灌装阀阀体参数化开题报告

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1. 研究目的与意义

酱油灌装生产线的核心结构是酱油灌装机，而酱油灌装机的核心装置是酱油灌装阀，其结构设计的合理性，直接影响着灌装精度的高低。灌装阀的设计要点是要保证灌装后的液体不起泡、液面一致，提高灌装精度。在设计中，阀芯的结构将直接影响灌装阀的灌装精度。一个高效率高精度的灌装阀可以为一个灌装长带带来强大的活力，灌装阀的设计需要了解灌装生产工艺的各项要求，且设计到不少专业知识。传统的设计与制造方法，步骤复杂、成本高。因此，本课题尝试采用计算机辅助技术来进行参数化设计。了解计算机辅助设计在机械产品设计过程中的作用，掌握基本的设计过程及方法；通过对实际产品中流场分析，学习阀体结构参数化的基本原理和理论。本次毕业设计我将以SolidWorks为平台，通过尺寸驱动实现灌装阀阀体的参数化设计。在现代灌装厂中，灌装机和灌装阀已经成为了一个厂的命脉。随着设计的发展，生活水准的提高，灌装技术在未来必将发挥重大作用。

2. 国内外研究现状分析

随着技术的创新，科学进步，人们生活水平的不断提高，然而人民的生活习惯也在不断与时俱进，与此同时也在使得人们对于产品的质量有了更加严格的要求。十九世纪末二十世纪初以前，通常使用水罐、水杓进行人工灌装或直接将容器浸入液料中进行灌装，此种方法不仅人工成本高，效率低下同时卫生质量方面也存在严重的缺陷。而人们的日常生活中像需要灌装后使用的液态生活必需品占用非常之大的比例。大约在1880年美国一Horix、Kiefer和U.SBottLers为主的几家公司开始着手于研究容器灌装的机械装置。世界第一台用于商业行业的灌装机是由Kiefer公司制造；1920年Horix公司首次制造出了重力灌装机。这家公司至今任在生产灌装机，这几家公司于20世纪初着手于研究回转式灌装机，其中纯真空灌装机是由U.S公司制造的，我国在解放前几乎没有灌装机械，灌装生产绝大部分处于手工操作，非常落后。70年代初，北京、

上海、江苏、深圳等地引进三十多条灌装线，其中有西德Seitz厂产品、意大利Simonazi公司、美国Merer公司、日本三菱公司，另外还有许多罗马尼亚灌装线。随后，我国许多家仿制了不少灌装线，初步解决了灌装生产的落后面貌，但我国的灌装机械的发展与国际上先进的水平差距仍然很大。为此，我国应根据自己的国情，吸收国外的先进技术，设计和生产具有先进水平的灌装机，其发展趋势向高效化、自动化、节能化发展，力图采用新技术、新材料，如计算机辅助设计，微机控制等，开创一代新型灌装机。灌装阀作为灌装机的重要组成部分，决定着一台灌装机的性能和整条灌装生产线的效率，在我国灌装阀无论从质量还是外观上都与发达国家有很大差距，造成产品差的原因在于采用的设计理论，设计手段与设计方法，制造技术，检测手段的落后，另外，国内配套设备的基础件不稳定，对产品质量也有较大的影响，而我国包装行业在飞速发展，急需对现有的阀进行改进和创新。传统的产品设计方法大多是模仿或是经验设计，这种自上而下的串行作业设计、开发过程、往往会造成产品开发过程中出现反复，是产品周期长、成本增加。同时，这种设计方法很大程度上依赖于技术人员的经验和知识积累，在人才流动频繁的现代化社会，这种存才于人脑中的主观知识库，往往是制约产品深入开发的主要因素。把人工智能技术化与优化设计、有限元、计算机绘图等各种技术结合起来，尽可能多使用计算机参与方案决策、结构设计、性能分析、图形处理等设计全过程，是现代设计技术的主要标志。

3. 研究的基本内容与计划

参数化设计，也叫尺寸驱动，是技术在实际应用中提出的课题，它不仅可使系统具有交互式绘图功能，还具有自动绘图的功能。所谓参数化设计即是在设计中产品的结构形式是确定的，它需要根据某些具体的条件和具体的参数来决定产品某种结构形式的结构参数，从而设计出不同规格的产品。而本次我的课题的主要任务是进行solidworks的灌装阀参数化设计。

参数化设计有一种参数驱动机制，参数驱动机制是基于对图形数据的操作。通过参数驱动机制，可以对图形的几何数据进行参数化修改，但是在修改的同时，还要满足图形的约束条件，需要约束间关联性的驱动手段来约束联动，约束联动是通过约束间的关系实现的驱动方法。对一个图形，可能约束十分复杂，而且数量很大，而实际由用户控制的，即能够独立变化的参数一般只有几个，称之为主参数或主约束；其它约束可由图形结构特征确定或与主约束有确定关系，称它们为次约束。对主约束是不能简化的，对次约束的简化有图形特征联动和相关参数联动两种方式。

我需要做的主要是图库的开发。系统开发的第一步是建立标准灌装阀三维模型库包括所有零件模型和装配体模型。根据灌装阀生产企业提供的灌装阀产品目录选择了两种常用的模型在中进行三维建模，具体要求如下：

4. 研究创新点

与大多数的参数化建模不同，利用的并不是常用的cad/cam或者proe进行建模，而是相对较少的solidworks。

对一个模型进行参数化需要用若干组数据对模型进行重建，在重建的过程中来完善参数化的数据及赋值过程。因此，利用参数是模型重建的基础，模型重建是参数化过程中不可缺少的合理性验证步骤。

要得到合理的数据进行参数化建模，就必须在参数化的过程中遵循以下原则：首先，不同部件中同一个参数只须定义一次。例如，灌装阀的偏心参数在建模的许多草图中出现，我们不用逐一地对其进行定义，只在参数化管理器中定义一个参数，而其它的关系在赋值关系中体现就可以了；其次，尽可能的使用赋值关系来对参数进行定义从而减少被参数化数据的数量。例如，模型的生成过程中有很多尺寸是等值的，并且随着模型同等变化的，或者有些尺寸之间不是等值的而是存在着某种关系能用己参数化的数据进行表示的，这些都选择在赋值关系中进行；最后，为了说明某些尺寸之间的关系还可以适当地引入一些在建模的草图中体现不出来而在二维图纸中出现的参量。