《数字化产品设计与制造综合实训-鼠标设计》创新课程结题报告
小组成员(机械0802班):黎明梁(3080301040)、彭苏皓(3080301042)、刘喆(3080301043)、
温德平(3080301044)、涂胜朋(3080301045)
一、 项目研究的背景、目的和意义:
随着商品向着多样化以及更新速度快的趋势发展,传统的产品设计制造方法已经不能满足当代商品竞争的要求,由此,数字化设计和制造应运而生,其优势日益明显,成为当今产品研发制造的主要途径。数字化设计与制造具有产品研发周期短,市场响应能力快,产品信息更改方便等特点。本次的数字化产品设计与制造综合实训,综合了产品研发的整个过程,从市场调研,数字化设计,快速原型制造等过程逐步顺序展开,深化对产品设计的流程、规程、制造方法、设备和制造方法、过程等的印象。通过本次数字化设计和制造综合实训,能够很好的锻炼综合运用知识的能力、设计软件的使用能力、查阅资料的能力、动手与团队协作的能力,同时也提升了创新能力。
二、项目研究的主要内容:
本实训以鼠标为设计对象,通过市场调研、定位,确定初步设计方案,根据方案确定设计方法、设计软件,通过正逆向两种设计方法,分别进行外观设计、结构设计及效果设计,完成零件的数字化设计,通过快速成型完成零件的快速制造,对样件进行评估修改,确定最终产品模型,并进行单件生产、装配和调试。
三、项目研究采取的方法和具体措施: (一)本项目主要按以下方法和步骤进行
1. 确定数字化产品设计的研究对象,通过市场调研,进行合理市场定位,确定研究对象的功能、适用场合等。通过研讨分析最后确定以儿童鼠标作为产品设计和研发的对象,进行快速产品开发。
2. 对研究对象进行初步的工业设计,粗步确定研究对象的尺寸、颜色、外观等,做出草图。在草图和概念设计的基础上,对鼠标模型用油腻做出整体实物模型。
3. 采用正向和逆向两种设计方式完成产品的外形、内部结构的三维数字化设计 。对鼠标模型采正逆向两种设计方式。逆向设计先通过数字化测量设备(ATTOS),采集油泥模型的三维整体数字数据,通过逆向工程软件(IMAGEWARE)将扫描的三维点云数据进行处理,对由点云数据进行对齐,提取特征线,由线生成面,然后再按照先整体后分体,对鼠标模型进行结构设计;鼠标正向和微型风扇设计采用三维设计软件(CATIA、
UG)在概念草图设计的基础上,由外到内,先外观后结构,先主后次的顺序对鼠标、风扇的各个零件进行设计,最终形成鼠标装配体三维模型。
4. 快速原型制作。将正逆向设计的鼠标、风扇三维数字模型,生成快速成型设备所能识别的数据格式(STL),经过快速成型设备(SOLID,FDM),通过将三维模型在快速成型设备上的布局、分层设置、三维打印等步骤,快速制作出实物样件,然后对样件进行评估,评价验证产品的结构、功能、人机工程、实际使用和视觉效果等,对需要修改的部分确定修改方案。
5. 对需修改的部件或产品数模进行修改,再次进行快速成型制作,评估确定最终模型。
6. 对产品进行快速制造。对最终的定型产品单一零件在MCP真空铸型机上进行快速硅胶模具制作,由硅胶模具在铸型机上通过配置不同的树脂材料,快速小批量浇铸零件。
7. 其他元器件购买及安装调试。将快速成形件或者真空铸型件,同电子元件一起进行装配,需要调整的地方通过人工处理,打磨等方法完成最终的产品。
8. 成本核算。对整个产品开发过程进行系统评价,对每个工序进行成本核算,培养同学生成成本的概念和意识。
(二)采用pro/e设计鼠标重要零件的步骤 1、支座设计
该部分主要包括拉伸曲面和边界混合曲面的创建,其中创建边界混合曲面的关键是利用基本曲线工具绘制基本曲线。
(1) 绘制草图。
新建零件文件,进入草绘界面,点击草绘按钮,选取FRONT面为基准平面,接受默认视图方向和参照,进入草绘,绘制如图1.1所示的草图1。
图1.1 绘制草图1
(2) 绘制草图2。
单击草绘按钮,单击【使用先前的】,进入草绘,绘制如图1.2所示的草图2。
图1.2 绘制草图2
(3) 创建基准平面。
单击【基准平面】按钮,在对话框中选取TOP平面为参照,沿箭头指向偏移30,完成基准平面DTM1的创建,如图1.3所示。
图1.3 创建基准平面DTM1
(4) 绘制草图3
单击草绘按钮,选取DTM1平面为草绘平面,PRONT平面为顶部参照,单击草绘按钮,进入草绘环境,绘制如图1.4所示的草图3
图1.4 绘制草图3
(5) 创建基准点。
单击基准点,选取刚绘制的曲线和RIGHT基准平面为参照,创建基准点PNT0;选取对成一侧的曲线和RIGHT平面为参照,创建基准点PNT1,点击确定,完成基准点的创建,效果如图1.5所示。
图1.5 创建基准点
(6) 绘制草图4。
单击草绘按钮,选取RIGHT平面为草绘平面,TOP平面为顶部参照,进入草绘环境,绘制如图1.6所示草图4
图1.6 绘制草图4
(7) 创建基准点。
单击基准点按钮,选取FRONT平面上的曲线和TOP平面为参照,创建基准点PNT2;选取RIGHT平面上的曲线和TOP平面为参照,创建基准点PNT3;选取FRONT平面上的另一条曲线和TOP平面为参照;创建基准点PNT4,效果如图1.7所示
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