1、 本科综合课程设计 题 目 电动剃须刀设计 专业名称 飞行器制造工程 学生姓名 _ 牛波 _ 指导教师 田卫军 毕业时间 2015.07 _ 综合课程 设计任务书 一、题目 电动剃须刀设计 二、指导思想和目的要求 要求设计一种适合于大众使用的电动剃须刀，利用三维建模软件 (可采用Pro/E、 UG 等建模软件 )完成产品的结构设计与校核，最后撰写论文（包括详细建模过程）。 (1) 完成综合课程设计 (2) 用三维建模软件设计并绘制产品各部分结构 ,进行装配 (3) 编写课程设计论文一本，论文结构为：题目、摘要、关键词、中英文、 三、主要技术指标 1、 产品应设计使剃须刀头部进行 360旋转的旋
2、转结构，使剃须刀头部和剃须刀机身以 旋转配合连接。 2、 产品应结构设计合理，造型新颖独特，美观大方、实用时尚、赋予人性化设计。在充分考虑到生产工艺可行性的情况下进行突破性设计，要求体现操作 便利性、舒适性，贴合面部及颈部轮廓曲线，有良好的使用效果，便于清洁和携带。 3、 在构造曲面时要求线面光顺，曲面质量好，要随时检查所建曲面的状况和注意检查曲面是否光顺，是否扭曲，曲率变化情况等，以便及时修改。 4、 产品需要根据实际情况进行设计，满足消费者的使用习惯，要求产品具有前瞻性或市场价值，对产品的实用功能及材料方面进行创新设计。 四、进度和 要求 第 1 天 学习掌握产品设计的基本理论知识和用三维
3、建模软件进行产品结构设计的基本操作 , 资料检索，市场调查。 第 2 天 设想方案并做简要的分析，选择一个市场竞争力强的产品总体方案设计、论证方案的可行性。 第 3-5 天 完成功能设计，材料选择和结构设计，用三维建模软件进行产品结构的详细设计。 第 6-7 天 完善功能设计并绘制出产品二维结构图，三维实体图，编写论文。 第 8-9 天 整理设计材料，修改论文。 五、主要参考书及参考资料 (1) Pro/ENGINEER Wildfire2.0 零件设计高级篇 (上 )作者 :林清安 出版社 :清华大学出版社 设计 论文 (2) Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 零件设计高级
4、篇 (下 )作者 :林清安 出版社 :清华大学出版社 (3) Pro/Engineer 塑料产品设计作者 :骏毅科 出版社 :人民邮电出版社 (4) Pro/ENGINEER Wildfire2.0 零件设计基础篇 (上 )作者 :林清安 出版社 :清华大学出版社 (5) Pro/ENGINEER Wildfire2.0 零件设计基础 篇 (下 )作者 :林清安 出版社 :清华大学出版社 (6) UG NX5 设计基础培训教程作者 :洪如瑾 出版社 :清华大学出版社 (7) UG NX4 工业设计培训教程作者 :李开林 李颖晴 黄志强 编著 出版社 :清华大学出版社 (8) UG NX4.0
5、中文版曲面设计典型范例教程作者 :吴磊 出版社 :电子工业出版社 (9) UG NX4.0 三维造型设计应用范例作者 :付本国 张忠林 周家庆等编著 出版社 :清华大学出版社 (10) UG MX4 相关参数化设计培训教程作者 :赵波 陈向军编著 出版 社 :清华大学出版社 (11)人机工程学作者 :丁玉兰 出版社 :北京理工大学出版社 (12)工业设计方法学作者 :简召全 出版社 :北京理工大学出版社 (13)工业设计机械基础作者 :阮宝湘 出版社 :机械工业出版社 (14)仿生造型设计作者 :于帆 陈嬿 出版社 :华中科技大学出版社 (15)构思策划实现 :产品专题设计作者 :潘荣 李娟
6、出版社 :中国建筑工业出版社 (16)工业设计程序与方法作者 :鲁晓波 赵超 出版社 :清华大学出版社 (17)思维的再现 :工业设计视觉表现作者 :吴庆洲 出版社 :中国建筑工业出版社 (18)产品结构设计作者 :刘宝顺 出版社 :中国建筑工业出版社 (19)现代设计色彩教材丛书 工业设计色彩作者 :陆红阳 出版社 :广西美术出版社 (20)工业设计 -材料与加工手册 /设计初步丛书 作者 (美 )李乐山译 出版社 :中国水利水电出版社 学生 牛波 指导教师 田卫军 系主任 _ I 摘要 近年来，小家电在不断地渗透进我们的生活，在用细节改变着我们的生活品质，较之从前外观单调、性能单一的剃须刀
7、产品，今日剃须刀在高科技氛围下的它又呈现出了一番新天地：延长使用寿命，防漏水系统和自动安全全身水洗，安全可靠，人性化设计和自动清洗装置也令剃须刀更长久耐用。在外形上新款电动须刀好用又好看的流行风格。电剃须刀是我们生活常见的重要的生活工具之一。电动剃须刀作为现代工业的产物，为人们节省了许多时间，但它的刮胡彻底程度和给 人提供的享受却不如手动剃须刀。另外，用电动剃须刀刮胡时，轻贴轮面部即可，绝不是“越使劲越干净”。剃须刀的使用人群是男性，同时也分为老年，中年和青年。电动剃须刀按其工作特点可分为旋转式、网膜式二种，都是由七十年代的单头须刀发展而来。 本文主要介绍了电剃须刀的设计一般流程，同时针对某一
8、款电动剃须刀利用UG NX 软件对电剃须刀进行三维实体造型设计 ,并进行了虚拟装配， CAE 结构分析和产品渲染，最后，对关键部件进行了数控加工编程与仿真。通过此次综合课程设计，本人对工业产品的设计及软件应用有了较全面的了解，实际工程应 用能力得到了大幅度提高。 关键词： 电剃须刀， UG 建模，装配，加工， CAE II The design of electric shaver In recent years, small household electrical appliances in the continuously infiltrated into our life, chang
9、ing with the details in our life quality. Compared with previous monoton-ous appearance, performance of single razor razor products,today in the high-tech atmosph-ere, it presents a new world: to extend the service life; anti Water Leakage system andautomatic safety body wash, safe and reliable; hum
10、anized design and automatic cleaning device also makes the shaveris more durable. In appearance, the new electric shavers more popular curve, isflexible and lightweight; the appearance of the color is rich and changeful,comprehensive reflection of the electric shaver with popular style and good-look
11、ing.Electric razor is our common life of one of the important tool of life. Electric razor as a product of modern industry, save a lot of time for people, but its degree of shaving thoroughly and less to give people the enjoyment of a manual razor.In addition, shaving with an electric razor, light s
12、tick round face, is not “more and more clean“. The use of razor population are men, and at the same time also can be divided into old age, middle-aged and young. Electric shavers according to its working characteristics can be divided into rotary, retinal type two kinds, single head are made by the
13、seventy should knife. This paper mainly introduces the design of electric razor, mainly introduces the use of UG NX software for electric razor, 3-d entity modeling, assembly, CNC machining, CAE structure analysis and product rendering, thus improving the application technology for software and mech
14、anical design theory practice ability. KEY WORDS： electric razors, UG modeling, assembly,processing, CAE III 目 录 第 一 章 绪论 7 1.1 引言 8 1.2 家电行业规范 7 1.3 剃须刀简介 10 第 二 章 电剃须刀的建模 12 2. 1 结构标准设计说明 14 2. 2 前后、板的建模 15 2.3 刀头的建模 1 9 2 . 4 网 罩 的 建模 2 0 2. 5 其他零件的建模 22 第 三 章 电剃须刀的装配 24 3.1 组件装配及效果 24 3.2 爆炸图效果
15、27 3.3 装配工程图 27 第 四 章 关键部件的有限元分析 29 4.1 后板的静力分析 29 4.2 按钮的静力 分析 34 4.3 CAE 计算结果及处理 35 第 五 章 关键部分零件的加工 37 5 .1 后板的加工 3 7 第 六 章 电剃须刀的渲染 40 第 七 章 全文总结 4 1 参考文献 42 致 谢 43课程 设计 总 结 44附 录 46 1 第一章 绪论 1.1 引言 UG 软件自从 1990国的航空、汽车、模具、家电等领域得到广泛的应用。尤其 UG 软件 PC 版本的推出为 UG 在我国的普及起到了良好的推动作用，随着 CAD/CAM、数控加工及快速成型等先进制
16、造技术的不断发展，以及这些技术在模具行业中的普及应用，模具设计与制造领域正发生着一场深刻的技术革命，传统的二维设计及模拟量加工方式正逐步被基于产品三维数字化定义的数字化制造方式取代。逐步掌握三维CAD/CAM 软件的使用，并用于模具的数字化设计与制造，这就是关键。 电剃须刀是一种常用的生活用具，它和传统剃须刀的区别在于：传统刮胡刀刮胡时需要先将胡子用温水泡软才好刮，电剃须刀胡子干燥发硬才好剃。一个是利用刀片 的锋利将胡子从脸面上刮下来，一个是胡子插入剃刀网孔通过运动的刀具与网罩的剪力将胡须剪断，高性能质量的电动剃须刀，剃须后与传统刮胡刀一样干净，并且安全方便。 图 1-1 电动剃须刀品牌种类
17、1.2 家电行业规范 1.职责和资源 工厂应规定与质量活动有关的各类人员的职责及相互关系，且工厂应在组织2 内指定一名具有充分的能 力胜任质量工作的质量负责人，无论该成员在其他方面的职责如何，应具有以下方面的职责和权限： a）负责建立满足本文件要求的质量体系，并确保其实施和保持； b）确保加贴该 认证标志的产品符合认证标准要求； c）建立文件化的程序，确保认证标志妥善保管和使用； d）建立文件化的程序，确保不合格品和获证产品变更后未经认证机构确认，不加贴标志。 工厂应配备必要的生产设备和检验设备以满足稳定生产符合自愿认证标准的产品要求；应配备相应的 人力资源，确保从事对产品质量有影响的工作人员
18、具备必要的能力；建立并保持适宜产品生产、检验、试 验、储存等必要的环境。 2.文件和记录 工厂应建立文件化的认证产品的质量计划或类似文件，以及为确保产品质量的相关过程有效运作和控 制所需要的文件。质量计划应包括 产品设计目的、实现过程、检验及有关资源的规定，以及产品获证后对获证产品的变更（标准、工艺、关键材料等）、标志的使用管理等规定。 产品设计标准或规范应是质量计划的一个内容，其要求应不低于有关该产品的认证标准要求 。工厂应建立并保持文件化的程序以对本文件要求的文件和资料进行有效的控制。这些控制应确保： a) 发布前和更改应由授权人批准，以确保其适宜性； b) 文件的修改和修订状态得到识别，
19、防止作废文件的非预期使用； c) 确保在使用处可获得相应文件的有效版本。工厂应建立并保持质量记录的标识、储存、保管和处理的文 件化程序，质量记录应清晰、完整以作为 产品符合规定要求的证据。质量记录应有适当的保存期限。工厂应建立并保持获证产品的档案。档案内容至少应包含证书、试验报告、工厂检查报告、获证产品 变更的申请和批准资料等。 3. 采购和进货检验 供应商的控制：工厂应制定对关键原材料供应商的选择、评定和日常管理的程序，以确保供应商具有保证生产关键原材料满足要求的能力。工厂应保存对供应商的选择评价和日常管理的记录。关键原材料的检验 /验证，工厂应建立并保持对供应商提供的原材料的检验或验证的程
20、序及定期确认检验程序，以确保满足认证所 规定的要求。关键原材料的检验可由工厂进行，也可以由供应商完成。当由供应商检验时，工厂应对供应商提出明 确的检验要求。工厂应保存关键原材料的检验验证记录、确认检验记录及供应商提供的合格证明及有关检验数据等。 4. 生产过程控制和过程检验 工厂应对关键生产工序进行识别，关键工序操作人员应具备相应的能力，如果该工序没有文件规定就不能保证产品质量时，则应制定相应的工艺文件、作业指导书，使生产过程受控。产品生产过程中如对环境条件有要求，工厂应保证工作环境满足规定的要求。可行时，工厂应对适宜的过程参数和产品 特性进行监控。 工厂应建立并保持对生产设备进行维护保养的制
21、度。工厂应在生产的适当阶段对3 产品进行检查，以确保产品及原材料与认证样品一致。 5. 例行检验和确认检验 工厂应制定并保持文件化的例行检验和确认检验程序，以验证产品满足规定的要求。检验程序中应包 括检验项目、内容、方法、判定等，并应保存检验记录。具体的例行检验和确认检验要求应满足相应产品的认证规则的要求执行。例行检验是在生产的最终阶段对生产线上的产品进行的 100%检验，通常检验后，除包装和加贴标签外，不再进一步加工。确认检验是为验证产品持续符合标准要求进行的抽样检验。 6. 检验试验仪器设备 校准和检定用于确定所生产的产品符合规定要求的检验和试验的设备应按规定的周期进行校准或检定。校准或检
22、定应溯源至国家或国际基准。对自行校准的仪器设备，应规定校准方法、验收准则和校准周期等。设备的校准状态应能被使用及管理人员方便识别。应保存设备的校准记录。运行检查对用于例行检验和确认检验的设备，除应进行日常操作检查外，还应进行运行检查。当发现运行检查 结果不能满足规定要求时，应能追溯至已检测过的产品。必要时，应对这些产品重新进行检测。应规定操作人员在发现设备功能失效时所 需要采取的措施。运行检查结果及采取的调整等措施应记录。 7. 不合格品的控制 工厂应建立不合格品控制程序，内容应包括不合格的标识方法、隔离和处置及采取的纠正、预防措施。经返修、返工后的产品应重新检测。对重要部件返修应作相应记录，
23、应保存对不合格品的处置记录。 8. 内部质量审核 工厂应建立文件化的内部质量审核程序，确保质量体系的有效性和认证产品的一致性，并记录内部审核结果。对工厂的投诉尤其是对产品不符合标准要求的投诉，应保存记录，并作为内部质量审核的信息输入。对内部审核中发现的问题，应采取纠正和预防措施，并 进行记录。 9. 认证产品的一致性 工厂应对批量生产产品与型式试验合格产品的一致性进行控制，以使认证产品持续符合规定的要求。工厂应建立关键原材料、结构等影响产品符合要求的因素的变更控制程序，认证产品的变更（可能影响与相关标准的符合性或型式试验样品的一致性）在实施前应向认证机构申报并获得批准后方可执行。 10.包装、
24、搬运和储存 工厂所进行的任何包装、搬运操作和储存环境应不影响产品符合规定标准。 1.3 剃须刀简介 1.电剃须刀的介绍 4 电动剃须刀于 1939 年发明，虽然体积较大 ,但胜在使用安全方便 ,而且剃须过程相当舒适 ,尽管有些用户表示有些电动剃须刀有剃不干净的问题 ,但这个问题随着电动剃须刀制造技术的不断提高 ,情况已经日渐好转。 电动剃须刀主要由外壳 (包括电池盒 )、电动机（或电磁铁）、网罩（包括外刀片，固定刀）、内刀片（可动刀）和内刀刀架组成。外壳多用塑料，网罩采用不锈钢，内刀片多用碳素钢制成。电动剃须刀的工作原理实质上是剪切原理。内刀片和网罩内表面密切配合，胡须和毛发从网罩外面伸入其孔
25、槽内，内刀片高速旋转或往复动作，与网罩形成相对运动，从而将伸入的胡须和毛发剪切掉。 带电推剪式电动剃须刀主要由两部分组成，一 部分是旋转式剃刀 ,供剃削短胡须用；另一部分是电推剪 ,供剪削较长的胡须和鬓发使用。利用转换扳手使离合器脱离旋转式剃刀而与电推剪啮合，通过离合器的偏心轴把电动机的旋转运动变为往复运动，从而带动电推剪动作。 双头式电动剃须刀由电动机通过联轴器和齿轮，带动两个剃刀旋转。剃刀可按不同脸型和部位而调整剃须角度，以增大剃削面积。由于电动机同时带动两个可动刀旋转，负载较大所以需选用较大功率的机型。 目前电须刀采用的剃须系统主要有两种：网膜式和旋转式。从运动原理上讲，前者是通过刀头左
26、右往复运动，剃掉胡须，由于刀头在往复运动中 不断加速、减速，使用时震动和噪声较大；旋转式剃须系统呈中央旋转运作，圆周运动能连续不断的进行单向切剃胡须，不仅使剃须更干净彻底，不会对胡须拉扯而产生不适，而且操用宁静无震动，剃得更舒适服贴。另外，电须刀是否具有浮动刀头、贴面调校等功能也是选择时应注意的。现在市场上日威、飞利浦、吉列博朗、飞科、松下等品牌都有各种型号、规格的电须刀可供选择，相信总有一款适合您。 2.电剃须刀技术发展趋势： 1、刀网技术。刀网是电动剃须刀的核心部件 ,决定着电动剃须刀的锋利度、舒适度等。决定刀网性能的因素中 ,刀网材料影响最大 ,刀 网加工制造水平影响其次。在刀网材料方面
27、 ,对皮肤刺激小、硬度高、耐磨的材料将是未来选择的重点。在刀网加工工艺方面 ,选择高水准的热处理设备和先进工艺流程将成为厂商关注的重点 ;在刀网设计方面 ,弧面刀网、“ S”型刀网的三环或多环旋转式剃须刀会是未来主要发展趋势之一。 2、电机技术。电机转速直接影响了电动剃须刀的使用效果 ,电机也是改善电动剃须刀性能的重要方向 ,高转速、低噪音的电机将广泛使用在未来的产品中。 3、电池技术。电动剃须刀充电电池包括镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等。目前镍镉电池价格低 ,环保性能差 ,将逐渐被淘 汰 ;镍氢电池的能量密度和循环寿命明显较低 ,价格优势较小 ;在未来的发展中 ,电量密度高、体积小、安全系数高及容量大的锂离子电池将逐渐取代传统的镍镉电池、镍氢电池。
