基于ProE的多功能眼镜框的模具设计.docx

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基于ProE的多功能眼镜框的模具设计

编号:

毕业论文（设计）

题目基于Pro/E的多功能眼镜框的模具设计

指导教师

学生姓名

学号

专业机械设计制造及其自动化

教学单位（盖章）

二O一二年四月二十日

德州学院毕业论文（设计）开题报告书

2011年12月20日

院（系）

机电工程系

专业

机械设计制造及其自动化

姓名

学号

论文（设计）题目

基于Pro/E的多功能眼镜框的模具设计

一、选题目的和意义

说起眼镜，相信大家再熟悉不过了，无论是在学习、工作还是生活中，都是密不可分的用品。

随着生活水平的提高，人们对眼镜的消费也在逐步增加，人人都需要眼镜。

这就为眼镜产业的发展提供了一个广大的市场需求空间。

而当前市场上的眼镜多为普通的眼镜，很多是不具有多功能的。

然而很多消费者尤其是近视（或远视）等消费者，他们常因为近视度数的增加而需要重新配置眼镜，这样不仅给消费者添加一定的经济负担，而且浪费社会资源！

因此我所要设计的就是一款新型的多功能眼镜框，让普通的眼镜同时具有MP3、收音机、瞳距可调节以及利用太阳能提供电源等功能，令普通眼镜具有便捷、新颖、美观、实用、合理、集大成等优点。

最大程度的给人们带来方便并节约社会资源！

二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势

近几年来，无论是国外一些眼镜大展，还是国内的一些眼镜展，人们均能看到了多功能眼镜独具个性且富创意的“身影”。

这种眼镜除具备商品本身所蕴含的使用价值外，还具有其他使用功能以满足消费者需求，是一种创新的眼镜产品。

眼镜的重要性已经得到了公认，人们的生活渐渐离不开它，对眼镜的需求量将不断增加，随着内销的持续走强，以及消费者年龄结构发生变化，现在很多企业开始从新的视觉角度审视眼镜行业，新的认识必定带来新的商机。

老花镜、儿童镜、太阳镜等等新概念组合已经在分化近视光学镜的商品占有比例，同时创新、流行时尚元素有成为产品的变化因子，复合型眼镜必将成为一个闪光点！

多功能眼镜正是这样的符合眼镜，它将改变人们的眼镜消费形式同时也会成为时尚标志，据此可知发展多功能眼镜产业前景可观！

三、课题设计方案[主要说明：

研究（设计）的基本内容、观点及拟采取的研究途径和方法。

]

基本内容：

（1）研究一种新型多功能眼镜框，让普通的眼镜同时具有MP3、收音机、瞳距可调节以及利用太阳能提供电源等功能。

令消费者不再局限于眼镜普遍的功能，使普通眼镜具有便捷、美观、实用、合理、集大成等优点。

（2）在Pro/ENGINEER软件设计的平台上完成对多功能眼镜框的造型设计和模具设计。

在设计的整个过程中，主要对多功能眼镜框的各个零部件进行造型设计，然后对各个零部件进行虚拟装配以及模具设计。

研究途径：

通过期刊、图书、上网查询等途径对眼镜市场容量、需求以及多功能眼镜未来市场发展的走势进行调研。

由调研可知当前我国对眼镜需求量一直呈增长趋势，这也就表明我们在眼镜产业上拥有着很大的市场。

而当前市场上的眼镜多为普通的眼镜，很多是不具有多功能的，但普通眼镜的功能已经不能满足众多消费者需求，因此多功能眼镜必将成为一个闪光点！

四、计划进度安排[主要说明：

起止时间及分阶段的进度要求。

]

起止时间：

2011.11.3----2012.05.10

2011.11.3----2011.12.20根据老师的指导和自己对选择课题的调研完成毕业设计开题报告。

2011.12.21----2012.1.20查询关于多功能眼镜的相关资料，对多功能眼镜的市场前景进行调查，分析。

2012.1.21----2012.3.15进行多功能眼镜的外形设计；对各个零件进行装配；进行多功能眼镜框的模具设计。

2012.3.16----2012.4.15撰写初稿并提交给指导老师进行修改，提交中期检查表。

2012.4.16----2012.5.10进一步修改论文，最终定稿，准备答辩。

五、主要参考文献

[1]黄圣杰.Pro/ENGINEER高级应用开发实例[M].北京:

电子工业出版社,2002.78～80

[2]张磊,谢龙汉.Pro∕ENGINEER模具设计实例图解[M].北京:

清华大学出版社,2008.

[3]张黎骅,吕小荣.机械工程专业毕业设计指导书[M].北京大学出版社,2011.7～13

[4]谭雪松,漆向军.Pro∕ENGINEER基础教程[M].北京:

人民邮电出版社,2009.123～135

[5]郝安林,Pro/EWildfire4.0机械设计典型实例[M].电子工业出版社,2010.7～13

指导教师意见及建议：

签名：

年月日

教学单位领导小组审批意见：

组长签名：

年月日

德州学院毕业论文（设计）中期检查表

院（系）：

机电工程系专业：

机械设计制造及其自动化2012年4月10日

毕业设计题目：

基于Pro/E的多功能眼镜框的模具设计

学生姓名

学号

指导教师

职称

计划完成时间：

2012年5月

毕业论文（设计）的进度计划：

起止时间：

2011.11.3----2012.05.10

2011.11.3----2011.12.20根据老师的指导和自己对选择课题的调研完成毕业设计开题报告。

2011.12.21----2012.1.20查询关于多功能眼镜的相关资料，对多功能眼镜的市场前景进行调查，分析。

2012.1.21----2012.3.15进行多功能眼镜的外形设计；对各个零件进行装配；进行多功能眼镜框的模具设计。

2012.3.16----2012.4.15撰写初稿并提交给指导老师进行修改，提交中期检查表。

2012.4.16----2012.5.10进一步修改论文，最终定稿，准备答辩。

完成情况：

到现在为止，我已经收集通过书籍、期刊以及网络等查阅大量的与多功能眼睛框相关的资料，将有关的理论部分分析清楚，确定了具体的设计思路和设计方法。

开题报告、论文总体框架和初稿已经完成。

已经完成了多功能眼镜框的造型设计和模具设计。

现在正对文字材料进行最后的整理工作。

指导教师评议（指出优点和不足，如有其它建议，可另附页）

签名：

年月日

备注：

目录

摘要及关键词1

1引言1

1.1课题研究的背景1

1.2课题研究的主要内容2

1.3课题研究的意义及创新点2

2多功能眼镜的三维造型设计2

2.1多功能眼镜框的造型分析及功能2

2.2多功能眼镜框的设计3

2.3多功能部位、镜片、鼻架和前灯的设计4

2.4镜腿的设计5

3多功能眼镜的虚拟装配7

3.1镜框装配7

3.2多功能部位装配7

3.3镜片、鼻架和前灯的装配8

3.4镜腿的装配8

4多功能眼镜框的模具设计10

4.1眼镜框的模具设计10

4.2眼镜框的模具分解图12

5总结12

致谢16

基于Pro/E的多功能眼镜框的模具设计

（德州学院机电系，山东德州253023）

摘要：

本文主要是在Pro/E软件设计的平台上完成多功能眼镜框的造型设计和模具设计，让普通的眼镜同时具有收音机、MP3、瞳距可调节以及利用太阳能提供电源等功能。

在整个设计的过程中，主要对多功能眼镜框的各个零部件进行造型设计，最后对各个零部件进行虚拟装配以及模具设计。

关键词：

Pro/E；多功能眼镜框；造型设计；模具设计

1引言

1.1课题研究的背景

眼镜，不论在日常生活还是学习中，与人们都是密不可分。

随着生活质量的提高，人们逐渐增加了对眼镜的消费。

这就为眼镜业的发展提供了一个广大的市场需求空间。

下面让我们看一组数据[1]：

表12010年1-3月中国眼镜成镜产量部分省市统计汇总

地区

眼镜成镜（副）

3月产量

1-3月止累计

3月同比增长（%）

1-3月止累计同比增长（%）

全国

43,429,872.00

126,436,506.00

-10.96

3.45

北京

19,570.00

72,835.00

9.58

28.18

江苏

111,646.00

334,925.00

-54.44

-21.65

浙江

21,070,784.00

59,789,345.00

11.9

13.84

福建

10,467,535.00

29,005,891.00

-0.47

-4.11

江西

1,644,286.00

5,011,592.00

22.57

23.77

山东

1,400,000.00

4,000,258.00

16.67

29.03

广东

10,114,651.00

32,217,918.00

-43.26

-7.73

综上所述，通过统计分析，可以看出目前我国的眼镜需求量一直呈稳定的增长趋势，这就表明我们在眼镜业上拥有着极大的市场。

当前市场上的眼镜多为普通的眼镜，都没有那么多的功能。

许多消费者常因为近视度数的增加而需要重新配置眼镜[2]，不仅给消费者带来一定的经济负担，而且浪费社会资源！

近几年，在国内外的一些眼镜展中，人们看到了多功能眼镜独具个性且富有创意的“身影”。

这种眼镜除了具备商品本身的使用价值外，还具有能满足消费者其他需求的功能，是一种新型的眼镜产品[3]。

眼镜的重要性已经得到了公认，因此人们对眼镜的需求量不断增加。

老花镜、儿童镜、太阳镜等新的理念已经在眼镜产品中占有一定比例[4]。

同时创新、流行时尚元素已经成为产品的变化因子，复合性眼镜必将成为一个闪光点！

多功能眼镜正是一款这样的眼镜，据此可知发展多功能眼镜产业前景可观！

近几年来，模具增长相当迅速，高效自动化、大中型、精准、高寿命的模具在所有产品中所占的比例越来越大。

注塑成型模具就是将塑料加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型[5]。

多功能眼镜框的设计为大批量生产，因此设计的模具要具有较高的注塑效率且浇注系统要能自动脱模，此外为了保证塑件表面质量采用点浇口，因此选用单分型面注射模，点浇口自动脱模结构[6]。

1.2课题研究的主要内容

本课题主要研究一种新型多功能眼镜框，让普通的眼镜同时具有收音机、MP3、瞳距可调以及利用太阳能供电等功能，令广大消费者不再局限于普通眼镜的功能，使普通眼镜具有简单、实用、合理、集大成等优点[7]。

本课题主要包括对多功能眼镜框的各个零部件进行造型设计，对各个零部件进行虚拟装配以及镜框的模具设计。

1.3课题研究的意义及创新点

由于前市场上的眼镜多为普通的眼镜，很多消费者常常因为近视度数的增加而需要重新配置眼镜，这样不仅带来一定的经济负担，并且浪费了社会资源[8]！

因此我所要设计的就是一款新型的多功能眼镜框，让普通的眼镜同时具有MP3、瞳距可调、收音机以及利用太阳能提供电源等功能，令普通眼镜具有简单、实用、合理、集大成等优点，最大程度的给人们带来方便并节约社会资源！

2多功能眼镜的三维造型设计

2.1多功能眼镜框的造型分析及功能

以前很多配戴眼镜的人觉得普通眼镜笨重，隐形眼镜美观，导致个性时尚的隐形眼镜为大多数人所喜爱。

近年来，一场时尚旋风在眼镜框悄然刮起[9]。

其中黑色且具有多功能的眼镜框首当其冲，成为众多明星的必备潮品。

本文设计的就是这种黑色且具有多功能的眼镜框。

1．本次设计选用的是塑料架。

因其材质轻，不易引起过敏，多受老人、儿童喜爱，现也成为年轻一族的选择。

2.为了使多功能眼镜框使用方便，在外观上时尚美观，所以MP3连接数据线和耳机的接口设置在多功能部位的下方，MP3和收音机的开关以及声音调节是由左侧镜腿上的多功能部位的按钮控制，而MP3和收音机的歌曲或调台则是由耳机来控制。

3.由于这次设计的多功能眼镜框还具有瞳距可调节的功能，所以将瞳距调节按钮设置在了右侧镜腿的内侧，只需要旋转按钮就可以对瞳距进行调节，在方便的同时也节约了由于人们多次配眼镜所浪费的资源。

4.为了节约资源和实现绿色环保的理念，MP3和收音机所需要的电能均由镜框自带的太阳能电池板提供。

为了最大程度的吸收太阳能能源，所以将太阳能电池板分别放置在了两镜腿的外侧。

2.2多功能眼镜框的设计

多功能眼镜框的完成图如图1所示

图1镜框的完成图

（1）新建名称为“JINGKUANG”的零件文件。

（2）创建眼镜框的基本模架。

应用【拉伸】命令，对多功能眼镜框进行拉伸造型，得到大体的多功能眼镜框形状。

如图2所示。

图2拉伸后眼镜框的基本模型

（3）应用【拉伸】【去除材料】命令，绘制镜片部位。

（4）继续多次应用【拉伸】【去除材料】命令，创建多功能眼镜框的多功能部位和眼镜前灯部位。

进行【倒圆角】，完成多功能眼镜框的造型。

最终完成图如图3所示。

图3多功能眼镜框完成图的前后视图

2.3多功能部位、镜片、鼻架和前灯的设计

多功能部位以及镜片、鼻架和前灯的完成图如图（4、5、6、7）所示

图4多功能部位的完成图图5鼻架的完成图

图6镜框的完成图图7前灯的完成图

多功能眼镜框的多功能部位、鼻架、镜片和前灯的设计很简单，用到了一般的【草绘】、【拉伸】、【打孔】、【倒角】等常用工具。

这里不做过多介绍。

下面我们主要介绍镜腿设计。

2.4镜腿的设计

镜腿的完成图如图8所示

图8镜腿的完成图

（1）在镜腿的设计中，我们主要使用的工具包括扫描伸出项、扫描切口、拉伸、倒圆角、投影等工具。

（2）选择【插入】—【扫描】—【伸出项】，绘制镜腿草图，确定。

完成后结果如图9所示。

图9镜腿扫描轨迹

（3）选择镜腿的侧面，在【拉伸】中选择“去除材料”

，点击

“使用”工具，选择镜腿侧面的左边，再选择镜腿底部的一半，将这两条线段和镜腿上面的顶点用光滑曲线连接起来，完成后选择

“拉伸至与所有曲面相交”。

（4）选择镜腿的上表面，在用【拉伸】命令和

【孔】命令创建镜腿与镜框的连接部位。

拉伸时在镜腿的上面中间绘制长为4，宽为2的长方形，拉伸高度为3。

完成后选择拉伸出的长方体的上面两边进行完全倒圆角。

（5）单击“创建基准平面”按钮

，选择镜框左侧面作为参照“偏距”平移2。

在此平面上运用【插入】—【扫描】—【切口】绘制凹槽。

同理再次运用【扫描】命令绘制太阳能电池板，完成后如图10所示。

图10镜腿上的太阳能电池板

（6）单击【草绘】并选择right面进入草绘界面。

选择“创建文本”

在文本中输入“Multi-functionglasses”。

完成后利用“投影”命令

进行投影。

最终的镜腿如图11所示。

图11镜腿的完成图

3多功能眼镜的虚拟装配

多功能镜框的装配很简单，一般用到的就是匹配和对齐两种方式。

下面我们来对其进行装配。

3.1镜框装配

单击【装配】

按钮，选择“JINGKUANG”，“打开”。

选择“缺省”。

打钩，确定。

如图12所示。

图12镜框装配图

3.2多功能部位装配

继续装配，选择“DUOGONGNENG”运用【匹配】将多功能部位装配到镜框上。

图13多功能部位装配

3.3镜片、鼻架和前灯的装配

这些部位主要用到插入、匹配、相切等简单命令，不再详细介绍。

装配完成后如图14所示。

图14镜片、鼻架和前灯的装配图

3.4镜腿的装配

单击【装配】，选择“JINGTUI”，将“用户定义”改成“销钉”模式，然后选择镜腿上的轴线和多功能部位上的轴线完成‘轴对齐’。

再选择镜腿的上表面和多功能凹槽的上表面，使它们对齐，完成镜腿的装配如图15所示。

图15镜腿的装配

所有零件装配完成后的视图如图16所示

图16装配完成后的视图

具有立体感的分解图就是最简单的爆炸图，也就是所谓的轴测装配图。

因为工程图除了技术人员以外很少有人看懂[10]。

国家标准作了相应规定，要求产品的使用说明中产品结构优先采用立体图，所以说爆炸图就相当于装配图。

单击【视图】—【分解】—【编辑位置】，弹出控制面板，运动参照选择水平方向。

单击要移动的元件就可以移动元件了。

最后的爆炸图如图17所示。

图17多功能眼镜的爆炸图

4多功能眼镜框的模具设计

4.1眼镜框的模具设计

（1）新建零件文件。

“新建”、“制造”、“模具型腔”，名称为JINGKUANG。

（2）在菜单管理器选择【模具模型】，【定位参照零件】，打开JINGKUANG。

【按参照合并】，在【参照模型起点与定向】中选择【默认】。

在【布局】中选择【单一】，【预览】确定。

完成后如图18所示。

图18参照模型

（3）设置收缩率为０.００５，并创建毛坯工件。

（4）创建流道。

选择“特征”“型腔模型”“实体”“切减材料”“旋转”“实体”“完成”命令绘制浇口。

图19浇注口

（5）创建分型面。

单击右侧的

分型曲面工具，然后按住ctrl键选择镜框的上表面，并在选项中选择排除曲面并填充孔。

完成后如图20所示

图20复制分型面

然后按ctrl+c和ctrl+v键，完成复制分型面的创建。

再利用拉伸来创建分型面，完成后和复制的分型面进行合并，合并完如图21所示。

图21合并分型面

（6）分割体积块。

抽取模具元件。

生成铸模。

图22分割体积块模型树

（7）开模模拟。

依次选择“模具进料孔”“定义间距”“定义移动”命令，选择型芯的上表面，使其法向作为移动方向。

输入移动距离为50，确定完成。

按照相同的移动方法选择型芯的下表面，令其移动距离为-50，模拟结果如下图所示。

图23开模模拟

4.2眼镜框的模具分解图

图24眼镜框的上模、下模分解图

5总结

本文主要运用Pro/E对多功能眼睛框进行造型设计、装配以及模具设计。

通过这次毕业设计，我对大学四年来所学的知识有了一个系统的归纳，对模具制造的流程更加熟悉。

这次毕业设计使我的Pro/E绘图水平有了进一步的提高。

更重要的是，我在这次课程设计中学到了许多新东西，给就业提供了一定的保障。

创新点在于：

本文设计的就是一款新型的多功能眼镜框，让普通的眼镜同时具有收音机、MP3、瞳距可调以及利用太阳能供电等多种功能，令普通眼镜具有便捷、实用、合理、集大成等优点，给人们带来最大便捷！

参考文献：

[1]黄圣杰.Pro/ENGINEER高级应用开发实例[M].北京:

电子工业出版社,2002.78～80

[2]张磊，谢龙汉.Pro∕ENGINEER模具设计实例图解[M].北京:

清华大学出版社，2008.83～85

[3]张黎骅,吕小荣.机械工程专业毕业设计指导书[M].北京大学出版社,2011.7～13

[4]谭雪松,漆向军.Pro∕ENGINEER基础教程[M].北京:

人民邮电出版社,2009.123～135

[5]郝安林,Pro/engineerwildfire4.0机械设计典型实例[M],电子工业出版社.2010.45～47

[6]马树奇,Pro/e野火4.0设计与数控加工从入门到精通.电子工业出版社,2009.53～55

[7]李军,精通Pro/e野火4.0模具设计篇[M],中国青年出版社.2008.48～50

[8]杜来红.基于特征的三维建模技术的应用[J].北京:

现代机械,2002.113-114

[9]马英,尚久浩,基于特征的三维模型参数化设计[J].北京:

机械工业出版社,2001.38-41

[10]金涛,陈敏.Pro/ENGINEER软件的二次开发技术[J].云南:

昆明理工大学学报,2001.78～80

TheDieDesignofMultifunctionalEyeglassFrameBasedonthePro/E

GuanYuanfeng

（MechanicalandElectronicEngineeringDepartmentofDezhouUniversity,DezhouShandong,253023）

Abstract:

ThispaperismainlyinthePro/Eplatformtocompletethedesignofmultifunctionaleyeglassframeanditsdiedesign.Andtheordinaryglasseshavemanyfunctions,suchasMP3,radio,adjustedinterpupillarydistance,solarenergy.Throughoutthedesignprocess,itmainlydesignstheshapeofthevariouscomponentsofthemultifunctionaleyeglassframe.Attheend,itachievesthevirtualassemblyofeachpartsanddiedesign.

KeyWords:

Pro/E,MultifunctionalEyeglassframe,DesigntheShape,DieDesign

致谢

在大学四年即将结束的两三个月里，我完成了我的毕业设计。

通过这次毕业设计，我对专业知识有了一个系统的了解，对模具设计有了进一步的认识。

更加重要的是，我在这次毕业设计过程中学到了新的东西。

如分型面的设计，浇注口的设计和扫描等命令，这些都是之前很少接触的东西。

并且在姚老师的精心指导和同学们的热心帮助下，我受益匪浅，学到很多实用的东西，积累了许多宝贵的经验。

首先，我要衷心地感谢我的指导教师姚俊红老师。

因为有了她的耐心指导，我才能在本次毕业设计中度过难关，把一些难懂的知识熟练掌握。

其次感谢帮助我的同学，因为他们的热心帮助，能让我顺利且高效的完成这次设计。

这次毕业设计也让我懂得了什么是严谨。

虽然这次毕业设计存在着许多不足之处，但我会在以后的学习和工作上继续保持这种严谨的态度!

院　（系）：

机电工程系专　业：

机械设计制造及其自动化

学生姓名：

学号：

题目：

基于Pro/E的多功能眼镜框的模具设计

指导教师评语：

评定成绩：

　　　　　　　　　　　　　　　指导教师签名：

年月日

院　（系）：

机电工程系专　业：

机械设计制造及其自动化

学生姓名：

学　号：

题目：

基于Pro/E的多功能眼镜框的模具设计

评阅人评语：

评定成绩：

　　　　　　　　　　　　　　　评阅人签名：

年月日

德州学院毕业（论文）设计评语

院　（系）：

机电工程系专　业：

机械设计制造及其自动化

学生姓名：

学　号：

题目：

基于Pro/E的多功能眼镜框的模具设计

答辩小组评语：

评定成绩：

　　　　　　　　　　答辩小组组长签名：

年月日

指导教师评定成绩

（30%）

评阅人评定成绩

（30%）

答辩小组评定

成绩（40%）

答辩委员会主任签字：

年月日

综合评定成绩