电风扇的正向工程设计及3D成型打印

J JI A N G S UI A N G S UU N I V E R S I T YU N I V E R S I T Y 课课程程结结业业作作业业 课程名称：先进制造及模具设计制造课程名称：先进制造及模具设计制造 综合实验综合实验 班级：班级：研学硕研学硕 14021402 学号：学号：S1403062S1403062 姓名：姓名：XXXX 专业：专业：机械工程机械工程 题目：题目： 电风扇的正向工程设计及电风扇的正向工程设计及 3D3D 成型打印成型打印 20152015 年年 5 5 月月 江苏大学 电风扇的正向工程设计及电风扇的正向工程设计及 3D3D 成型打印成型打印 1 1 选题来源：选题来源： 随着人们日益注重健康环保的生活方式，以及越来越多的空调职业病的发 生，人们开始把电风扇做为空调的补充产品。相比空调而言，电风扇具有价格低 廉、耗电量小、灵活方便等优势。尤其是在农村，高昂的价格与高耗电量成为空 调在农村发展的主要绊脚石，成为其普及的障碍。因此，无论是从一次购入的成 本计算，还是从多次使用的成本计算，电风扇都具有明显的价格优势。 2 2 市场分析：市场分析： 近几年来，随着空调行业的迅速发展，空调价格的大幅度“跳水”，电风扇 行业曾被普遍 被认为是“夕阳产业”。面临空调的普及和流行，电风扇却没有 随之而淡出市场，近两年来反而出现了市场销售反弹的态势，在内销市场上，销 量也突破了 5500 万台。 一、功能外观因素主导电风扇的销售 针对目前消费者对电风扇和空调的选择态度，在 2006 年 4 月至 5 月间，通 过上海、南京、无锡、武汉、西安、长沙、天津、常州、广州、深圳、郑州 11 个大中城市的五星电器、国美电器、永乐家电、苏宁电器、武汉工贸等 53 个卖 场对不同消费者进行走访分析，结果表明： 选择电风扇的部分消费者是基于价格 因素才购买的；电风扇的功能和外观因素占到了主导消费者购买因素的 51.5%， 起到了较大决定作用。 二、市场容量尚未饱和 按照通常的观点， 电风扇不但早已普及， 而且需求量也已受到了空调的制约， 尽管如此，电风扇的市场容量却远远还没有饱和。通过对 11 个大中城市的不同 消费者购买风扇调查结果表明： 第一、 电风扇和空调之间本身就存在着较大的功能性差异，由于空调主要是 “降温”，而电风扇则是“自然防暑”和“通风”。所以，电风扇利用其自身区 别于空调的效果，拥有着固定的用户群。 第二、近几年来，电风扇的外销量一直呈现稳中有升的态势，而且在销售数 量上也成倍的超过了空调，在2005 年的电风扇市场增长速度超过了 20%，科龙、 1 江苏大学 格力等大家电企业也扩大了在电风扇上的投入，在出口数量上，电风扇是空调整 机的 10 倍，尤其在近几年电风扇的销量大幅上升。 第三、由于“城市夏季电力紧张”的问题，许多城市都采取了相应的节电措 施，而空调则被视为电力紧张的重要原因。客观上来说，电风扇市场仍会具有巨 大的市场潜力。 第四、中国三级市场、农村容量大，由于电风扇市场主要针对农村市场，有 资料表明，目前农村市场电风扇的使用率只有 45.21%，所以，农村市场仍然是 以后电风扇市场的主要市场。 总的来说， 电风扇市场呈现了增长性极快的发展态势，国内电风扇市场因其 具有区别于空调的明显自身优势，所以仍然存在着可观的发展潜力。 3 3 三维模型设计：三维模型设计： 3.13.1 电风扇结构：电风扇结构： 电风扇是一种利用电动机驱动扇叶旋转，来达到使空气加速流通的家用电 器，主要用于清凉解暑和流通空气。广泛用于家庭、办公室、商店、医院和宾馆 等场所。 电扇主要由扇头、风叶、网罩和控制装置等部件组成。扇头包括电动机、前 后端盖和摇头送风机构等。电风扇的主要部件是：交流电动机。其工作原理是： 通电线圈在磁场中受力而转动。电能转化为机械能，同时由于线圈电阻，因此不 可避免的有一部分电能要转化为热能。常见的家用电扇本质上属于轴流风机，即 风的流向平行于扇叶的旋转轴。 3.23.2 电风扇三维模型：电风扇三维模型： 零件图零件图: : 前罩前罩扇叶扇叶后罩后罩 2 江苏大学 底座底座支架支架电机罩电机罩 旋钮旋钮马达马达定位销定位销 装配图装配图: : 4 4 快速成型过程：快速成型过程： 4.14.1 快速成型设备：快速成型设备：UP Plus 2UP Plus 2 UP！系列是太尔时代最新推出的便携式桌面 3D 打印设备，机身简洁、性能 完备，可方便的直接打印出各类模型实物，适用于多个行业领域，更为个人、家 庭等用户提供高效解决方案，满足不同人群的特殊需求。 UP Plus 2 是基于 2010 年版 UP Plus 第一代产品，推出的新一代产品。产品提供了自动调整打印平台的 3 江苏大学 高度，自动调整打印平台的水平等全新功能，为用户提供了更加方便的 3D 打印 体验。 4.24.2 技术参数：技术参数： 成型平台：宽 140 x 长 140 x 高 135mm 支撑： 自动生成、自动调整平台高度、自动调整平台水平 成型层厚： 0.15-0.40mm 成型材料：ABS/PLA 系统运行环境：Windows/MAC 设备尺寸：宽 245 x 长 260 x 高 350mm 设备重量：5 公斤 打印前准备耗时：15 分钟 4.34.3 实验过程：实验过程： 4 江苏大学 5 5 产品照片产品照片 5 江苏大学 6 6 个人参与工作与总结个人参与工作与总结 我的课题名称是基于电风扇的正向工程设计及 3D 成型打印，主要使用了 PRO/E 和正向工程等软件，使我对正向工程的认识从无到有，有了非常的提高， 对我将来从事产品设计工作是一个非常好的基础锻炼。 在这段时间的忙碌中， 我也遇到困难和心烦意乱的时候，但最终还是在同学 们的帮助下，特别是对李超同学的帮助下，克服了困难，通过上网查资料，从简 单的入手，一步一步走出了逆境。尽管使用正向工程软件时由于语言不通，但我 还是克服困难。这告诉我，只要想做，努力去做，总有解决的办法。我相信在以 后的工作，如果遇到同样的困难，我也会以这样的心态积极去面对。 在老师和同学们帮助下， 加上我自己的努力，我顺利完成了本次的逆向工程 设计， 在这里我要对所有帮助我的人表示衷心的感谢， 感谢有你们， 我一路精彩。 通过这一个月的鼠标逆向实训， 我亲历了产品数字化设计与快速原型制造的 全过程， 先通过鼠标实物了解其内部结构和工作原理，从而构思设计新产品的 外形及内部零部件的尺寸。再利用 PRO/E 软件绘制了设计的下、中、上壳模型， 并保存为 STL 文件。 最后在老师的耐心指导下利用 FDM 快速成型技术做出鼠标实 物。这个过程收获了很多，同时也遇到了一些设计和生产中的问题。 1.电风扇关于电机马达部分有些结构不合理 Ａ． 结构风扇保护前外壳与后外壳之间未配合设计不合理，易导致安装 错位，无法牢固安装； Ｂ． 风扇叶片的设计厚度太薄不合理， 做出的实物也很脆弱， 强度不够； 2. 前期零件尺寸设计过小以致快速成型机无法造出。 3. 刚开始制造出来的电风扇叶片实物放入电风扇保护盖后过大而无法装配 起来。 在老师和同学的帮助和指导下， 这些问题基