CAD课程设计说明书(us迷你风扇)

華南農業大學

课程设计说明书

USB迷你风扇设计及加工

陆浩华

201030510617

指导老师夏红梅

学院名称工程学院专业及班级10机制6班提交日期2013年6月答辩日期2013年6月

目录

一、课程设计目的及基本要求 (2)

1.1 课程设计目的 (2)

1.2 课程设计要求 (2)

二、CAD设计部分 (2)

2.1 风扇后盖的设计 (2)

2.2 转子的设计 (6)

2.3 风扇前盖的设计 (7)

2.4 支架的设计 (8)

2.5 扇叶的设计 (8)

2.6 总装配图 (9)

三、CAE工程分析部分 (10)

3.1 问题分析 (10)

3.2 确定问题的范围 (11)

3.3 建立有限元模型 (11)

3.4 实体单元参数设置 (11)

3.5 划分网格 (12)

3.6 定义边界条件 (13)

3.7 加载荷和求解 (13)

3.8 结果查看 (15)

3.9 结果分析 (16)

四、CAM部分 (16)

4.1 分析零件结构、工程图要求，划分工序 (17)

4.2 工件毛胚制定 (17)

4.3 利用PRO/E软件数控加工模块进行演示 (17)

五、参考文献 (20)

六、设计总结、意见及建议 (20)

一、课程设计目的及基本要求

1．1 课程设计目的

随着CAD/CAE/CAPP/CAM技术的不断发展，其应用领域越来越广泛。为了使学生更好地掌握CAD/CAE/CAPP/CAM相关技术在设计及实际加工中的应用，特设计本课程设计。本课程设计知识覆盖面广，涉及到机械制图学、机械工程材料、机械设计、制造基础、模具设计及制造、数控加工工艺学、三维设计软件、工程设计美学、人机工程学等专业基础理论课的知识，以及产品装配的实践能力。通过本课程设计，学生能够熟悉应用所学知识结合先进的CAD/CAE/CAPP/CAM 软件解决工程实际问题的方法，初步掌握零件设计，模具设计及加工的方法和步骤，培养严肃认真的科学态度，提高对所学知识综合运用的能力，培养团结协作精神，为走向工作岗位奠定基础。

1．2 课程设计要求

设计产品，应用CAD/CAE/CAPP/CAM相关软件完成产品零件设计，同时确定合适的工程材料，把各零件按照设计及运动要求进行装配，并对关键结构零部件进行工程分析校核。分析各个零件，确定需要进行机床加工的零件，建立加工模型，编排加工工艺，确定加工参数，完成模拟加工。【或者零件装配完成之后，设计型芯、型腔，完成模具的加工】。要求设计的产品具有可装配性、宜人性和可加工性。

二、CAD设计部分

USB迷你风扇采用SolidWorks 建模。

2.1风扇后盖的设计

风扇后盖模型主要运用了实体和曲面建模的综合知识。从建模的过程来看，首先大量使用了拉伸特征建立整体结构，接着运用镜像和切除等特征进行模型的局部修改。其结果如下图所示。

1．利用旋转、抽壳等特征创建底座基础面。

2．建一个参考面，利用拉伸特征建盖子的结合面。3．利用扫描、圆周阵列创建格栅。

4．利用拉伸特征创建转子基座。

5．利用拉伸、镜像特征创建连接支架的支撑耳。

2.2 转子的设计

转子模型主要运用了拉伸和切除特征的综合知识。结果如下图所示。

1.拉伸底座

2．拉伸凸台、切除螺孔。

2.3 风扇前盖的设计

风扇前盖模型主要运用了旋转、拉伸、切除、扫描、阵列等特征。其结果如下图所示。

1.旋转、抽壳

2.拉伸与后盖的结合面。

3．扫描、阵列格栅。

2.4支架的设计

支架的模型主要运用了扫描和镜像的特征建模综合知识。且结果如下图所示。

2.5 扇叶的设计

扇叶模型主要运用了曲面建模的综合知识。从建模的过程来看，大量运用了曲面的旋转、剪裁、缝合、阵列、加厚等特征。其结果如下图所示。

2.6 总装配图如下图所示。

三．CAE工程分析部分

USB迷你风扇的旋钮需要经常承受扭矩，本部分选用此旋钮进行CAE分析，对其所受的静力模型进行简化，运用ANSY软件中的静力分析对其进行分析。最后对得到的结果进行讨论。

3.1问题分析

旋钮的模型如图1所示，它是一个盘类零件，底面通过与风扇底盖配合、嵌入其中，整个零件的受力部分主要来自旋钮上扳手的扭矩。以工程的常识进行初步估计，可以得出其也是零件结构的弱点所在。所以在利用ANSYS分析时主要是看这两个支撑部分的受力情况。基于以上的分析，为了分析过程中简单，数据运算量小，本文对零件的模型进行简化，如图2所示。

图1

图2

3.2 确定问题的范围

对于问题有了初步的了解之后，进一步要弄明白问题涉及的领域，即确定问题的范围。对于本问题，可以很容易地看出来，这是一个力分析的过程。由于动力分析过于复杂。所以本文对零件只进行静力分析。零件的材料是塑料，又由于在实际当中，没有哪种材料的应力应变关系是完全遵循线性关系的。所以此处选择材料为非线性。查ANSYS使用指南，可知规定的非线性材料的特性是：塑料是永久的，不随时间变化而变形，蠕变也是永久的，随时间变化而变形的。

3.3建立有限元模型

由于零件已经有建立好的SolidWorks 模型，所以可以利用标准格式数模型型文件导入的方法在ANSYS中建立有限元模型。

3.31建立“.x_t”格式模型文件

本文通过SolidWorks2012软件建立模型文件，并把文件保存为副本，其模型数据格式为“.x_t”。

3.32打开ANSYS软件，读取x_t格式模型文件

执行Utility Menu<

3.4 实体单元参数设置

3.4.1 定义单元类型

本模型是三维的实体，执行Main Menu<