1、I 目录 目录 . I 摘要 . II ABSTRUCT . III 1 绪论 . 1 1.1 本课题研究的目的与意义 . 1 1.2 三维造型设计的现状和发展 . 1 1.3 PRO/E 软件介绍 . 2 1.4 本文主要研究的内容 . 2 2 触摸屏手机外壳设计过程 . 3 2.1 触摸屏手机外壳的 结构分析与结构设计 . 3 2.2 触摸屏手机外壳数据采集 . 4 2.3 手机屏幕面板的设计 . 4 2.4 手机前壳设计 . 6 2.5 手机后壳的设计 . 10 2.6 物理按钮的设计 . 12 3 手机外壳的组装和生成爆炸图 . 13 3.1 手机外壳的组装及渲染 . 13 3.2 触
2、屏手机的分解视图 . 17 4 本文总结 . 18 致谢 . 19 参考文献 . 20 II 摘要 随着移动通信技术迅速发展，人民生活水平的不断提高，人们买手机除了讲究质量好坏，性能高地外，外观设计是否美观也成为人们考虑的一个重要方面。 本文应用PRO/E 软件 完成了触摸屏手机的 三 维建模、虚拟装配。 其中利用 Pro/E 的草绘模块、曲面模块、 零件模块共同完成了手机屏幕、前壳、后壳和物理按钮等部件的设计，同时利用了 Pro/E 完成了组成部件的装配。 这样在设计阶段就能直观、全面地反映设计意图，无需制造出昂贵的实物样品，即可分析产品结构、性能，及时发现设计问题，缩短设计开发周期， 通过
3、对各部件的设计，证明 Pro/E 软件在进行复杂的典型产品开发过程中具有简单、方便 、 快捷等特点，同时也证明了 应用 PRO/E 对触摸屏 手机 进行结构设计既减轻了工 作量，又节省了资金，大大提高了产品的设计开发效率，符合现代技术的发展要求。 关键词 :触摸屏 手 机 ， Pro/E 软件 ， 虚拟装配 III ABSTRUCT With the development of mobile communication technology,people used to buy cellphone with quality and performance. However people no
4、w are more prone to buy products with nice appearance besides the quality.this focuses on the folded cellphones structure and performance. In this paper， the three-dimensional modeling design of the touch screen mobile phone was designed by the software of PRO/E. Using Pro/E of the rough module, cur
5、ved surface module, parts to complete the mobile phone screen module, former shell, shell and physical buttons, after the design of components, at the same time use the Pro/E finished components of the assembly. Through the design of parts, prove Pro/E in complex software in a typical product develo
6、pment process is simple, convenient, quick and other characteristics, So in the designing phase intuitive, reflect design intention, need not make expensive real sample, product structure, performance can be analyzed, and the timely discovery design problems, shorten the design development cycle ,at
7、 the same time proves Pro/E application to touch screen mobile phone structure design not only reduce the workload, and save money, greatly improving the product design development efficiency, comply with the requirements of the development of modern technology. Keywords: Touch screen mobile phone,
8、Pro/E software, Virtual assembly 1 1 绪论 1.1 本课题研究的目的与意义 在网络化和数字化迅猛发展的今天，手机已经成为引领消费时尚的异军突起的工业产品，面对日趋激烈的竟争市场和日益挑剔的消费者，如何推动手机业的持续稳定发展，己成为于机厂商要解决的迫在眉睫的问题。当前，手机市场群雄并起。 苹果、 摩托罗拉、诺基亚、索尼爱立信、三星、 LG 五家品牌占领了中国手 机市场 75%的份额，数不胜数的其它品牌 手 机瓜分余下的份额。市场竞争者的不断涌入、市场竞争环境的恶化，使手机厂商面临前所未有的巨大压力，他们纷纷打起广告战、价格战、渠道战和产品战。这其中产品战是重
9、头戏 ，而产品的工业设计更是制胜的关键。经过多年的努力，手机的功能设计基木可以满足消费者的需要。随着手机的不断普及，消费者的差异化越来越明显，多层次的需求越来越强烈，对手机外观设计的要求也越来越高。人们往往对外观设计平庸或雷同的手机不屑一顾，而对外观设计特点明显并符合自己的身份的手机 情有独钟。因此，靠创新外观设计征服消费者的发展空间还是相当大。 面对市场的巨大挑战，手机的外观设计就要迎难而上。特别是近几年来，随着计算机软硬件技术的日新月异，计算机图形学、计算机辅助设计、多媒体等技术的发展和CAD/CAM、 PRO/E 软件应用的逐步深入，现代产品设计理论与方法的研究有了长足 的进步。 为了能
10、够更直观、更全面地反映设计意图，可在计算机内部建立相应的三维实体模型。并且，在三维模型的基础上可以进行零件装配、干涉检查、有限元分析，运动分析等高级的计算机辅助设计工作。而 Pro/Engineer 是美国参数技术公司 (PTC研制的CAD/CAM 软件，它具有以上强大功能，因此本课题具有很重要的实际研究意义。 1.2 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
11、本的几何信息 ， 而不能有效表达儿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干贝赛尔算法，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，首次实现完整描任龙产品零件的主要信 ，使得 CAD 技术有了实现基础 。 (3)实体造型枝术 实体造型技术带来了算法改进和未来发展 和 希望 ，同时也带来了数据计算量的极度膨胀。 2 (4)参数化技术 进 入 20 世纪 80 年代世纪 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/ENGI
12、NEER 的参数化软件，并第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 。 它的成功应用，为 CAD 技术的发展提供了更大的空间的机遇 。 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 1.3 Pro/E软件介绍 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 问世较晚，有条件采用近几
13、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 采用了先进的干基干特征的参数化设计思想，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 具在鲜明的特点，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
14、以下技术优一势 : (1) 全相关性 (Full Associativity) 所有 Pro/E 解决方案完全相互关联 ,即在没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-bassed 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，可根据使用 者的预期万式变更 。 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
15、 (1)用 Pro/E 进行 手机 的所有零件 得的实体造型生成三维实体 (包括 :屏幕，前壳，后壳，按键等 ) (2)用 Pro/E 对 手机 的所有零部件的虚拟装配 没计 (3)用 Pro/E 对 手机 的虚拟装配体生成爆炸图 3 2 触摸屏手机外壳 设计过程 2.1 触摸屏手机外壳的结构分析与结构设计 针对市场上的触摸屏手机的结构和外形都比较成熟的情况，我们决定选择多款触摸屏手机，对它们的各种优点进行一个综合，在不影响其使用效果的前提下提高它的美观度，并且尝试性加入一些人性化的元素。使其在视觉和使用效果上能得到一些提升。 下面是几款触摸屏手机的图片： 图 2.1 触摸屏手机原型一 图 2
16、.2 触摸屏手机原型二 下面是本次设计中使用的原型机的照片： 图 2.3 触摸屏手机 原型 4 2.2 触摸屏 手机 外壳数据采集 手机外壳尺寸如表 1 所示： 表 1 手机外壳个部件尺寸 长 宽 厚度 倒圆角直径 壳 圆弧半径 孔 屏幕 89 58 1 18（上） 2.8（下） 长 宽 12 1 前壳 100 60 10 20（外围） 10（ Home 键） 1 175 后壳 100 60 1 1.4（边） 1（棱） 175 摄像头孔 闪光灯孔 8 2 单位： mm 2.3 手机屏幕 面板 的 设计 （ 1）新建零件文件 （ 2） 创建液晶 面板 实体特征 单击 按钮，选取 FRONT 基准
17、平面作为 放置 平面 ，在 平面中绘制如图 2.4 所示截面，单击 ， 选取深度参照，生成如图 2.5 所示曲面。 图 2.4 绘制基本截面 图 2.5 选取深度 （ 3）对棱角进行倒圆角 单击 按钮，以此对图所示的四个棱角进行倒圆角。 选取角度参照，生成如图 2.6 所示曲面。 5 图 2.6 完成倒圆角 （ 4）创建触摸 面板 实体特征 单击 按钮，选取 FRONT 基准平面作为放置平面，在平面中绘制如图 2.7 所示截面，单击 ，选取深度参照，生成如图 2.8 所示曲面。 图 2.7 绘制触摸板截面 图 2.8 选取深度后效果 （ 5）创建 听筒 孔实体特征 单击 按钮，选取 FRONT
18、 基准平面作为放置平面，在平面中绘制如图 2.9 所示截面，单击 ，选取深度参照，并进行倒圆角， 完成整个手机屏幕的设计。 生成如图 2.10 所示曲面。 图 2.9 绘制听筒孔 图 2.10 完成倒圆角 6 2.4 手机前壳设计 （ 1）新建零件文件 （ 2）创建前壳横向拉伸曲面 单击 按钮，选取 FRONT 基准平面作为放置平面，在平面中绘制如图 2.11 所示截面，单击 ，选取深度参照，并对其相应棱角进行倒圆角，生成如图 2.12 所示曲面。 图 2.11 绘制前壳基本截面 图 2.12 选取深度参照 （ 3） 创建前壳纵向拉伸曲面 单击 按钮，选取 RIGHT 基准平面作为放置平面，在
19、平面中绘制如图 2.13 所示截面，单击 ，选取深度参照，生成如图 2.14 所示曲面。 7 图 2.13 绘制侧面曲线 图 2.14 生成侧面拉伸 （ 4）生成外壳特征 单击 按钮，设定厚度为 1，对刚建立的实体进行抽壳，如图 2.15 所示。 图 2.15 生成上壳抽壳效果 （ 5）生成液晶屏幕槽 单击 按钮，选取 FRONT 基准平面作为放置平面，在平面中绘制如图 2.16 所示截面，单击 ，选取深度参照，并对其相应棱角进行倒圆角，生成如图 2.17 所示曲面。 图 2.16 绘制 液晶屏幕槽截面 图 2.17 选取深度参照 （ 6）生成触摸屏幕 槽 单击 按钮，选取 FRONT 基准平面作为放置平面，在平面中绘制如图 2.18 所示截面，单击 ，选取深度参照，并对其相应棱角进行倒圆角，生成如图 2.19 所示曲面。 图 2.18 绘制触摸屏幕槽截面 图 2.19 选取深度参照 （ 7）生成听筒槽
