M500A氣瓶的三維造型設(shè)計【說明書+SOLIDWORKS】

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氣瓶是一種常用的氣體儲備裝置，廣泛運用于工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中。隨著計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，微型計算機上的三維設(shè)計終于進入了設(shè)計領(lǐng)域。本文介紹了利用三維設(shè)計技術(shù)設(shè)計氣瓶的一些情況，主要闡述了氣瓶的概況，國外氣瓶發(fā)展現(xiàn)狀，氣瓶附件的標(biāo)準(zhǔn)體系，并論述了三維設(shè)計系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞 氣瓶 附件 三維 CAD1 氣瓶的概況在經(jīng)濟高速發(fā)展的現(xiàn)代社會中,氣瓶制造業(yè)被認為屬于朝陽工業(yè)范疇。氣體應(yīng)用技術(shù)在發(fā)達國家已經(jīng)達到很高的水平,全世界已有130 種氣體要用氣瓶充裝,中國也達到了80 余種。據(jù)統(tǒng)計,國民生產(chǎn)總值每增加1%, 氣瓶需求量就增加1.5%, 而國際市場每年大約以5% 的速度增長。全世界年需求氣瓶量可達到500 萬支,產(chǎn)值約40 億美元。這其一部分自然也包括了新興的以“輕質(zhì)高強”為特點的復(fù)合材料氣瓶。據(jù)悉,全世界有300 萬只復(fù)合材料氣瓶在運行。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1。1.1 氣瓶附件氣瓶附件廣泛應(yīng)用于我國的經(jīng)濟建設(shè)和社會生活之中, 由于其本身具有的潛在危險性, 其質(zhì)量和安全直接關(guān)系到使用者的生命和健康, 因此其安全技術(shù)問題歷來受到我國政府的重視。由氣瓶附件分技術(shù)委員會起草的氣瓶閥國家標(biāo)準(zhǔn)主要有15 項,其中1個氣瓶閥通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),1個出氣口標(biāo)準(zhǔn)，2個螺紋標(biāo)準(zhǔn),2個安全泄放裝置標(biāo)準(zhǔn),9個瓶閥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)1，2。1.2 氣瓶的標(biāo)準(zhǔn)體系 為規(guī)范我國氣瓶的技術(shù)要求, 確保產(chǎn)品質(zhì)量, 由氣瓶附件分技術(shù)委員會組織起草的15 項標(biāo)準(zhǔn), 起到了非常積極的作用, 已成為氣瓶生產(chǎn)和檢驗的依據(jù), 這些標(biāo)準(zhǔn)基本滿足了產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢驗和型式試驗的需求, 初步形成了氣瓶技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。其中GB15382-1994 、GB17878-1999 以及液化石油氣、氧氣、乙炔氣、氬氣、液氯、液氨、車用壓縮天然氣、機動車用液化石油氣等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn), 對氣瓶閥的技術(shù)要求、檢查與試驗方法、檢驗規(guī)則和標(biāo)志、包裝運輸及儲存進行了規(guī)定2。GB8335-1998 和GB/T8336-1998 規(guī)定了氣瓶閥進氣口螺紋基本牙型尺寸和檢驗量規(guī)的技術(shù)要求。GB15383-1994 規(guī)定了各類氣體瓶閥連接型式和尺寸、充氣接頭的連接型式、螺紋規(guī)格和尺寸。GB8337-1996 和GB16918-1997 規(guī)定了易熔塞和爆破片這兩種壓力泄放裝置對制造、檢驗和試驗、驗收的基本要求。2 三維設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀及方向隨著計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，微型計算機上的三維設(shè)計終于進入了設(shè)計領(lǐng)域。從前，設(shè)計師在設(shè)計對象時，總要把三維的設(shè)計對象轉(zhuǎn)化到用二維設(shè)計的語言在圖紙上表述；這種轉(zhuǎn)化過程的本身就難免會產(chǎn)生錯誤和歧義，而且設(shè)計師有相當(dāng)一部分的精力用在這種轉(zhuǎn)換上，影響了設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計水平的完全發(fā)揮。如今，微型計算機三維設(shè)計突破了設(shè)計領(lǐng)域傳統(tǒng)的設(shè)計模式，讓設(shè)計師完全回歸到自然的、正常的從設(shè)計到表達的直接的設(shè)計思路中去。這雖然看似一次簡單的設(shè)計方式的改革，但帶來的將會是重大的設(shè)計思想改變，必定帶來設(shè)計質(zhì)量的提升3，4。2.1 三維設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀 二維AutoCAD 是我國機械行業(yè)目前應(yīng)用最普遍的技術(shù)，可是二維AutoCAD只起到了電子圖板的作用，因為它并沒有真正解決設(shè)計中最困難的問題。比如，復(fù)雜的投影線的生成，尺寸漏標(biāo)注的，機構(gòu)運動關(guān)系的分析，設(shè)計的更新等。所以，二維AutoCAD 針對機械設(shè)計并沒有真正做到計算機輔助設(shè)計。隨著計算機新性能的提高，信息處理的智能化，機械設(shè)計正從二維向三維CAD 過渡發(fā)展，并取得了很大的經(jīng)濟效益，相對于二維系統(tǒng)，三維才是真正的計算機輔助設(shè)計5。為了適應(yīng)現(xiàn)代設(shè)計、制造技術(shù)的發(fā)展, 三維技術(shù)正逐漸應(yīng)用到現(xiàn)代工程設(shè)計與制造中來, 在三維軟件的支持下, 建立數(shù)字化的三維幾何模型, 然后進行交叉修改, 最終生成三維產(chǎn)品。以前用二維圖形表達產(chǎn)品形狀的設(shè)計過程, 由于不能充分反映產(chǎn)品的三維形狀, 對理解產(chǎn)品功能、結(jié)構(gòu)、零件間干涉檢查、尺寸校核都帶來了不少困難?，F(xiàn)在采用了三維CAD技術(shù),如SolidWorks、Pro/E、和UG等軟件以后, 就能利用其強大的三維實體造型功能、參數(shù)化設(shè)計和修改功能、動畫和仿真功能, 以及三維實體轉(zhuǎn)化為二維圖形的功能來設(shè)計產(chǎn)品, 再利用文件格式的轉(zhuǎn)化, 用軟件畫出滿意的二維圖形,以滿足生產(chǎn)圖紙的需要79。2.2 三維設(shè)計的發(fā)展方向三維設(shè)計發(fā)展趨勢必然是從傳統(tǒng)型向智能型，發(fā)展制造到創(chuàng)造是任何一個國家所經(jīng)歷的一個發(fā)展過程。隨著我國機械行業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的設(shè)計者要從中國制造轉(zhuǎn)向中國創(chuàng)造。這就不再是為了解剖或生產(chǎn)某一個零部件而設(shè)計，而是整體設(shè)計整個產(chǎn)品，單憑二維設(shè)計是不夠的，三維自然是必不可少的。先進的設(shè)計能力才會產(chǎn)生先進的制造企業(yè)。從長遠的觀點看，從二維到三維是CAD 一個不可逆轉(zhuǎn)的潮流10。中國制造業(yè)從二維到三維是企業(yè)深化CAD 應(yīng)用的一個方向，因為三維CAD 軟件能夠提升企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計能力，而當(dāng)企業(yè)應(yīng)用三維CAD 軟件后，也會提出深化CAD 三維應(yīng)用的需求。因此，我國應(yīng)該大力提倡研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)，符合設(shè)計習(xí)慣，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)文化的、面向行業(yè)的應(yīng)用模塊。隨著計算機性能的提高，信息處理的智能化，CAD 三維技術(shù)正向著開放、集成、智能和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。正確把握C A D 技術(shù)的發(fā)展趨勢，對我國CAD 軟件行業(yè)的開發(fā)及企業(yè)正確規(guī)劃自身的CAD 應(yīng)用系統(tǒng)，都有深遠的意義11，12。3 總結(jié)隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，氣瓶越來越多的被使用在經(jīng)濟建設(shè)和社會生活中，由于其本身具有的潛在危險性, 其質(zhì)量和安全直接關(guān)系到使用者的生命和健康。我們在準(zhǔn)備好了的前提下，盡早地去深入到三維設(shè)計的新環(huán)境中去，借助新的設(shè)計方法去開創(chuàng)新的設(shè)計空間，制造出更實用更讓人放心的氣瓶。參 考 文 獻1 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. 哈爾濱玻璃鋼研究院，2007，（3）：3943.2 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. 全國氣瓶標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會2007,（2）：3637.3 張阿維,王會燃. 計算機輔助工業(yè)設(shè)計的現(xiàn)狀與發(fā)展J. 西北紡織工學(xué)院學(xué)報,1999,（3）：1112.4 孫家廣,楊長貴.計算機圖形學(xué)M. 北京：清華大學(xué)出版社, 1996,2526.5 李啟炎.三維CAD設(shè)計及制圖教程M. 上海：同濟大學(xué)出版社,2000,910.6 評測專家組.三維CAD/CAM軟件評測總結(jié)M. 機械工業(yè)出版社,1999,8.7 劉永翔. 產(chǎn)品設(shè)計實用基礎(chǔ)M. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003,4345.8 樊柄輝，李江云. 三維參數(shù)化特征造型機械CADM北京：清華大學(xué)出版社，1999,8687.9 康曉東. CAD技術(shù)(上)M. 機械工業(yè)出版社,1997, 1213.10 袁波. 基于三維模型的二三維一體化設(shè)計J. 計算機輔助設(shè)計與制造，1999,（5）：2628.11 陳伯雄. 三維設(shè)計是CAD技術(shù)應(yīng)用的必然趨勢M. 北京：機械工業(yè)出版社，2000,12.12 杭建平.我國制造業(yè)企業(yè)信息化現(xiàn)狀分析J.北京機械工業(yè)學(xué)報，2002,（2）：3337.13 許發(fā)樾. 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計M. 北京:機械工業(yè)出版社，2003,6768.14 李德群.現(xiàn)代模具設(shè)計方法M.北京:機械工業(yè)出版社，2001,5657.15 李小明，邱桂杰，劉錦霞. 某型復(fù)合材料氣瓶優(yōu)化設(shè)計J. 纖維復(fù)合材料機構(gòu)，2007，(1)：2224.16 卜克明，王維. 計算機三維設(shè)計系統(tǒng)應(yīng)用淺析J. 工程建設(shè)與設(shè)計，2008，(12)：5760. 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）：本課題要主要研究的問題是利用現(xiàn)代三維設(shè)計技術(shù)，設(shè)計出更安全更實用更讓人放心的氣瓶。本課題的設(shè)計要求：(1) 氣瓶在充灌狀態(tài)下長期儲存，不允許漏氣。采用可靠性高的工藝方法，對焊縫 質(zhì)量的要求高。(2) 在保證工作安全可靠的前提下，氣瓶的結(jié)構(gòu)重量最輕。(3) 氣瓶外形尺寸的選擇應(yīng)考慮充分利用彈體的空間。(4) 氣瓶材料應(yīng)與貯存的氣體相容，成形、焊接工藝性好，有利于保證強度及氣密；本設(shè)計采用的手段：(1) 完成相關(guān)資料查閱。(2) 消化相關(guān)資料。 (3) 完成相關(guān)計算和分析。(4) 采用SolidWorks設(shè)計軟件完成設(shè)計工作 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，工作量始終，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