ProE现代电风扇产品设计及制造

目录
第1章绪论 (3)
1.1三维造型设计的现状和发展 (3)
1.2常用三维造型软件介绍 (3)
1.3Pro/E软件的简介 (4)
1.4本文主要研究的内容 (4)
第2章现代电风扇产品设计与功能的发展 (5)
2.1设计的突破 (5)
2.2功能彰显人性 (5)
第3章 Pro/E设计落地电风扇的步骤 (6)
3.1设计思路 (6)
3.2 实体建模 (8)
3.2.1电风扇前盖的设计 (8)
3.2.2电风扇叶片的设计 (11)
3.2.3电风扇后盖的设计 (14)
3.2.4电风扇马达的设计 (15)
3.2.5电风扇底盘的设计 (18)
第4章电风扇的装配设计 (20)
4.1新建组件文件 (20)
4.2工件的装配过程 (20)
4.3生成装配爆炸图 (28)
（一）结束语 (29)
（二）致谢 (29)
（三）参考文献 (29)
第1章绪论
计算机辅助设计是一种将人和计算机的最佳特性结合起来以辅助进行产品的设计与分析的技术，是综合了计算机与工程设计方法的最新发展成果而形成的一门新兴学科。

它的产生和不断发展、对工业生产、工程设计和科学研究等领域的技术进步和发展产生了巨大影响。

1.1三维造型设计的现状和发展
经过四十多年的发展，CAD/CAM技术有了长足的进步。

而三维CAD技术到目前为止共经历了5次大的技术革新，按顺序分别介绍如下：
（1）三维线框系统
20世纪60年代，新出现的三维CAD系统是简单的线框式系统，只能表达基本的几何信息，而不能有效表达几何数据间的拓扑关系。

（2）曲面造型系统
法国达索飞机制造公司基于巴塞尔算法，在上世纪70年代开发出以表面模型为特点的三维造型系统CATIA，从而标志着CAD技术突破了单纯模仿工程图纸三视图的模式，首次实现完整描述产品零件的主要信息，使得CAD技术有了实现基础。

（3）实体造型技术
实体造型技术带来了算法改进、未来发展和希望，同时也带来了数据计算量的极度膨胀。

（4）参数化技术
进入20世纪80年代中期，由于设计理念上的冲突，策划参数化技术的人员单独成立了参数化技术公司，开始研制名为PRO/ENGINEER的参数化软件，并一次实现了尺寸驱动零件设计修改。

（5）变量化技术
变量化技术既保持了参数化技术的原有优点，同量又克服了它的许多不足。

他的成功应用，为CAD技术的发展提供了更大的空间的机遇。

从我国目前的应用现状看，以PRO/ENGINEER为首的参数化设计技术占据着主导地位，并且还在迅速膨胀，其发展势头犹如AUTOCAD刚刚进入中国时一样。

随着变量化技术的逐步扩展和完善，预计在不远的将来会进入新的应用时期。

1.2常用三维造型软件介绍
三维软件技术经过几十多年的发展，每个时代都有当时流行的软件。

现在，工作站的微机平台CAD/CAM软件已经占据主导地位，并且出现了一批比较优秀的商业化软件。

（1）Unigraphics(UG)
UG是Unigraphics Solutions公司的拳头产品。

该公司首次突破传统CAD/CAM模式，为用户提供一个全面的产品建模系统。

在UG中，优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起，这一结合被实践证明是强有力的，并被大多数三维设计软件厂商所采用。

（2）SoliddWorks
SoliddWorks是基于Windows平台的全参数化特征造型软件，它可以十分方
便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。

图形界面友好，用户上手快。

该软件可以应用于以规则几何形体为主的机械产品设计及生产准备工作中。

（3）Pro/E
Pro/E系统是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation,简称PTC）的产品。

PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念，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。

利用该概念开发出来的第三代机械CAD/CAE/CAM产品Pro/E软件能将设计至生产全过程集成到一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。

1.3Pro/E软件的简介
Pro/E是美国PTC（参数化技术公司）开发的大型CAD/CAE/CAM软件，与其他CAD软件相比，Pro/E问世比较晚，有条件采用近几年来CAD领域的一些先进理论和技术，因此具有较高的起点。

Pro/E采用了先进的参数化设计思想，设计操作灵活简便。

同时，Pro/E所有功能模块建立在统一的工程数据库上，所有工程项目具有全关联性，真正实现了CAD/CAE/CAM的有效集成。

在当今众多的CAD软件中，Pro/E以其强大的三维处理功能和先进的设计理念以及简单实用的操作而被众多设计者接受和推崇，在机械设计与加工制造领域中应用广泛。

与其他CAD软件相比，Pro/E具有鲜明的特点，在设计过程中，只有很好把握这些特点，才能充分发挥软件的长处，提高设计效率。

之所以选择Pro/E软件是因为它具有以下技术优势：
（1）全相关性（Full Associativity）
所有Pro/E解决方案完全相互关联。

即在设计阶段任何时候所做的更改，都会扩展到整个制造过程中，自动更新所有的工程文件，让你将错误减少到最小。

（2）基于特征的参数化建模（Feature-based Parametric Modeling）Pro/E以智能特征作为产品几何造型的构造基础。

特征皆是具有一定机械功能的机械构件，可根据实用者的预期方式变更。

装配、加工、制造及其它领域，都使用最适合该领域的特征。

（3）单一数据库思想
单一数据库的最大特点就是实时性。

1.4本文主要研究的内容
（1）用Pro/E进行风扇的所有零部件的实体造型生成三维实体（包括：前盖、扇叶、后盖、马达和底盘……）
（2）用Pro/E对风扇的所有零部件的虚拟装配设计
（3）用Pro/E对风扇的虚拟装配体生成爆炸图
（4）用Pro/E进行风扇的所有零部件进行全局干涉的检查
第2章现代电风扇产品设计与功能的发展
在各大超市中看到，如今的电风扇产品已一改人们印象中的传统形象，在外观和功能上都更追求个性化，塔式气流扇尊贵典雅，卡通台扇娇巧可爱，而电脑控制、自然风、睡眠风、负离子功能等这些本属于空调器的功能，也被众多的电风扇厂家拿来做文章，并在此基础上增加了照明、驱蚊等更多的实用功能。

这些外观不拘一格并且功能多样的产品已经成为今年电风扇市场中的一大亮点，而这种差异化卖点也正预示了整个电风扇行业未来的发展趋势和走向。

2.1设计的突破
据统计，市场成熟度颇高的电风扇行业在国内仍然存在着相当大的市场容量，但由于这个行业技术比较陈旧，外观固定单一，市场上常见的落地扇、转页扇、台扇、壁扇、楼顶扇、吊扇这几个传统类型电风扇的外观和功能的同质化现象十分严重，严重影响和制约了这个市场的发展和提升。

但近年来一些主流企业开始有所觉察，他们通过积极创新，突破老式的传统设计，纷纷开发出了一系列更富创新力，更具差异化个性的新产品，以求继续做大和进行产品升级。

“小、轻、靓、奇”是今年电风扇外型发展的主要方向，在追求个性时尚以及精致化的时代，消费者似乎对娇小可爱的家电产品情有独钟。

为了迎合消费者不断变化的消费品味，各大电风扇厂家在产品的体积和重量上下足了功夫，于是扮相可爱、颜色亮丽、体积娇小的转页扇，各种便携式电风扇应运而生，这些电风扇的外壳和扇页都以塑料为原料，整体上极其轻巧，加上娇小的体积和靓丽的色彩和外观，一经推出后在终端的销售就十分红火。

相信在未来的几年中，这种“小、轻、靓”的产品设计理念还将继续为各厂家所应用。

突破传统的创新设计风潮带来了电风扇的热销局面，在尝到个性化创新设计的甜头后，各厂家的经营观念正由原来以低价抢占份额向以独特的设计增值提高市场份额的思想转变。

据悉，美的电风扇事业部04年底轰轰烈烈举行的第一届风扇产品设计大赛，就是行业注重创新设计理念的一个最好例证。

2.2功能彰显人性
目前，电风扇行业改变最大的要数功能的技术创新及应用。

近年来，随着空调业的价格水平不断下降，其风头早已超过了风扇，但空调的强大制冷效果以及高耗电量、且封闭空间的弊端，使得传统的借助空气流动降低热量但通风效果和功耗低的风扇仍然存在很大的市场。

部分风扇企业考虑到两者之间的差异性，就在现有的功能上借鉴并创造设计出了一些更具人性化和个性化的功能，形成了空调、风扇两者互补的局面，使两者相得益彰，共同发展。

从04年开始，电风扇行业就出现了创新的高潮，如今，这股高潮还在继续。

正所谓“万变不离其宗”，透过当今千姿百态的电风扇市场，我们可以预言：今后的电风扇一定会继续吹着创新设计风和人性功能风前进。

第3章Pro/E设计落地电风扇的步骤
3.1设计思路
设计落地风扇，要了解清楚落地风扇具体由什么部件组成，设计中依次创建一组实体特征来构件落地风扇的主体，部件如下图所示：
前盖后盖
扇叶挡圈
马达机架
连杆销钉
按钮底盘
杆1 杆2
杆3
3.2实体建模
在开始绘图之前，应该先新建一个零件文档，以后每个零件绘制之后都应该新建零件文档，具体的操作如下：
（1）在文件菜单中打开【新建】对话框，在【类型】选项组中选取【零件】选项，在【子类型】选项组中选取【实体】，在【名称】文本框中输入零件名称。

（2）取消【使用缺省模块】复选项，单击确定按钮，系统打开新文件对话框，选取其中的【mmns_part_soid】选项，再单击确定按钮进入三维实体建模环境。

注：再绘制其他零件时，新建零件文档与此步骤基本一致，只是文件名不同，以后不再复述。

3.2.1电风扇前盖的设计
电风扇前盖的设计综合运用到拉伸、扫描和阵列等基本的建模设计：
创建拉伸实体特征：
单击【拉伸工具】按钮打开设计图标板，以TOP平面为绘图平面，绘制拉伸剖面图1
图1
再将拉伸深度改为2，最后生成图的拉伸实体如图2
图2
在标准方向下，点击【基准平面工具】，创建一个新的基准平面，将TOP
平面往上平移，偏距为34，得到新的基准平面DTM1。

单击【拉伸工具】按钮打开设计图标板，以DTM1为绘图平面，绘制拉伸剖面图3，拉伸深度为2，最后生成图的拉伸实体如图4
图3 图4
在标准方向下，点击【基准平面工具】，创建一个新的基准平面，将DTM1
平面往上平移，偏距为18，得到新的基准平面DTM2。

单击【拉伸工具】按钮打开设计图标板，以DTM2为绘图平面，绘制拉伸剖面图5，拉伸深度为2，最后生成图的拉伸实体如图6
图5 图6
创建扫描实体特征：
在【插入】菜单中依次选取【扫描】/【伸出项】选项，选取扫描轨迹中的草绘轨迹，选择FRONT面，方向为正向，点击缺省进入草绘界面，绘制如图8
所示轨迹，按得到图框9，选择合并终点，点击完成到绘图面板，绘制如图
10所示图形，按点击确定得到扫描实体图，如图11
图8 图9 图10
图11
创建阵列实体特征：
选中扫描实体，点击，选择，以实体中心轴为基准，参数设为，点击确定得到阵列实体图12
图12
前盖的内环跟外环做法一样，采用扫描跟阵列方式创建实体图，参数一致，最终得到的前盖实体如图13
图13
3.2.2电风扇叶片的设计
电风扇叶片的设计综合运用到旋转、拉伸和阵列等基本的建模设计：
创建旋转实体特征：
单击【旋转工具】按钮打开设计图标板，以TOP平面为绘图平面，绘制旋转剖面图14，点击确定得到实体图15
单击【拉伸工具】按钮打开设计图标板，创建基准轴A3，参数如图16，创建基准平面DTM1，参数如图17，以DTM1平面为绘图平面，绘制拉伸剖面图18，将拉伸深度改为2，最后生成图的拉伸实体如图19
图14 图15
图16 图17
图18 图19
选中拉伸实体，点击，选择，以实体中心轴为基准，参数设为，点击确定得到阵列实体图20
图20
创建旋转实体特征：
单击【旋转工具】按钮打开设计图标板，选择【去除材料】，以TOP 面为草绘平面，绘制旋转剖面图21，点击确定得到旋转实体图，对边进行倒角，选边与参数如图22所示，得到实体图23
图21
图22
图23
创建拉伸实体特征：
单击【拉伸工具】按钮打开设计图标板，选择【去除材料】，以风扇叶轴底面为草绘平面，绘制剖面如图24，深度为20，确定得到实体图25
图24 图25
3.2.3电风扇后盖的设计
电风扇后盖的设计综合运用到拉伸、扫描和阵列等基本的建模设计，风扇后盖跟前盖设计基本一致，唯有处于中间层环的直径不同，绘制剖面图形如图26，其他在此不再详细介绍，最终得到实体图27
图26
图27
3.2.4电风扇马达的设计
电风扇电机罩的设计综合运用到拉伸、混合和填充等基本的建模设计：
创建拉伸特征：
单击【拉伸工具】按钮打开设计图标板，以TOP平面为绘图平面，绘制拉伸剖面图28 ,深度为100，最终得到实体图29
图28 图29
创建混合特征：
单击插入里面的混合-伸出项，出项图30所示，点击完成得到图31所示图框，选择光滑，在TOP平时上绘出图32，切换平面草绘图 33，采用反向，深度采用盲孔，深为70，点击确定得到实体图34
图30图31
图32 图33
图34
创建拉伸特征：
单击【拉伸工具】按钮打开设计图标板，草绘出图35所示图形，拉伸深度为10，以直径为80的轴端面为草绘平面，草绘出直径为10的圆，拉伸出
图35 图36
为10，创建基准平面DTM1,以FRONT为基准，偏距为55，以DTM1为草绘平面，绘制图形如图38所示，拉伸深度为35，最后得到实体图39
图37 图38
图39
3.2.5电风扇底盘的设计
电风扇底盘的设计综合运用到旋转、拉伸等基本的建模设计：
创建旋转实体特征：
单击【旋转工具】按钮打开设计图标板，以FRONT平面为草绘平面，绘制旋转剖面图40，最后生成图的旋转实体如图41
图40
图41
创建拉伸实体特征：
单击【拉伸工具】按钮打开设计图标板，以TOP面为草绘平面，绘制直径为40的圆，深度为125，确定后再次选择拉伸工具，对轴进行拉伸裁剪，草绘直径为23.5的圆，深度为70，对边进行倒角，最后得到实体图42
图42
风扇其他部件均可以利用拉伸指令做出，在此略讲。

注意：基于考虑风扇零部件边的锋利性，故需对边进行倒角
处理，此处略讲，而对于孔与轴的配合，在此采用修饰螺纹处理。

第4章电风扇的装配设计
电风扇的装配设计需考虑到约束条件，有些只用两个约束条件，有些运用到多个约束条件，故应正确选择约束条件已达到完全约束。

4.1新建组件文件
在文件菜单中打开【新建】对话框。

在【类型】选项组中选取【组件】选项，在选项组中选取【设计】，在【名称】文本框中输入组件名称“dfs”。

取消【使用缺省模版】复选框，单击确定按钮。

系统显示【新文件选项】对话框，选取其中的【mmns_asm_design】选项，再单击确定按钮进入设计环境。

4.2工件的装配过程
在设计环境界面打开[插入]，选中[元件]/[装配]，弹出一个查找文件对话框，找到保存工件的文件夹，打开工件“mada”,确认无误，调整部件的方向，最后得到图形43
图43
再打开[插入]，选中[元件]/[装配]，找到“hougai”,打开，选择匹配约束，选中图44所示的面，再选中图45所示平面，新建插入约束，选中马达与后盖装配
后同轴的曲面，最后点击确定得到实体图46
图44 图45
图46
再打开[插入]，选中[元件]/[装配]，找到“dangquan”，打开，选择匹配约束，选中图47所示的面，再选中图48所示平面，新建插入约束，选中后盖与挡圈装
配后同轴的曲面，最后点击确定得到实体图49
图47 图48
图49
再打开[插入]，选中[元件]/[装配]，找到“shanye”，打开，选择匹配约束，选中图50所示的面，再选中图51所示的面，新建插入约束，选中马达与扇叶装配
后同轴的曲面，最后点击确定得到实体图52
图50 图51
图52
再打开[插入]，选中[元件]/[装配]，找到“qiangai”,打开，选择匹配约束，选中图53（前盖）所示的面，再选中图54（后盖）所示的面，新建插入约束，
选中前盖和后盖装配后同轴的曲面，最后点击确定得到实体图55
图53 图54
图55
再打开[插入]，选中[元件]/[装配]，找到“gan1”，打开，选择匹配约束，选中图56所示的面，再选中图57所示的面，新建插入约束，选中马达和杆1装配后
同轴的曲面，最后点击确定得到实体图58
图56 图57
图58
再打开[插入]，选中[元件]/[装配]，找到“jijia”,打开，选择对齐约束，选择图59所示的面，再选中图60所示的面，新建插入约束，选择杆1与机架圆孔曲面，再新建一个对齐约束，选择图61所示的面和图62所示的面，偏移为0，
最后点击确定得到实体图63
图59 图60
图61 图62
图63
再打开[插入]，选中[元件]/[装配]，找到“liangan” ,打开，选择匹配约束，选择图64所示的面，再选中图65所示的面，新建插入约束，选择连杆与机架圆孔曲面，再新建一个对齐约束，选择图66所示的面和图67所示的面，偏移为0，
最后点击确定得到实体图68
图64 图65
图66 图67
图68
再打开[插入]，选中[元件]/[装配]，找到“xiaoding”，打开，选择匹配约束，选中图69所示的面，再选中图70所示的面，新建插入约束，选中销钉和机架装
配后同轴的曲面，最后点击确定得到实体图71
图69 图70
图71
杆2装配方法跟杆1装配方法一致，在此略讲，装配后实体图如图72
图72
再打开[插入]，选中[元件]/[装配]，找到“anniu” ,打开，选择匹配约束，选择图73所示的面，再选中图74所示的面，新建插入约束，选择杆2与按钮圆孔曲面，再新建一个对齐约束，选择图75所示的面和图76所示的面，偏移为0，
最后点击确定得到实体图77
图73 图74
图75 图76
图77
杆3的装配方法跟杆2一样，最后得到的实体图78
图78
底盘和杆3的装配跟杆3和按钮的装配方法一致，最后得到完整的实体图79
图79
4.3生成装配爆炸图
电风扇的爆炸图
（一）结束语
在这次为期一个月的毕业设计中，通过对电风扇建模的设计，本人对Pro/E 三维实体建模、曲面的构造、零件的装配设计等方面有了很大的提高。

在创建模型时，我是采用搭积木的方式在模型上一次添加新的特征。

由于组成的模型特征的各个特征既相互独立，又具有一定的关联性，修改时，只需要对不满意的细节所在的特征进行修改，在不违背特定的特征之间基本关系的前提下，再生模型即可获得理想的设计结果。

三维实体造型是学习Pro/E的基础，此次设计为我以后学习Pro/E其他功能打下扎实的基础。

（二）致谢
在本次毕业设计中，我得到导师产老师的热心指导和帮助，产老师具有丰富的实践经验和较高的理论水平，在整个设计过程中产老师在设计思路和设计方法上给予我以充分的指导，在此我表示衷心的感谢。

同时我也要感谢我的同学，我们在一起相互学习，一起解决难题，这也让我明白了一个道理，做任何工作都需要团队力量。

同时我也要感谢学院领导和老师给我提供了这次良好的深入学习的机会和良好的学习环境。

通过这次毕业设计，我不仅学到本专业知识，也了解了一些非本专业的知识。

非常感谢在这次设计中曾给予我耐心指导和亲切关怀的老师及帮助过我的同学，正是由于他们的帮助和鼓励才使得我能够在毕业设计过程中克服种种困难，最终顺利完成论文。

在此，请允许我再次向给予我帮助的各位老师和各位同学表示感谢！
（三）参考文献
[1] 腾龙工作室张磊谢龙汉朱圣晓Pro/ENGINEER Wildfire4模具设计清华大学出版社
[2] 谢颖顾晔 Pro/E Wildfire3.0模具设计标准教程北京理工大学出版社
[3] 樊旭平Pro/ENGINEER—实例应用篇人民邮电出版社
[4] 野火论坛/index.php
[5] 好就好模具网/
[6] 天下设计论坛PROE教程下载 /index.php。