M200B氣瓶的三維造型設計【說明書+SOLIDWORKS】

M200B氣瓶的三維造型設計【說明書+SOLIDWORKS】,說明書+SOLIDWORKS,M200B氣瓶的三維造型設計【說明書+SOLIDWORKS】,m200b,三維,造型,設計,說明書,仿單,solidworks 各類畢業(yè)設計課程定做 Q號是1714879127 該論文含配套的圖紙(需購買) 1 引言 1.1 氣瓶的概念及應用 氣瓶是指在正常環(huán)境下(－40℃～60℃)可重復充氣使用的，公稱工作壓0 MPa～30MPa(表壓)，公稱容積為0．4L～1000L的盛裝永久氣體、液化氣體或溶解氣體等的移動式壓力容器[1]。按公稱壓力和公稱容積分類具體如下： （1）2000年版的《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》中，對于盛裝永久氣體的氣瓶 ，公稱工作壓力是指在基準溫度時（一般為20℃）所盛裝氣體的限定充裝壓力；對于盛裝液化氣體的氣瓶，是指溫度為60℃時，瓶內氣體壓力的上限制。公稱工作壓力8MPa～30MPa為高壓氣瓶，公稱工作壓力1.0MPa～5MPa為低壓氣瓶。 （2）氣瓶的公稱工作壓力、最高充裝壓力、水壓試驗壓力等之間的關系：以公稱工作壓力為15MPa的氣瓶為例，水壓試驗壓力是公稱工作壓力的1.5倍，為22.5MPa，而最高充裝壓力，是指在基準溫度時(一般為20℃)公稱工作壓力為15MPa所盛裝氣體的限定充裝壓力，也是公稱工作壓力加上溫升（最高為60℃）壓力之和，最高充裝壓力應是水壓試驗壓力的0.8倍，為18MPa。 （3）《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》中規(guī)定:氣瓶的公稱容積為0.4 L～3000L。其中等于、小于12L為小容積；12 L～100L為中容積；大于100L為大容積[1]。 1.2 氣瓶國內外研究現(xiàn)狀 目前國內有許多廠家的鋼瓶、塑料內膽或鋁內膽纏繞氣瓶的性能穩(wěn)定, 工藝成熟, 市場較好純鋼質氣瓶是由無縫鋼管經熱壓拉拔后成型, 滿足其使用性能和制造工藝要求, 氣瓶重量難以降低, 壁厚誤差較大, 其重量與容積比一般大于1.25Kg/L。鋁內膽或塑料內膽加玻璃纖維“ 繭式” 纏繞的復合材料氣瓶價格高, 工藝復雜, 所使用的設備昂貴, 而且用于密封的聚合物材料易于老化并逐漸失去彈性及密封性,從而降低氣瓶的使用性能, 其重與容積比一般為0.3 Kg/L～0.7Kg/L[2]。 自上世紀后半葉以來,復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當有所作為,國內許多公司企業(yè)、科研院以及高等院校也紛紛加入到這個行列中來,經過數(shù)年努力,他們都拿出了自己的產品或研究成果[3]。國際和國外先進氣瓶附件標準包含了其先進的技術和管理水平, 也反映了工業(yè)發(fā)達國家的整體生產力水平。特別是大部分國際和國外先進標準(如ANSI 、UL 、EN、ISO) 是在近期制定和修改的,反映了國際上先進的學技術、管理和整體生產力水平。通過整理、分析和消化, 結合我國的實際情況, 有效地采用國際和國外先進標準, 可以為提高標準的實用性和科學性提供依據(jù), 從而使我國的氣瓶附件生產水平大大地邁進一步[4]。 1.3 本文的設計內容 氣瓶作為一種移動式壓力容器，在社會生產和社會生活中與人有著密切聯(lián)系，氣瓶檢驗環(huán)節(jié)在特種設備安全監(jiān)察管理的設計、制造、安裝、使用、檢驗、修理、改造七個環(huán)節(jié)中又是一個既重要又特殊的中間環(huán)節(jié)。由于氣瓶安全管理的特殊性，氣瓶的面廣量大，氣瓶檢驗機構為了滿足社會外需和特種設備安全監(jiān)察工作內需兩方面的訴求，實際已經基本形成了市場化趨勢。目前，氣瓶檢驗機構只有很少一部分屬于專職檢驗機構（國家特種設備檢驗機構），大部分均是行業(yè)檢驗機構或隸屬于充裝單位的社會檢驗機構。全國約有氣瓶檢驗機構2350多家（其中：無縫氣瓶檢驗單位1075家、乙炔氣瓶檢驗單位274家、液化氣瓶檢驗單位771家、焊接氣瓶檢驗單位230家），是目前承壓類和機電類法定特種設備檢驗機構總數(shù)（共1059家）的2.2倍。 本文的具體工作如下： （1）氣瓶材料采用316L和1Cr18Ni9Ti； (2) 氣瓶的內表面粗糙度，機加工應達到1.6μm,機械拋光應達到0.1μm，最后經電拋光處理； （3）氣瓶為雙層，外瓶直徑φ52mm，內瓶直徑φ45mm，瓶身總高152mm； （4）利用通用CAD軟件完成零件造型、裝配及工程圖生成； 2 氣瓶的總體設計 本章在對氣瓶現(xiàn)有的結構、原理進行詳細分析的基礎上設計了雙層氣瓶的整體結構。 2.1 氣瓶工作原理 設計的氣瓶裝配圖如圖2.1，裝配爆炸圖如圖2.2。 如圖2.2所示，氣瓶主要由內外層瓶底、瓶身、瓶蓋，VCR接頭、通氣閥、清洗閥、墊片、通氣管等零部件組成。 圖2.1 M200B氣瓶結構圖 工作過程如下：氣體通過通氣閥控制從一側通氣管進入，通氣閥里側有通孔和墊片，用來控制氣體通道的開合。VCR接頭控制氣體的密封效果，該型號氣瓶裝載的是有毒的氣體，所以密封工作一定要做好。另一側通氣閥和通氣管則用來導出氣體。中間的清洗閥則是用來清洗氣瓶的，清洗液從通道進入，清洗閥起液體通道的開合作用，清洗完之后，液體仍然從這個通道吸出。 圖2.2 M200B氣瓶裝配爆炸圖 2.2 氣瓶總體結構方案分析 氣瓶是一種密封要求比較高的容器，它的各個部件的選擇不是憑空想象的，每個部件的確定都有其一定的科學規(guī)律，在實際生產中，有些有經驗的師傅會根據(jù)經驗總結出自己的加工方法。雖然不一定形成理論基礎，但是那也是長期生產實踐的總結，也是科學方法的歸納。下面就詳細的介紹下各個部件結構特征。 2.2.1 VCR接頭的設計 閥的結構圖如圖2.3所示。 圖2.3 VCR接頭結構圖 VCR接頭是一種標準零件，不需要我們進行數(shù)據(jù)計算或造型設計，而只需查閱相關手冊確定其尺寸與裝配即可。 2.2.2 內層氣瓶的設計 內層氣瓶是雙層氣瓶的主要容器部件，包括瓶身、瓶蓋和瓶底。相互之間通過焊接連接在一起，形成了內層氣瓶的裝配體。具體設計如下介紹。 （1） 瓶蓋 與大多數(shù)瓶頸處相同，我們瓶蓋處采用了口細腰寬的造型，方便盛裝與封裝氣體。瓶蓋通過焊接與瓶身連接在一起，可以起到密封的效果，因為我們盛裝的氣體是有毒氣體，所以就要求我們必須達到這個效果。瓶蓋的結構圖如圖2.4所示。 圖2.4 內層氣瓶蓋結構圖 （2） 瓶身 氣瓶的瓶身較為簡單，我們目的是盛裝氣體，所以形狀就采用最常用的圓柱形，結構如圖2.5所示。 圖2.5 內層氣瓶身結構圖 （3） 瓶底 為了更容易地儲存氣體，我們將瓶底里側設計為錐形，外底設計了一個沉孔，與墊片相結合，可以再次達到良好的密封效果。內瓶底結構如圖2.6所示。 圖2.6 內層氣瓶底結構圖 2.2.3 外層氣瓶的設計 外層氣瓶和內層氣瓶相似,但是容積比內層氣瓶的大,它同樣由瓶蓋、瓶身和瓶底組成，相互之間同樣采用焊接技術相連接。瓶底同樣用焊接與瓶身相連接，保證密封要求。 （1） 瓶蓋 瓶蓋設計了相對較厚的造型，再次保證了氣瓶的密封效果。蓋上有兩個直通孔和一個斜通孔，均用來連接通氣管，沉孔的作用則是將通氣管和瓶蓋焊接起來，達到密封效果。斜孔將與螺母連接的通氣管焊接起來，將清洗液送人瓶內。瓶蓋的設計結構圖如圖2.7與圖2.8。 圖2.7 外層氣瓶蓋結構圖1 圖2.8 外層氣瓶蓋結構圖2 （2） 瓶身 外層氣瓶的瓶身與內層瓶身無大差別，同樣設計為圓柱形，結構圖如圖2.9所示。 圖2.9 外層氣瓶身結構圖 （3） 瓶底 外層瓶底要求不高，與瓶身焊接密封好即可，這里我們設計的造型沒有特殊之處。結構如圖2.10。 圖2.10 外層氣瓶蓋結構圖 2.2.4 通氣閥的設計 通氣閥主要用來控制氣體進出的通道開關，我們在螺帽上設計了一個通氣孔，通過螺母的扭轉和墊片的壓合，將空氣從通氣孔里排出來，從而可以保證螺母擰緊的效果。通氣閥的主要作用還是引進或排出氣體，所以我們在通氣閥上裝配了通氣管，清洗閥則裝配了斜通氣管，在造型上更加實用、美觀。通氣閥與VCR接頭連接管直接運用了焊接技術，這樣保證了密封效果，通氣閥與氣瓶蓋之間的連接同樣運用焊接技術連接。小部件裝配體的整體結構造型分通氣閥和清洗閥兩種，如圖2.11和圖2.12。 圖2.11 通氣閥結構圖 圖2.12 清洗閥結構圖 2.2.5 通氣管的設計 通氣管是用來作為氣體進出的通道的，要求必須有足夠的密封效果，所以我們在通氣管與閥連接管之間的接口處采用了焊接技術。為了美觀與空間的充足，我們將通氣管設計為有一定彎度的管道。通氣管的結構圖如圖2.13所示。 圖2.13 通氣管結構圖 3 氣瓶的三維造型設計 隨著計算機輔助設計技術的飛速發(fā)展與功能的不斷完善，為工程技術人員提供的高效方法和手段越來越豐富。尤其是三維CAD/CAM軟件的廣泛應用與普及，使得現(xiàn)代機械產品設計逐步進入三維設計時代[5]。三維設計具有形象、直觀、精確、快速的特點，在產品開發(fā)、結構分析、產品性能的評估、確定和優(yōu)化物理樣機參數(shù)過程中起到決定性作用，為新產品研發(fā)一次成功，提供了強有力的技術支持[6]。常用的三維建模軟件主要有Solid Works，Pro／E，UG和CATIA等。 3.1 常用三維造型軟件 SolidWorks 是基于Windows環(huán)境的軟件。為廣大工程技術人員提供的用戶界面更友好，運行環(huán)境更大眾化，各種專業(yè)功能更加齊全 。在單一的Windows界面上擁有無縫集成實體造型、有限元分析和優(yōu)化設計、裝配、三維機構運動仿真、運動干涉檢查、工藝規(guī)程生成、數(shù)控加工、三維實體圖轉化二維工程圖、產品數(shù)據(jù)共享與集成功能等[7]。 SolidWorks作為三維設計軟件中重要一員，以上手快、容易掌握，建模方便、快捷高效等特點，受到眾多設計工程師的青睞．雖然在曲面設計和動態(tài)模擬功能方面有一定的局限性，但在SolidWorks2007中，此功能已經有了重大改進，通過一定的專門的技能培訓，SolidWorks更能發(fā)揮其在設計中的優(yōu)勢[8]。由于Solidworks，已廣泛運用于企業(yè)的產品設計，因此，學生在學習工程制圖的同時還可了解工具軟件，為以后的工作打下良好的基礎[9]。 Pro/E是全方位的面向3D產品開發(fā)的集成化軟件，自1988年問世以來，憑借著其強大的3D功能，已成為當今最普及的CAD/CAM軟件之一。Pro/E軟件集零件設計、產品裝配、模具設計、NC加工、鈑金件設計、鑄造件設計、自動測量、機構仿真、應力分析和產品數(shù)據(jù)庫管理等功能于一體，在機械、電子、汽車、航天、模具、工業(yè)沒計等行業(yè)得到了廣泛應用[10]。 UG、CATIA端的軟件，UG、CATIA航天類用的多（不過國內航空所也用Solid Works),汽車類用做設計的也比較多（奇瑞CATIA 通用UG),另外UG的加工不錯，在歐洲用的最多的是POWMILL公司，采用的也是UG加工[11]。隨著AutoCAD產品的不斷升級更新，其三維建模功能會越來越強大。要想熟練地運用AutoCAD建立三維模型，提高建模效率，除了綜合運用本文介紹的方法和技巧外，還必須努力挖掘AutoCAD新的三維建模功能[12]。 UG主要應用在航空航天、汽車、通用機械、模具、家電等領域。采用基于約束的特征建模和傳統(tǒng)的幾何建模為一體的復合建模技術。在曲面造型、數(shù)控加工方面是強項，但在分析方面較為薄弱。但 UG 提供了分析軟件 NASTRAN、ANSYS、PATRAN 接口、機構動力學軟件 IDAMS 接口、注塑模分析軟件 MOLDFLOW 接口等。UniGraphics提供給公司一個從設計、分析到制造的完全的數(shù)字的產品模型[13]。 Pro/DESIGNIER 是工業(yè)設計模塊的一個概念設計工具，能夠使產品開發(fā)人員快速、容易的創(chuàng)建、評價和修改產品的多種設計概念。可以生成高精度的曲面幾何模型，并能夠直接傳送到機械設計和/或原型制造中。Pro/NETWORK ANIMTOR 通過把動畫中的幀頁分散給網絡中的多個處理器來進行渲染，大大的加快了動畫的產生過程。從軟件的三維造型特點來看，UG 軟件屬于復合建模，適于復雜的曲面設計；Pro/Engineer 軟件采用全參數(shù)化造型技術，比較適于零件相對簡單，部件結構比較復雜的產品設計[14]。 Solid Works 軟件是世界上第一個基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng)。功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新是 Solid Works 的三大特點，使得 Solid Works 成為領先的、主流的三維 CAD 解決方案。Solid Works 能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產品質量。與其他三維軟件相比，Solid Works 不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設計者來說，操作更加簡單方便易用。 3.2 氣瓶零件的三維造型 3.2.1 VCR接頭的三維造型 大家可根據(jù)各自的喜好利用不同軟件建模。本文采用了Solid works建立三維模型。 VCR接頭是一個標準的裝配件，需要先將各個小零件的三維造型設計出來，然后再進行裝配。閥頭部是運用拉伸、旋轉切除成型的，上面的文字與箭頭運用了拉伸切除方式造型，側孔則利用拉伸切除形成。頭部以下的零件均運用拉伸方式進行。豎管則利用旋轉方式設計。其三維造型圖如圖3.1表示。 圖3.1 VCR接頭模型圖 3.2.2 氣瓶內層瓶身的模型 瓶身三維設計相對簡單，首先在一個平面上草繪出瓶身的截面圖，然后再進行旋轉，就可以生成瓶身的三維模型。內層瓶身模型圖如圖3.2。 圖3.2 內層瓶身模型圖 3.2.3 氣瓶內層瓶底模型的建立 瓶底的建立同瓶身方法相似。主要還是要畫出截面圖，然后再通過旋轉形成所要模型。草繪截面時需要注意的一點就是瓶底的倒角，倒好角之后再進行旋轉，這樣成型就簡便多了。如圖3.3所示。 圖3.3 內層瓶底模型圖 3.2.4 內層氣瓶上嘴的三維造型 內層氣瓶的上嘴造型仍然是草繪其截面圖形，再旋轉成實體。草繪時要注意兩個倒角的地方，按照尺寸倒角后，再進行旋轉即可之間形成所要圖形。造型圖如下3.4圖。 圖3.4 氣瓶上蓋模型圖 3.2.5 外層氣瓶的瓶身三維設計 外層氣瓶瓶身與內層瓶身的三維設計是沒有本質區(qū)別的，只需要把數(shù)據(jù)變換一下，方法仍是先草繪出其截面圖形，再進行旋轉就可以了。其模型圖如圖3.5所示。 圖3.5 外層氣瓶瓶身模型圖 3.2.6 氣瓶外蓋的造型設計 外蓋造型相對復雜一些。先同前面一樣草繪截面圖形，在進行旋轉，形成外蓋的大致輪廓。然后分別設計出三個不同的通氣孔。其中一個通氣孔是個斜孔，我們這里運用了切除放樣功能，先在上下兩個表面分別草繪兩個相同的圓，再運用切除放樣功能進行切除，便形成了一個斜孔。其余兩個孔則先用拉伸功能形成兩個通孔，再在之前的通孔上草繪出一個尺寸稍大的圓，再進行拉伸形成沉孔，造型就完成了。如圖3.6是外蓋的上表面視圖，圖3.7是下表面造型。 圖3.6 氣瓶外蓋上表面模型圖 圖3.7 氣瓶外蓋下表面模型圖 3.2.7 瓶外底的三維造型 外層氣瓶的瓶底三維造型相對簡單，我們同樣先草繪出其截面圖形，再運用旋轉薄壁特征生成外底造型。注意瓶底里側的倒角，本圖采用直接草繪其倒角，再進行旋轉薄壁的方法成形，這樣相對簡單。造型如圖3.8。 圖3.8 氣瓶外底三維造型圖 3.2.8 通氣管的三維造型設計 通氣管是一個曲面造型，這里我們運用了掃描與切除掃描技術進行的設計。首先草繪一個圓截面，再繪出一條通氣管形狀的曲線，然后運用掃描工具，即可掃描出通氣管的外形。因為通氣管是空心的，我們需再運用切除掃描來將通氣管掏空。兩個尺寸的通氣管造型分別如圖3.9與圖3.10。 圖3.9 氣瓶通氣管三維造型圖 圖3.10 通氣管三維造型圖 3.2.9 其他零件的設計 在與VCR接頭之上焊接的通氣閥與清洗閥的各零件較為簡單，這里就不一一列舉了，主要運用的拉伸與切除功能，如圖3.11所示。 圖3.11 通氣閥各零件的三維造型圖 裝配好的整體造型如下3.12圖所示。 圖3.12 通氣閥的三維造型圖 清洗閥裝配體與上面的裝配體基本相同的，只是尺寸有所改變，插入瓶蓋孔內的管運用基準面切除方式切割出一個斜面，與瓶蓋上的斜孔相配合。如圖3.13所示。 圖3.13 清洗閥各零件的三維造型圖 裝配好的整體造型如圖3.14所示。 圖3.14 清洗閥裝配體的三維造型圖 3.3 氣瓶零件的工程圖生成 3.3.1 氣瓶內層中身工程圖 內層氣瓶中身的工程圖較為簡單，我們給出了正視圖和俯視圖即可清楚地反應其造型。如圖3.15所示。 圖3.15 內瓶身工程圖 3.3.2 內層瓶蓋工程圖 由于內層氣瓶的瓶蓋結構較為復雜，其中有兩個倒角，在此分別給出了正視圖、俯視圖和輔助視圖來反應問題。如圖3.16所示。 圖3.16 內瓶蓋工程圖 3.3.3 內層瓶底工程圖 瓶底的造型也不復雜，這里給出了正視圖、俯視圖和輔助視圖來說明問題。如圖3.17所示。 圖3.17 內瓶底工程圖 3.3.4 外層氣瓶瓶蓋工程圖 外層瓶蓋上有沉孔、通孔和斜孔，為了能較好地反應出這些特征，選擇了俯視圖、前視圖和輔助視圖。如圖3.18。 圖3.18 外瓶蓋工程圖 3.3.5 外層氣瓶瓶身工程圖 瓶身造型相對簡單，只需注意瓶身的一個厚度即可。這里給出了瓶身的正視圖和俯視圖來反應問題。如圖3.19 。 圖3.19 外瓶身工程圖 3.3.6 外層氣瓶瓶底工程圖 氣瓶外瓶底造型也不復雜，只要反應出其瓶厚與倒角。這里選擇了正視圖與俯視圖反應問題。如圖3.20所示。 圖3.20 外瓶底工程圖 3.3.7 氣瓶通氣管工程圖 通氣管我們設計里有兩個，尺寸不相同，但工程圖反應方式相似。需要一個截面圖和一個正面圖來反應通氣管的形狀尺寸。如圖3.21與圖3.22，在此分別給出了俯視圖和正視圖。 圖3.21 52通氣管工程圖 圖3.22 65通氣管工程圖 3.3.8 通氣閥上帽工程圖 上帽是一個拉伸后得出的旋轉體，主要構成是不同尺寸的圓柱，所以這個工程圖運用了正視圖、俯視圖以及輔助視圖來反應其結構，如圖3.23所示。 圖3.23 通氣閥上帽工程圖 3.3.9 通氣閥外帽工程圖 外帽是一個六邊形和一個圓的拉伸實體，有兩個直徑需要反應，這里選擇了正視圖、左視圖以及俯視圖來反應問題。如圖3.24所示。 圖3.24 通氣閥外帽工程圖 3.3.10 通氣閥墊片工程圖 墊片非常簡單，只需要反應其直徑及厚度即可。這里采用了正視圖與俯視圖，如圖2.25所示。 圖3.25 通氣閥墊片工程圖 3.3.11 通氣閥下帽工程圖 下帽是矩形與圓的拉伸實體，為了更只管的反應問題，這里采用了正視圖、俯視圖與輔助視圖，如圖3.26所示。 圖3.26 通氣閥下帽工程圖 3.3.12 通氣閥接管工程圖 接管的作用是與上帽相抵，并將氣體導入通氣管。它的結構也是有不同的圓柱構成的，這里選擇了正視圖、俯視圖以及輔助視圖來反應其結構，如圖3.27所示。 圖3.27 通氣閥接管工程圖 3.3.13 清洗閥工程圖 清洗閥的各零件與上面螺母的基本相同，其工程圖這里就不再一一贅述了，各個零件工程圖如3.28所示。 圖3.28 墊片工程圖、清洗閥外帽工程圖、清洗閥下帽工程圖、 清洗閥上帽工程圖、清洗閥接管工程圖 4 氣瓶的工藝分析和裝配 4.1 氣瓶的裝配焊接工藝 所謂焊接結構裝配焊接工藝(以下簡稱裝焊工藝) ,就是一個焊接結構的實際生產過程，主要是指組成結構件的零部件裝配焊接的先后次序及相應的裝配焊接內容，即具體的加工工藝路線。而焊接結構裝焊工藝的設計，就是通過對焊接結構的結構和功能的分析，對其整體裝焊工藝進行規(guī)劃，從而保證整體裝焊工藝的完整性和有效性的過程[15]。焊接結構的裝焊工藝從內容上是只零部件的裝配和焊接，通常不含零部件本身的具體加工。 4.1.1 氣瓶的結構及技術要求 氣瓶由前瓶蓋、氣瓶瓶身和后瓶蓋通過兩條環(huán)焊縫連接為一個整體。所有零件均由棒材或管材制成。其中：前瓶蓋和后瓶蓋用棒材車削加工而成，氣瓶瓶身則用管材通過強力旋壓制成。氣瓶焊縫按行業(yè)標準I級檢驗,， 焊接接頭的強度要求大于基體強度的85%，焊縫兩側的錯位量要求不大于0.2mm，瓶身直線度不大于0.3mm，焊縫外部余高不超過0.5mm[16]。 4.1.2 焊接工藝 （1）焊接時所采取的工藝流程如下： 各零件加工→打磨清洗→超聲波清洗→裝配→定位焊→檢驗→圓周焊→檢驗→烘干→抽真空→沖入氣體 （2）為了避免焊縫熱影響區(qū)的軟化, 焊接時采用了脈沖鎢極氬弧焊。該方法電弧能量集中, 線能量輸入小, 焊接變形小, 熱影響區(qū)和軟化區(qū)相對狹窄,焊接接頭的強度一般不會受到太大的影響。 4.2 氣瓶的裝配 4.2.1 氣瓶的三維裝配 氣瓶的瓶身分別是由內層、外層裝配而成的。瓶身上下又分別跟內外瓶底、瓶蓋裝配。瓶蓋之上插裝了兩個彎管和一個斜管，彎管再分別與VCR接頭裝配，接頭之上又各裝配了一個小裝配題。如圖4.1。 圖4.1 氣瓶裝配圖 （1） 內層氣瓶的裝配 內層氣瓶由瓶蓋、瓶身和瓶底裝配而成，瓶底又和一個瓶底墊裝配起來。瓶蓋與瓶身，瓶身與瓶底以及瓶底與瓶墊之間均采用焊接技術通過兩條環(huán)焊縫連接起來。內層氣瓶裝配圖如圖4.2。 圖4.2 內層氣瓶裝配圖 （2） 外層氣瓶的裝配 外層氣瓶同樣由瓶蓋、瓶身和瓶底裝配而成，相連接的面也同樣運用了焊接技術。如圖4.3所示。 圖4.3 外層氣瓶裝配圖 （3） 氣瓶與螺母的裝配 氣瓶與螺母的裝配也比較簡單，兩個面重合即可，這里兩個面之間的連接方式同樣是焊接。裝配圖如圖4.4所示。 圖4.4 氣瓶與螺母的裝配圖 （4） 氣瓶與通氣管的裝配 通氣管與氣瓶瓶蓋相連接裝配，瓶蓋上的兩個沉孔分別與通氣管焊接裝配，便形成了整體裝配效果，如圖4.5所示。 圖4.5 氣瓶與彎管的裝配圖 （5） 通氣管與閥的裝配 這里的裝配主要是運用同心軸裝配，連接面同樣采用焊接技術。裝配圖如圖4.6所示。 圖4.6 彎管與閥的裝配圖 （6） 閥與螺母的裝配 方法與上面的基本相同，運用同心軸裝配，連接面采用焊接技術。如圖4.7所示。 圖4.7 閥與螺母的裝配圖 （7） 其他小的裝配體 另外，氣瓶裝配中運用到的閥和螺母也分別是兩個小的裝配體，它們在氣瓶的通道開關上起著及其重要的作用。 （a） 閥的裝配 閥是一個標準件，其尺寸與裝配均是根據(jù)規(guī)格要求而定的，這里不需要我們再進行設計。其裝配圖如圖4.8所示。 圖4.8 閥的裝配圖 （b） 螺母的裝配 螺母也是一個小裝配體，分別有小螺母和大螺母兩種，其裝配體見圖4.9和圖4.10所示。 圖4.9 小螺母裝配圖 圖4.10 大螺母裝配圖 4.2.2 氣瓶裝配工程圖生成 （1）VCR接頭的工程圖 閥也是一個小裝配體，但它是標準件不需要我們再進行設計。閥的工程圖我們分別采用了正視圖、左視圖、俯視圖和A向視圖來反應其結構。如圖4.11所示。 圖4.11 閥工程圖 （2）小部件工程圖 小部件屬于裝配體，有通氣閥和清洗閥兩種，結構相似，工程圖我們均采用了正視圖、俯視圖和輔助視圖來說明問題。螺母和清洗閥工程圖分別如圖4.12和圖4.13所示。 圖4.12 通氣閥工程圖 圖4.13 清洗閥工程圖 （3）氣瓶工程圖 氣瓶是最終裝配而成的整體造型，我們分別正視圖和左視圖反應氣瓶結構，在視圖上我們還采用了多個局部剖視圖來顯示內部結構。如圖4.14所示。 圖4.14 氣瓶工程圖  結束語 計算機輔助設計與制造技術是在科學技術與生產力迅速發(fā)展，同時為適應市場的競爭需要，對傳統(tǒng)技術與方法進行根本性變革的背景下產生和發(fā)展的，其研究與應用越來越受到重視。 氣瓶是一個標準化產品，氣瓶檢驗技術是一項成熟的、發(fā)展空間相對穩(wěn)定的技術，在一定時期內，氣瓶檢驗工藝和程序完全可以標準化，如對檢驗步驟、檢驗項目、檢驗報告格式等進行統(tǒng)一規(guī)范。有了標準化的檢驗工藝和檢驗程序，氣瓶檢驗就會得到進一步的規(guī)范，檢驗工作也就可以采用先進工具（如：計算機）進行科學管理。對氣瓶進行合理有效的三維造型設計及其虛擬裝配，無論對機械裝置本身還是對CAD／CAM技術的研究應用都有著積極意義。 本文完成的主要工作有： 1. 完成M200B雙層氣瓶的總體設計。 2. 運用SolidWorks完成氣瓶中各個零件的三維造型和非標志零件的工程圖。 3. 在SolidWorks環(huán)境下完成氣瓶的裝配與焊接，并完成氣瓶的爆炸視圖。 基于SolidWorks軟件的氣瓶三維模型設計，可使工程技術人員更加直觀地對產品進行評估，縮短了設計周期，節(jié)約了設計資金，提高了設計效率。以SolidWorks軟件為主，并結合它的各種插件對氣瓶的設計方案，同樣適用于其他的工業(yè)設備設計，具有工程實用價值。 致 謝 在這次課題研究過程中，我得到了許多人的幫助，他們的熱心，激情，耐心讓我感動不已，我從他們身上學到了許多高貴的品質。 首先我要感謝我的指導老師黃新燕老師，在做畢業(yè)設計中，有一段時間，我的思路很混亂，找不到切入點，不知道該怎么繼續(xù)下去了。正當我心灰意冷的時候，黃老師鼓勵了我，并耐心的給我分析課題，講解研究方法，做出專業(yè)性的指導。終于幫助我順利的完成了畢業(yè)設計。黃老師的兢兢業(yè)業(yè)的工作態(tài)度，一絲不茍的治學精神，溫文爾雅的教育方法給我留下了難以磨滅的印象，也使我受益匪淺。我要由衷的對黃老師說一聲“謝謝您，黃老師！” 然后我還要感謝和我一起作畢業(yè)設計的任蕾蕾和許巧兵同學，他們在本次設計中課題和我相似，我們一起勤奮工作，克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設計。還有許多同學在畢業(yè)設計過程中給我提供了許多資料、建議和幫助，使我在大學最后的日子里深深體會到了同窗之情。在這里也表示對他們的感謝。 最后感謝評審老師能夠在百忙中審查我們的論文，對我們的論文提出指導性建議。祝你們工作順利，心想事成！  參 考 文 獻 [1] 陳允中.壓力容器設計手冊[M]．北京：中國石化出版社，2006． [2] 張永清，吉毅松，梁永生，王占英，張永衛(wèi)．焊接金屬內膽環(huán)向纏繞氣瓶的發(fā)展概況和性能實驗研究[J]．河北建筑工程學院報, 2004, 22(4):105~107． [3] 張潔．國內復合材料氣瓶發(fā)展及氣瓶標準概況[J]．纖維復合材料，2007，38（3）：38~39． [4] 孫黎，湯曉英，毛沖霓. 淺論我國氣瓶附件標準體系和技術要求的完善[J].閥門，2007，2：93. [5] 趙韓，吳振華，陳興玉，宋小波. 基于設計計算的齒輪三維設計系統(tǒng)的研究[J]. 機械傳動，2008，32（1）：47~50. [6] 黃曦，王人鵬，羅永峰. 基于二維工程圖的大型復雜結構體系三維實體建模方法[J].結構工程師，2008，1：26~31. [7] 魯士軍.solid Works/cosmos Works對稱約束在有限元分析中的應用實例.[J]. Solid Works設計、驗證、仿真一體化專區(qū)通訊, 2008, 7：42~45. [8] 劉演龍. Solid Works在異形零件建模中的應用[J]．四川兵工學報，2008，29（3）：50~54. [9] 高曉晉,李梅,楊清榮. 利用Solid works系列零件功能建立教學模型[J].昆明冶金高等?？茖W校學報，2007，3：76~78. [10] 柯曉華，陳冰冰，安磊，曾勇濤. 基于Pro/E的模具CAD/CAM[J]. 上海工程技術大學學報，2008，22（2）：81~85. [11] 李翔. solid works和Pro-E軟件的區(qū)別[J]. CAD/CAM與制造業(yè)信息化, 2004,10：71~76. [12] 徐琳. 基于AutoCAD的三維實體建模探討[J]. CAD/CAM與制造業(yè)信息化, 2008,81:94~95. [13] 趙華,劉德仿,周臨震. UG在我國的研究、應用現(xiàn)狀及進展[J].現(xiàn)代情報，2008，28（10）：137~141. [14] 黃曉峰. Pro/ENGINEER在機械專業(yè)教學中的應用與實踐[J]. 考試周刊，2008，101（21）：97~99. [15] 白二平，朱志明，陳丙森，袁崇福，張崇軻. 計算機輔助裝配焊接工藝設計[J]. 焊接，2001，6：22~25. [16] 樊兆寶.某型號壓力氣瓶的焊接工藝[J].航空精密制造技術，2008，44（1）：46~48. 畢業(yè)設計課程定做 Q*Q=1714879127 南京理工大學泰州科技學院 學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 學生姓名 石 芳 學 號 05010204 指導教師 黃新燕 選題情況 課題名稱 M200B氣瓶的三維造型設計 難易程度 偏難 適中 √ 偏易 工作量 較大 合理 √ 較小 符合規(guī)范化的要求 任務書 有 √ 無 開題報告 有 √ 無 外文翻譯質量 優(yōu) 良 √ 中 差 學習態(tài)度、出勤情況 好 √ 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 √ 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) √ 良 中 差 中期成績評定：良好 所在專業(yè)意見： 該學生學習態(tài)度認真，能積極主動地完成布置的任務，達到所要求的工作進度。 負責人： 年 月 日 各類畢業(yè)設計課程定做 Q號是1714879127 該論文含配套的圖紙(需購買) 南京理工大學泰州科技學院 畢業(yè)設計（論文）任務書 系　　　部： 機械工程系 專 業(yè)： 機械工程及自動化 學 生 姓 名： 石 芳 學 號： 05010204 設計(論文)題目： M200B氣瓶的三維造型設計 起 迄 日 期: 2009年03月09日 ~ 06月14日 設計(論文)地點: 南京理工大學泰州科技學院 指 導 教 師: 黃新燕 張樂瑩 專業(yè)負責人: 龔光容 發(fā)任務書日期: 2009年 2月 26日  任務書填寫要求 1．畢業(yè)設計（論文）任務書由指導教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經學生所在專業(yè)的負責人審查、系部領導簽字后生效。此任務書應在第七學期結束前填好并發(fā)給學生； 2．任務書內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3．任務書內填寫的內容，必須和學生畢業(yè)設計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應當經過所在專業(yè)及系部主管領導審批后方可重新填寫； 4．任務書內有關“系部”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學生的“學號”要寫全號； 5．任務書內“主要參考文獻”的填寫，應按照國標GB 7714—2005《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 6．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 1．本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的： 通過本次畢業(yè)設計，將進一步鞏固所學的機械設計、計算機輔助設計及輔助制造等機械制造領域的相關專業(yè)知識，并鍛煉其運用所學的知識來分析和解決問題的能力。在畢業(yè)設計中，通過對通用CAD設計軟件工具的運用，也可進一步提高學生對新知識的學習、運用能力。本次畢業(yè)設計也可培養(yǎng)學生外文文獻的閱讀和翻譯以及相關資料的查閱能力，從而從整體上提高學生的綜合素質。 2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： 本次畢業(yè)設計的課題是氣瓶的三維造型設計。該同學在這個課題中主要負責完成氣瓶這個產品中各零件的三維造型、工程圖生成及最終的裝配并制定相應的工藝文件。 具體要求包括： （1）外文資料翻譯，至少3000字； （2）閱讀相關文獻資料，了解國內外相關領域的研究現(xiàn)狀，撰寫文獻綜述； （3）氣瓶材料采用316L和1Cr18Ni9Ti； (4) 氣瓶的內表面粗糙度，機加工應達到1.6,機械拋光應達到0.1，最后經電拋光處理； （5）氣瓶為雙層，外瓶直徑，內瓶直徑，瓶身總高152； （6）利用通用CAD軟件完成零件造型、裝配及工程圖生成； （7）撰寫畢業(yè)設計論文說明書； 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 3．對本畢業(yè)設計（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設計論文、圖表、實物樣品等〕： 1．氣瓶全套二維工程圖 2．氣瓶全套三維造型文檔 3．畢業(yè)設計說明書（一份） 4．主要參考文獻： [1] 陳伯雄. 三維設計是CAD技術應用的必然趨勢. 北京：機械工業(yè)出版社，2000 [2] 劉永翔. 產品設計實用基礎[M]. 北京:化學工業(yè)出版社,2003 [3] 康曉東. CAD技術(上)[J]. 機械工程師,1997 [4] 許發(fā)樾. 模具結構設計. 北京:機械工業(yè)出版社，2003 [5] 李德群.現(xiàn)代模具設計方法.北京:機械工業(yè)出版社，2001 [6] 張阿維,王會燃. 計算機輔助工業(yè)設計的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 西北紡織工學院學報,1999 [7] 袁波. 基于三維模型的二三維一體化設計. 計算機輔助設計與制造，1998 [8] 評測專家組. 三維CAD/CAM軟件評測總結. 計算機輔助設計與制造，1999 [9] 樊柄輝，李江云. 《三維參數(shù)化特征造型機械CAD》．北京：清華大學出版社，1999 [10] 李啟炎.《三維CAD設計及制圖教程》. 上海：同濟大學出版社,2000 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 5．本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃： 起 迄 日 期 工 作 內 容 2009年 3月9日 ~ 3月19日 3月20日 ~ 4月9 日 4月10日 ~ 5月1日 5月2日 ~ 5月10 日 5月11日 ~ 5月20日 5月21日 ~ 6月5日 6月6日 ~ 6月10日 6月11日 ~ 6月14日 下達畢業(yè)設計任務，翻譯英文資料，完成資料的查詢 完成文獻綜述和開題報告和課題前期準備 零件的三維造型設計 產品的裝配 撰寫工藝文件 撰寫論文 修改論文 論文答辯 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系部主任： 年 月 日 畢業(yè)設計課程定做 Q*Q=1714879127 南京理工大學泰州科技學院 畢業(yè)設計(論文)前期工作材料 學生姓名: 石芳 學 號： 05010204 系　部: 機械工程 專 業(yè): 機械工程及自動化 設計(論文)題目: M200B氣瓶的三維造型設計 指導教師: 黃新燕 副教授 材 料 目 錄 序號 名 稱 數(shù)量 備 注 1 畢業(yè)設計(論文)選題、審題表 1 2 畢業(yè)設計(論文)任務書 1 3 畢業(yè)設計(論文)開題報告〔含文獻綜述〕 1 4 畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯〔含原文〕 1 5 畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 1 2009年5月