力的 0 . 8 倍，为 1 8 M P a 。 （3 ） 气瓶安全监察规程中规定: 气瓶的公称容积为 0 . 4 L 3 0 0 0 L 。其中等于、 小于 1 2 L 为小容积；1 2 L 1 0 0 L 为中容积；大于 1 0 0 L 为大容积 1 。 1 . 2 气瓶国内外研究现状 目前国内有许多厂家的钢瓶、塑料内胆或铝内胆缠绕气瓶的性能稳定, 工艺成熟, 市场较好纯钢质气瓶是由无缝钢管经热压拉拔后成型, 满足其使用性能和制造工艺 要求, 气瓶重量难以降低, 壁厚误差较大, 其重量与容积比一般大于 1 . 2 5 K g / L 。 铝内 胆或塑料内胆加玻璃纤维“ 茧式” 缠绕的复合材料气瓶价格高, 工艺复杂, 所使用 的设备昂贵, 而且用于密封的聚合物材料易于老化并逐渐失去弹性及密封性, 从而降 低气瓶的使用性能, 其重与容积比一般为 0 . 3 K g / L 0 . 7 K g / L 2 。 自上世纪后半叶以来, 复合材料气瓶在西方国家得到飞快的发展。以 C N G气瓶的 本科毕业设计说明书（论文） 第 8 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 研制和开发方面为例, 美国的 L i n c o l 公司、S C I公司、和 H y d o s p i n 公司都走在世界 前列。改革开放后的中国自然也应当有所作为, 国内许多公司企业、科研院以及高等 院校也纷纷加入到这个行列中来, 经过数年努力, 他们都拿出了自己的产品或研究成 果 3 。国际和国外先进气瓶附件标准包含了其先进的技术和管理水平, 也反映了工业 发达国家的整体生产力水平。特别是大部分国际和国外先进标准( 如 A N S I 、U L 、E N 、 I S O ) 是在近期制定和修改的, 反映了国际上先进的学技术、管理和整体生产力水平。 通过整理、分析和消化, 结合我国的实际情况, 有效地采用国际和国外先进标准, 可 以为提高标准的实用性和科学性提供依据, 从而使我国的气瓶附件生产水平大大地 迈进一步 4 。 1 . 3 本文的设计内容 气瓶作为一种移动式压力容器，在社会生产和社会生活中与人有着密切联系，气 瓶检验环节在特种设备安全监察管理的设计、制造、安装、使用、检验、修理、改造 七个环节中又是一个既重要又特殊的中间环节。由于气瓶安全管理的特殊性，气瓶的 面广量大，气瓶检验机构为了满足社会外需和特种设备安全监察工作内需两方面的诉 求，实际已经基本形成了市场化趋势。目前，气瓶检验机构只有很少一部分属于专职 检验机构（国家特种设备检验机构） ，大部分均是行业检验机构或隶属于充装单位的 社会检验机构。全国约有气瓶检验机构 2 3 5 0 多家（其中：无缝气瓶检验单位 1 0 7 5 家、 乙炔气瓶检验单位 2 7 4家、液化气瓶检验单位 7 7 1家、焊接气瓶检验单位 2 3 0家） ， 是目前承压类和机电类法定特种设备检验机构总数（共 1 0 5 9 家）的 2 . 2 倍。 本文的具体工作如下： （1 ）气瓶材料采用 3 1 6 L 和 1 C r 1 8 N i 9 T i ； ( 2 ) 气瓶的内表面粗糙度，机加工应达到 1 . 6 m , 机械抛光应达到 0 . 1 m ，最 后经电抛光处理； （3 ）气瓶为双层，外瓶直径5 2 m m ，内瓶直径4 5 m m ，瓶身总高 1 5 2 m m ； （4 ）利用通用 C A D 软件完成零件造型、装配及工程图生成； 本科毕业设计说明书（论文） 第 9 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 气瓶的总体设计 本章在对气瓶现有的结构、原理进行详细分析的基础上设计了双层气瓶的整体结 构。 2 . 1 气瓶工作原理 设计的气瓶装配图如图 2 . 1 ，装配爆炸图如图 2 . 2 。 如图 2 . 2所示，气瓶主要由内外层瓶底、瓶身、瓶盖，V C R接头、通气阀、清洗 阀、垫片、通气管等零部件组成。 图 2 . 1 M 2 0 0 B 气瓶结构图 本科毕业设计说明书（论文） 第 10 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 工作过程如下：气体通过通气阀控制从一侧通气管进入，通气阀里侧有通孔和垫 片，用来控制气体通道的开合。V C R接头控制气体的密封效果，该型号气瓶装载的是 有毒的气体，所以密封工作一定要做好。另一侧通气阀和通气管则用来导出气体。中 间的清洗阀则是用来清洗气瓶的， 清洗液从通道进入， 清洗阀起液体通道的开合作用， 清洗完之后，液体仍然从这个通道吸出。 图 2.2 M200B 气瓶装配爆炸图 2 . 2 气瓶总体结构方案分析 气瓶是一种密封要求比较高的容器，它的各个部件的选择不是凭空想象的，每个 部件的确定都有其一定的科学规律，在实际生产中，有些有经验的师傅会根据经验总 结出自己的加工方法。虽然不一定形成理论基础，但是那也是长期生产实践的总结， 也是科学方法的归纳。下面就详细的介绍下各个部件结构特征。 2 . 2 . 1 V C R 接头的设计 阀的结构图如图 2 . 3 所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图2 . 3 V C R 接头结构图 V C R 接头是一种标准零件，不需要我们进行数据计算或造型设计，而只需查阅相 关手册确定其尺寸与装配即可。 2 . 2 . 2 内层气瓶的设计 内层气瓶是双层气瓶的主要容器部件，包括瓶身、瓶盖和瓶底。相互之间通过焊 接连接在一起，形成了内层气瓶的装配体。具体设计如下介绍。 （1 ） 瓶盖 与大多数瓶颈处相同， 我们瓶盖处采用了口细腰宽的造型， 方便盛装与封装气体。 瓶盖通过焊接与瓶身连接在一起，可以起到密封的效果，因为我们盛装的气体是有毒 气体，所以就要求我们必须达到这个效果。瓶盖的结构图如图2 . 4 所示。 图2 . 4 内层气瓶盖结构图 （2 ） 瓶身 气瓶的瓶身较为简单，我们目的是盛装气体，所以形状就采用最常用的圆柱形， 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 结构如图2 . 5 所示。 图2 . 5 内层气瓶身结构图 （3 ） 瓶底 为了更容易地储存气体，我们将瓶底里侧设计为锥形，外底设计了一个沉孔，与 垫片相结合，可以再次达到良好的密封效果。内瓶底结构如图2 . 6 所示。 图2 . 6 内层气瓶底结构图 2 . 2 . 3 外层气瓶的设计 外层气瓶和内层气瓶相似, 但是容积比内层气瓶的大, 它同样由瓶盖、瓶身和瓶底 组成，相互之间同样采用焊接技术相连接。瓶底同样用焊接与瓶身相连接，保证密封 要求。 （1 ） 瓶盖 瓶盖设计了相对较厚的造型，再次保证了气瓶的密封效果。盖上有两个直通孔和 本科毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 一个斜通孔，均用来连接通气管，沉孔的作用则是将通气管和瓶盖焊接起来，达到密 封效果。斜孔将与螺母连接的通气管焊接起来，将清洗液送人瓶内。瓶盖的设计结构 图如图2 . 7 与图2 . 8 。 图2 . 7 外层气瓶盖结构图1 图2 . 8 外层气瓶盖结构图2 （2 ） 瓶身 外层气瓶的瓶身与内层瓶身无大差别，同样设计为圆柱形，结构图如图2 . 9 所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图2 . 9 外层气瓶身结构图 （3 ） 瓶底 外层瓶底要求不高， 与瓶身焊接密封好即可， 这里我们设计的造型没有特殊之处。 结构如图2 . 1 0 。 图2 . 1 0 外层气瓶盖结构图 2 . 2 . 4 通气阀的设计 通气阀主要用来控制气体进出的通道开关，我们在螺帽上设计了一个通气孔，通 过螺母的扭转和垫片的压合，将空气从通气孔里排出来，从而可以保证螺母拧紧的效 果。通气阀的主要作用还是引进或排出气体，所以我们在通气阀上装配了通气管，清 洗阀则装配了斜通气管，在造型上更加实用、美观。通气阀与V C R 接头连接管直接运 用了焊接技术，这样保证了密封效果，通气阀与气瓶盖之间的连接同样运用焊接技术 连接。小部件装配体的整体结构造型分通气阀和清洗阀两种，如图2 . 1 1 和图2 . 1 2 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图2 . 1 1 通气阀结构图 图2 . 1 2 清洗阀结构图 2 . 2 . 5 通气管的设计 通气管是用来作为气体进出的通道的，要求必须有足够的密封效果，所以我们在 通气管与阀连接管之间的接口处采用了焊接技术。为了美观与空间的充足，我们将通 气管设计为有一定弯度的管道。通气管的结构图如图 2 . 1 3 所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图2 . 1 3 通气管结构图 3 气瓶的三维造型设计 随着计算机辅助设计技术的飞速发展与功能的不断完善，为工程技术人员提供的 本科毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 高效方法和手段越来越丰富。尤其是三维 C A D / C A M 软件的广泛应用与普及，使得现代 机械产品设计逐步进入三维设计时代 5 。三维设计具有形象、直观、精确、快速的特 点，在产品开发、结构分析、产品性能的评估、确定和优化物理样机参数过程中起到 决定性作用，为新产品研发一次成功，提供了强有力的技术支持 6 。常用的三维建模 软件主要有 S o l i d W o r k s ，P r o E ，U G 和 C A T I A 等。 3 . 1 常用三维造型软件 S o l i d W o r k s 是基于 W i n d o w s 环境的软件。为广大工程技术人员提供的用户界面更 友好，运行环境更大众化，各种专业功能更加齐全 。在单一的 W i n d o w s界面上拥有 无缝集成实体造型、有限元分析和优化设计、装配、三维机构运动仿真、运动干涉检 查、工艺规程生成、数控加工、三维实体图转化二维工程图、产品数据共享与集成功 能等 7 。 S o l i d W o r k s作为三维设计软件中重要一员，以上手快、容易掌握，建模方 便、快捷高效等特点，受到众多设计工程师的青睐虽然在曲面设计和动态模拟功能 方面有一定的局限性，但在 S o l i d W o r k s 2 0 0 7中，此功能已经有了重大改进，通过一 定的专门的技能培训，S o l i d W o r k s 更能发挥其在设计中的优势 8 。由于 S o l i d w o r k s ， 已广泛运用于企业的产品设计， 因此， 学生在学习工程制图的同时还可了解工具软件， 为以后的工作打下良好的基础 9 。 P r o / E 是全方位的面向 3 D 产品开发的集成化软件，自 1 9 8 8 年问世以来，凭借着其 强大的 3 D 功能，已成为当今最普及的 C A D / C A M 软件之一。P r o / E 软件集零件设计、产 品装配、模具设计、N C 加工、钣金件设计、铸造件设计、自动测量、机构仿真、应力 分析和产品数据库管理等功能于一体，在机械、电子、汽车、航天、模具、工业没计 等行业得到了广泛应用 1 0 。 U G 、C A T I A端的软件，U G 、C A T I A航天类用的多（不过国内航空所也用 S o l i d W o r k s ) , 汽车类用做设计的也比较多（奇瑞 C A T I A 通用 U G ) , 另外 U G的加工不错，在欧 洲用的最多的是 P O W M I L L公司，采用的也是 U G加工 1 1 。随着 A u t o C A D产品的不断升 级更新，其三维建模功能会越来越强大。要想熟练地运用 A u t o C A D 建立三维模型，提 高建模效率，除了综合运用本文介绍的方法和技巧外，还必须努力挖掘 A u t o C A D 新的 三维建模功能 1 2 。 U G 主要应用在航空航天、汽车、通用机械、模具、家电等领域。采用基于约束的 本科毕业设计说明书（论文） 第 18 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 特征建模和传统的几何建模为一体的复合建模技术。在曲面造型、数控加工方面是强 项，但在分析方面较为薄弱。但 U G 提供了分析软件 N A S T R A N 、A N S Y S 、P A T R A N 接口、 机构动力学软件 I D A M S 接口、注塑模分析软件 M O L D F L O W 接口等。U n i G r a p h i c s 提供 给公司一个从设计、分析到制造的完全的数字的产品模型 1 3 。 P r o / D E S I G N I E R 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、容易的创建、评价和修改产品的多种设计概念。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/ 或原型制造中。P r o / N E T W O R K A N I M T O R 通过把动画中 的帧页分散给网络中的多个处理器来进行渲染，大大的加快了动画的产生过程。从软 件的三维造型特点来看，U G 软件属于复合建模，适于复杂的曲面设计；P r o / E n g i n e e r 软件采用全参数化造型技术，比较适于零件相对简单，部件结构比较复杂的产品设 计 1 4 。 S o l i d W o r k s 软件是世界上第一个基于 W i n d o w s 开发的三维 C A D 系统。功能强 大、易学易用和技术创新是 S o l i d W o r k s 的三大特点，使得 S o l i d W o r k s 成为领先 的、主流的三维 C A D 解决方案。S o l i d W o r k s 能够提供不同的设计方案、减少设计 过程中的错误以及提高产品质量。与其他三维软件相比，S o l i d W o r k s 不仅提供如此 强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作更加简单方便易用。 3 . 2 气瓶零件的三维造型 3 . 2 . 1 V C R 接头的三维造型 大家可根据各自的喜好利用不同软件建模。本文采用了 S o l i d w o r k s 建立三维模 型。 V C R 接头是一个标准的装配件，需要先将各个小零件的三维造型设计出来，然后 再进行装配。阀头部是运用拉伸、旋转切除成型的，上面的文字与箭头运用了拉伸切 除方式造型，侧孔则利用拉伸切除形成。头部以下的零件均运用拉伸方式进行。竖管 则利用旋转方式设计。其三维造型图如图3 . 1 表示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图3 . 1 V C R 接头模型图 3 . 2 . 2 气瓶内层瓶身的模型 瓶身三维设计相对简单，首先在一个平面上草绘出瓶身的截面图，然后再进行旋 转，就可以生成瓶身的三维模型。内层瓶身模型图如图3 . 2 。 图3 . 2 内层瓶身模型图 3 . 2 . 3 气瓶内层瓶底模型的建立 瓶底的建立同瓶身方法相似。主要还是要画出截面图，然后再通过旋转形成所要 模型。草绘截面时需要注意的一点就是瓶底的倒角，倒好角之后再进行旋转，这样成 型就简便多了。如图 3 . 3 所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 20 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图3 . 3 内层瓶底模型图 3 . 2 . 4 内层气瓶上嘴的三维造型 内层气瓶的上嘴造型仍然是草绘其截面图形，再旋转成实体。草绘时要注意两个 倒角的地方，按照尺寸倒角后，再进行旋转即可之间形成所要图形。造型图如下3 . 4 图。 图3 . 4 气瓶上盖模型图 3 . 2 . 5 外层气瓶的瓶身三维设计 外层气瓶瓶身与内层瓶身的三维设计是没有本质区别的，只需要把数据变换一 下，方法仍是先草绘出其截面图形，再进行旋转就可以了。其模型图如图3 . 5 所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 21 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图3 . 5 外层气瓶瓶身模型图 3 . 2 . 6 气瓶外盖的造型设计 外盖造型相对复杂一些。先同前面一样草绘截面图形，在进行旋转，形成外盖的 大致轮廓。然后分别设计出三个不同的通气孔。其中一个通气孔是个斜孔，我们这里 运用了切除放样功能，先在上下两个表面分别草绘两个相同的圆，再运用切除放样功 能进行切除，便形成了一个斜孔。其余两个孔则先用拉伸功能形成两个通孔，再在之 前的通孔上草绘出一个尺寸稍大的圆，再进行拉伸形成沉孔，造型就完成了。如图3 . 6 是外盖的上表面视图，图3 . 7 是下表面造型。 图3 . 6 气瓶外盖上表面模型图 本科毕业设计说明书（论文） 第 22 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图3 . 7 气瓶外盖下表面模型图 3 . 2 . 7 瓶外底的三维造型 外层气瓶的瓶底三维造型相对简单，我们同样先草绘出其截面图形，再运用旋转 薄壁特征生成外底造型。注意瓶底里侧的倒角，本图采用直接草绘其倒角，再进行旋 转薄壁的方法成形，这样相对简单。造型如图 3 . 8 。 图3 . 8 气瓶外底三维造型图 3 . 2 . 8 通气管的三维造型设计 通气管是一个曲面造型，这里我们运用了扫描与切除扫描技术进行的设计。首先 草绘一个圆截面，再绘出一条通气管形状的曲线，然后运用扫描工具，即可扫描出通 气管的外形。因为通气管是空心的，我们需再运用切除扫描来将通气管掏空。两个尺 寸的通气管造型分别如图3 . 9 与图3 . 1 0 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 23 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图3 . 9 气瓶通气管三维造型图 图3 . 1 0 通气管三维造型图 3 . 2 . 9 其他零件的设计 在与 V C R 接头之上焊接的通气阀与清洗阀的各零件较为简单，这里就不一一列举 了，主要运用的拉伸与切除功能，如图 3 . 1 1 所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 24 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图3 . 1 1 通气阀各零件的三维造型图 装配好的整体造型如下 3 . 1 2 图所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 25 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 3 . 1 2 通气阀的三维造型图 清洗阀装配体与上面的装配体基本相同的，只是尺寸有所改变，插入瓶盖孔内的 管运用基准面切除方式切割出一个斜面，与瓶盖上的斜孔相配合。如图 3 . 1 3 所示。 图3 . 1 3 清洗阀各零件的三维造型图 装配好的整体造型如图3 . 1 4 所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 26 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图3 . 1 4 清洗阀装配体的三维造型图 3 . 3 气瓶零件的工程图生成 3 . 3 . 1 气瓶内层中身工程图 内层气瓶中身的工程图较为简单，我们给出了正视图和俯视图即可清楚地反应其 造型。如图 3 . 1 5 所示。 图3 . 1 5 内瓶身工程图 3 . 3 . 2 内层瓶盖工程图 由于内层气瓶的瓶盖结构较为复杂，其中有两个倒角，在此分别给出了正视图、 俯视图和辅助视图来反应问题。如图 3 . 1 6 所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 27 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图3 . 1 6 内瓶盖工程图 3 . 3 . 3 内层瓶底工程图 瓶底的造型也不复杂，这里给出了正视图、俯视图和辅助视图来说明问题。如图 3 . 1 7 所示。 图3 . 1 7 内瓶底工程图 3 . 3 . 4 外层气瓶瓶盖工程图 外层瓶盖上有沉孔、通孔和斜孔，为了能较好地反应出这些特征，选择了俯视图、 前视图和辅助视图。如图 3 . 1 8 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 28 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图3 . 1 8 外瓶盖工程图 3 . 3 . 5 外层气瓶瓶身工程图 瓶身造型相对简单，只需注意瓶身的一个厚度即可。这里给出了瓶身的正视图和 俯视图来反应问题。如图 3 . 1 9 。 图3 . 1 9 外瓶身工程图 3 . 3 . 6 外层气瓶瓶底工程图 气瓶外瓶底造型也不复杂，只要反应出其瓶厚与倒角。这里选择了正视图与俯视 图反应问题。如图 3 . 2 0 所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 29 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图3 . 2 0 外瓶底工程图 3 . 3 . 7 气瓶通气管工程图 通气管我们设计里有两个，尺寸不相同，但工程图反应方式相似。需要一个截面 图和一个正面图来反应通气管的形状尺寸。如图3 . 2 1 与图3 . 2 2 ，在此分别给出了俯视 图和正视图。 图3 . 2 1 5 2 通气管工程图 本科毕业设计说明书（论文） 第 30 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图3 . 2 2 6 5 通气管工程图 3 . 3 . 8 通气阀上帽工程图 上帽是一个拉伸后得出的旋转体，主要构成是不同尺寸的圆柱，所以这个工程图 运用了正视图、俯视图以及辅助视图来反应其结构，如图3 . 2 3 所示。 图3 . 2 3 通气阀上帽工程图 3 . 3 . 9 通气阀外帽工程图 外帽是一个六边形和一个圆的拉伸实体，有两个直径需要反应，这里选择了正视 图、左视图以及俯视图来反应问题。如图3 . 2 4 所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 31 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图3 . 2 4 通气阀外帽工程图 3 . 3 . 1 0 通气阀垫片工程图 垫片非常简单，只需要反应其直径及厚度即可。这里采用了正视图与俯视图，如 图2 . 2 5 所示。 图3 . 2 5 通气阀垫片工程图 3 . 3 . 1 1 通气阀下帽工程图 下帽是矩形与圆的拉伸实体，为了更只管的反应问题，这里采用了正视图、俯视 图与辅助视图，如图3 . 2 6 所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 32 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图3 . 2 6 通气阀下帽工程图 3 . 3 . 1 2 通气阀接管工程图 接管的作用是与上帽相抵，并将气体导入通气管。它的结构也是有不同的圆柱构 成的，这里选择了正视图、俯视图以及辅助视图来反应其结构，如图3 . 2 7 所示。 图3 . 2 7 通气阀接管工程图 本科毕业设计说明书（论文） 第 33 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 3 . 1 3 清洗阀工程图 清洗阀的各零件与上面螺母的基本相同，其工程图这里就不再一一赘述了，各个 零件工程图如 3 . 2 8 所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 34 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图3 . 2 8 垫片工程图、清洗阀外帽工程图、清洗阀下帽工程图、 清洗阀上帽工程图、清洗阀接管工程图 4 气瓶的工艺分析和装配 4 . 1 气瓶的装配焊接工艺 所谓焊接结构装配焊接工艺(以下简称装焊工艺) ,就是一个焊接结构的实际生产 过程，主要是指组成结构件的零部件装配焊接的先后次序及相应的装配焊接内容，即 具体的加工工艺路线。而焊接结构装焊工艺的设计，就是通过对焊接结构的结构和功 能的分析，对其整体装焊工艺进行规划，从而保证整体装焊工艺的完整性和有效性的 过程15。焊接结构的装焊工艺从内容上是只零部件的装配和焊接，通常不含零部件本 身的具体加工。 4 . 1 . 1 气瓶的结构及技术要求 气瓶由前瓶盖、气瓶瓶身和后瓶盖通过两条环焊缝连接为一个整体。所有零件均 由棒材或管材制成。其中：前瓶盖和后瓶盖用棒材车削加工而成，气瓶瓶身则用管材 通过强力旋压制成。气瓶焊缝按行业标准I级检验,， 焊接接头的强度要求大于基体强 度的85%，焊缝两侧的错位量要求不大于0.2mm，瓶身直线度不大于0.3mm，焊缝外 部余高不超过0.5mm16。 4 . 1 . 2 焊接工艺 （1 ）焊接时所采取的工艺流程如下： 各零件加工打磨清洗超声波清洗装配定位焊检验圆周焊检验 烘干抽真空冲入气体 （2 ）为了避免焊缝热影响区的软化, 焊接时采用了脉冲钨极氩弧焊。该方法电弧 能量集中, 线能量输入小, 焊接变形小, 热影响区和软化区相对狭窄,焊接接头的强度 一般不会受到太大的影响。 4 . 2 气瓶的装配 4 . 2 . 1 气瓶的三维装配 气瓶的瓶身分别是由内层、外层装配而成的。瓶身上下又分别跟内外瓶底、瓶盖 装配。瓶盖之上插装了两个弯管和一个斜管，弯管再分别与 VCR 接头装配，接头之 本科毕业设计说明书（论文） 第 35 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 上又各装配了一个小装配题。如图 4.1。 图4 . 1 气瓶装配图 （1） 内层气瓶的装配 内层气瓶由瓶盖、瓶身和瓶底装配而成，瓶底又和一个瓶底垫装配起来。瓶盖与 瓶身，瓶身与瓶底以及瓶底与瓶垫之间均采用焊接技术通过两条环焊缝连接起来。内 层气瓶装配图如图 4.2。 图4 . 2 内层气瓶装配图 （2） 外层气瓶的装配 本科毕业设计说明书（论文） 第 36 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 外层气瓶同样由瓶盖、 瓶身和瓶底装配而成， 相连接的面也同样运用了焊接技术。 如图 4.3 所示。 图 4 . 3 外层气瓶装配图 （3） 气瓶与螺母的装配 气瓶与螺母的装配也比较简单，两个面重合即可，这里两个面之间的连接方式同 样是焊接。装配图如图 4.4 所示。 图 4 . 4 气瓶与螺母的装配图 （4） 气瓶与通气管的装配 通气管与气瓶瓶盖相连接装配，瓶盖上的两个沉孔分别与通气管焊接装配，便形 成了整体装配效果，如图 4.5 所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 37 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 4 . 5 气瓶与弯管的装配图 （5） 通气管与阀的装配 这里的装配主要是运用同心轴装配，连接面同样采用焊接技术。装配图如图 4.6 所示。 图 4 . 6 弯管与阀的装配图 （6） 阀与螺母的装配 方法与上面的基本相同，运用同心轴装配，连接面采用焊接技术。如图 4.7 所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 38 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 4 . 7 阀与螺母的装配图 （7） 其他小的装配体 另外，气瓶装配中运用到的阀和螺母也分别是两个小的装配体，它们在气瓶的通 道开关上起着及其重要的作用。 （a） 阀的装配 阀是一个标准件，其尺寸与装配均是根据规格要求而定的，这里不需要我们再进 行设计。其装配图如图 4.8 所示。 图 4 . 8 阀的装配图 （b） 螺母的装配 螺母也是一个小装配体，分别有小螺母和大螺母两种，其装配体见图 4.9 和 本科毕业设计说明书（论文） 第 39 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 4.10 所示。 图 4 . 9 小螺母装配图 图 4 . 1 0 大螺母装配图 4 . 2 . 2 气瓶装配工程图生成 （1）VCR接头的工程图 阀也是一个小装配体，但它是标准件不需要我们再进行设计。阀的工程图我们分 别采用了正视图、左视图、俯视图和 A 向视图来反应其结构。如图 4 . 1 1 所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 40 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图4 . 1 1 阀工程图 （2）小部件工程图 小部件属于装配体，有通气阀和清洗阀两种，结构相似，工程图我们均采用了正 视图、俯视图和辅助视图来说明问题。螺母和清洗阀工程图分别如图4 . 1 2 和图4 . 1 3 所 示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 41 页 共 47 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003