鼠标外壳造型设计

word毕 业 设 计论 文题目 基于CAD/CAM鼠标外壳造型的设计系 别 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师 完成时间 闽南理工学院教务处制二0一0年六月一日目 录引言11、鼠标简介12鼠标的接口类型 221.4 三键鼠标的结构2221.7功能选择 332、鼠标外壳设计3创建鼠标基体5创建鼠标基体顶面的剖面圆顶面52.3 创建鼠标基体的拔模特征和主要圆角特征72.4 创建鼠标的三个按键凹槽82.5 将抽成薄壳102.6 分割鼠标按键局部112.7 创建鼠标上下盖结合处的唇特征142.8 创建用于连接的突台152.9 保存零件模型183、创建鼠标三键模型193.1 打开鼠标按键局部模型左键203.2 分割按键局部203.3 创建偏移特征203.4 鼠标的右键、中键创建20完毕语21参考文献22致谢23引 言此次设计的鼠标上盖主要是三键光电式鼠标，如何设计3键鼠标，首先创建鼠标上盖和鼠标左、中、右三个按键，最后在Pro/ENGINEER Wildfire 的装配模块中完成鼠标上盖和三个按键的装配。主要是鼠标上盖与三个按键的造型方法。在比例中，将用到多种复杂的造型方法，重点是将在主体造型过程中用到变截面扫描特征、剖面圆顶与唇特征等高级特征。Pro/Engineer的功能包括参数化功能定义、实体零件与组装造型，三维上色实体等三维造型还可移动，放大或缩小和旋转。Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋Ribs、槽Slots、倒角Chamfers和抽空Shells等采用Pro/Engineer建立形体，更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。Pro/Engineer能够交互地建立 和修改特征。通过鼠标点击和拖动，就能够快速地建立和修改倒圆角、加料和减料。通过点击和拖动特征剖面、直接在屏幕上编辑尺寸值，就可以做出改变。“鼠标的标准称呼应该是“鼠标器，英文名“Mouse，它从出现到现在已经有38年的历史了。鼠标的使用是为了使计算机的操作更加简便，来代替键盘那繁琐的指令。计算机最早使用的标准输入设备是“键盘，用它打字确实不错，所以也沿用至今。不过因为键盘有局限性，所以鼠标诞生了！最早的鼠标诞生于1968年的美国，当时并不算什么轰动的发明，也没有很快推广。后来鼠标的成功很大程度上归功于图形界面的广泛应用，为了得到更友好的人机界面，光是输入一排排文字不行了，连续输入命令也显得不方便了。于是鼠标能在画面上方便定位与选择的优势使它很快成为图形操作系统的伴侣。随着计算机的广泛应用和图形操作系统的快速推广，鼠标跑遍世界各地，可以算是最普与的计算机输入设备之一了。鼠标按其工作原理的不同可以分为机械鼠标和光电鼠标；按外形分为两键鼠标、三键鼠标、滚轴鼠标和感应鼠标；此外还有无线鼠标和3D鼠标等。鼠标按接口类型可分为串行鼠标、PS/2鼠标、总线鼠标、USB鼠标多为光电鼠标四种。串行鼠标是通过串行口与计算机相连，有9针接口和25针接口两种；PS/2鼠标通过一个六针微型DIN接口与计算机相连，它与键盘的接口非常相似，使用时注意区分；总线鼠标的接口在总线接口卡上；USB鼠标通过一个USB接口，直接插在计算机的USB口上。光电鼠标是指通过发光二极管 LED 和光敏管协作来测量鼠标的位移，一般需要一块专用的光电板将 LED 发出的光束局部反射到光敏接收管，形成上下电平交织的脉冲信号。这种结构可以做出分辨率较高的鼠标，而且由于接触部件较少，鼠标的可靠性大大增强，适用于对精度要求较高的场合。1.4 三键鼠标的结构在原有的左右两键当中增加了第三键“中键。一开始大家似乎不太喜欢三键鼠标，这个键也没能被重用。直到Windosw98推出后才增强了中键的作用，另外很多软件也经常使用到“中键，特别是绘图软件、三维射击游戏以与上网浏览时鼠标中键确实使操作事半功倍。鼠标的外形可谓变化多端，反正握在手里舒适就可以，这也是评价鼠标优劣的标准之一手感。长期使用手感不适宜的鼠标、键盘等设备，可能会引起上肢的一些综合病症。因此长时间使用鼠标，就应该注意鼠标的手感。好的鼠标应是根据人体工程学原理设计的外型，手握鼠标时应感觉轻松、舒适且与手掌面贴合，按键轻松而有弹性，屏幕指针定位准确。 造型漂亮、美观的鼠标能给人带来愉悦的感觉，有益于人的心理健康，从这个角度讲，其中有一种“绿色的含义。另外，如果鼠标外形能让人“爱不释手，也能提高操作者或孩子学习电脑的兴趣。 一般的用户使用标准的二键或三键鼠标就足够了。对于经常进展如CAD设计、三维图像处理、玩游戏等的用户，如此最好选择专业光电鼠标或者多键 、带滚轮可定义宏命令的鼠标。这种高级鼠标可以带来操作的高效率。广义地说，一个“好的鼠标应该是外形美观、按键干脆、手感舒适、定位准确、辅助功能强大、服务完善、价格合理。当然鼠标也会经常出现故障，常见故障有如下几种：移动不灵活、某个方向上失灵、按键不起作用以与计算机不认鼠标等几种情况。1移动不灵活 移动不灵活是指鼠标移动时，屏幕上对应的指针不跟随移动。一般情况下为大幅度移动鼠标时，光标能正常移动，但小幅度移动鼠标时，光标多半不能移动。鼠标大幅度移动时工作正常，而小幅度移动时工作不正常，说明鼠标安装正常，电路工作也正常，故障原因是橡皮小球不能有效地带动光栅盘转动。这是橡胶小球、左右轴、前后轴与支撑轮太脏，引起转动不灵活所致。这是鼠标最易发生的故障。 2在某个方向上失灵 鼠标只在一个方向上移动，而另一个方向不起作用，说明有一个方向上的滚轴没有转动，或相应的一组发光二极管与光敏三极管至少有一个损坏。3按键不起作用 按键不起作用，一般为微动开关损坏。在鼠标故障中，微动开关的损坏率是比拟高的，仅次于鼠标移动不灵活故障，特别是左按键下面的微动开关由于使用频繁，很容易损坏。 4计算机不认鼠标 计算机不认鼠标是指鼠标的所有操作均不起作用。计算机不认鼠标的原因很多，有可能是软件的原因，也可能是硬件的原因。软件原因包括计算机有病毒、没有正确安装鼠标驱动程序、应用软件与鼠标驱动程序发生冲突等多种情况。2、鼠标外壳造型设计 鼠标上盖组装图11鼠标上盖的创建是鼠标模型中重要的一步,因为鼠标三个按键将从上盖中别离出来.鼠标上盖的创建过程大致如下:(1) 创建鼠标根本特征,如图12所示。(2)创建鼠标顶部的曲面,如图13所示。 基体拉伸图12 顶部曲面图133创建鼠标侧面拔模特征和鼠标的主要圆角,如图14所示。(4)以可变截面扫描的方式创建鼠标按键的三个凹槽,如图15所示。 拔模和圆角图14 按键的三个凹槽图15(5)将鼠标做成薄壳,如图16所示。(6)分割鼠标按键局部,如图17所示。 薄壳图16 鼠标按键分割局部图17(7)创建上下盖结合处的唇特征,如图18所示。(8)创建突台,如图19所示。唇图18 突台图192.1 创建鼠标基体按图110所示的草图修改尺寸，输入拉伸深度27，完成拉伸创建如图111所示。 基体草绘图110 拉伸图1112.2 创建鼠标基体顶面的剖面圆顶面1选择【插入】【高级】【剖面圆顶】命令，系统弹出菜单管理器。在菜单管理器【选项】面板中选择【扫描】、【一个轮廓】选项，单击【完成】。系统提示选择将被取代的面，选择鼠标基体顶面。如图112所示。选取圆顶面图1122绘制轮廓线 单击草绘工具栏上的圆弧按钮，绘制一段圆弧作为轮廓，圆弧的两个端点对齐至左右边界，圆弧与顶边相切。双击圆弧半径数字，修改半径为200。如图113所示。 草绘轮廓线图1133绘制剖面单击草绘工具栏上的圆弧按钮，绘制一段圆弧作为剖面圆顶的剖面，圆弧的两个端点对齐至左右边界，圆弧与顶边相切，如图114所示；双击圆弧半径数字，修改半径为100，完成的剖面圆顶如图115所示。草绘圆顶图114 剖面图1152.3 创建鼠标基体的拔模特征和主要圆角特征1创建拔模特征单击工具栏上的拔模按钮，弹出拔模特征操控板。系统提示选择要拔模的面，选择鼠标基体四周的直立面，如图116所示。选取拔模面图116系统提示选择拔模枢轴平面，选择TOP平面为拔模枢轴平面。选择拔模拉伸方向，选择TOP平面为拔模拉伸方向平面。输入拔模角度2，更改角度方向。完成的拔模特征如图117所示。拔模图1172创建鼠标基体的主要圆角特征首先创建第一组圆角特征。设置圆角半径。单击【设置】按钮弹出【设置】面板，单击【设置1】，在下面的【半径】文本框中输入10，按回车键。用同样的方法设置【设置2】：10，【设置3】：15，【设置4】：15。完成的圆角特征如图118所示。第一组圆角图118接下来创建第二组圆角特征。在#栏中的1上右击，弹出快捷菜单，选择【添加半径】，重复右击，增加3组半径值，增加的4组半径值分别为：8，10，12，6。再在下面的下拉列表框中选择【参照】选项。分别设置4个圆角半径对应的点,完成的倒圆角特征如图119所示。 第二组圆角图1192.4 创建鼠标的三个按键凹槽1创建扫描轨迹线在菜单栏上选择【插入】【模型基准】【草绘曲线】命令，弹出【草绘基准曲线】对话框。单击草绘工具栏上的绘制直线按钮，绘制一条倾斜的直线。单击修改尺寸按钮，按图120所示修改草图尺寸。完成扫描轨迹线如图121所示。草绘曲线图120 曲线图1212以可变剖面扫描切削的方式创建第一个按键凹槽选择步骤1创建的曲线为扫描轨迹线。以实体的方式和切削材料的方式扫描，其他保持系统缺省值不变。创建好的第一个鼠标按键凹槽的如图122所示。 中键凹槽图1223隐藏扫描轨迹线单击主工具栏上的设置图层按钮，在模型树的位置系统显示【层】结构树，在空白处右击弹出快捷菜单，选择【新建层】命令。此时系统弹出【层属性】对话框，更改系统自动给出的层名LAY0001，给出新的层名：Curve，单击【确定】按钮完成层的创建。在绘图区单击选择基准曲线，此时在【容】选项卡上显示出选择项目的信息。在【层】结构树中右击刚刚创建的Curve层，在弹出的快捷菜单中选择【遮蔽层】命令，隐藏层容。单击主工具栏上的重画当前视图按钮刷新绘图区，可以看到基准曲线消失。再次单击主工具栏上的层按钮，又切换到模型树状态。4以复制的方式创建另外两个按键凹槽以复制的方式创建第二、三个按键凹槽选择【编辑】【特征操作】命令，弹出菜单管理器【特征】面板。在菜单管理器中依次选择【复制】【移动】/【独立】/【完成】，在绘图区选择第一个按键凹槽，或者在模型树中选择对应特征。在【选取特征】面板中单击【完成】，在【移动特征】面板中选择【平移】，在【选取方向】面板中选择【平面】，在模型树中单击FRONT平面，在弹出的方向面板中单击【正向】红色箭头方向指向屏幕外，输入偏距距离值。单击【】按钮，在【移动特征】面板中单击【完成移动】，在接下来的【组可变尺寸】面板中单击【完成】，得到凹槽如图123所示, 图124所示。右键凹槽图123 左键凹槽图1245创建凹槽的圆角在菜单栏中选择【插入】【圆角】命令， 输入圆角半径值2。单击凹槽边为要倒角的边。创建圆角特征后的鼠标模型，如图125所示。三键倒圆图1251设置观察鼠标底面的视角单击工具栏上的重新定位视图按钮，弹出【方向】对话框，在【类型】下面的下拉列表框中选择【动态定向】命令，在【旋转】选项中单击【使用旋转中心轴旋转】按钮，在旋转轴X后面输入旋转角度180，按回车键。在【已保存的视图】面板中的【名称】文本框中输入视图名称：bottom_3d，单击【保存】按钮，并单击【确定】按钮关闭对话框。创建抽壳特征单击窗口右边工具栏中的抽壳按钮，弹出抽壳特征操控板，在【厚度】文本框中输入抽壳厚度2。单击底部平面为要删除的面，如图126所示的平面，选中的面系统以网状显示。完成抽壳特征后的鼠标模型如图127所示。选取删除面图126 抽壳图1271创建第一个拉伸曲面修改矩形位置与尺寸，如图128所示。 草绘拉伸面图128输入拉伸深度30，完成拉伸曲面的创建,如图129所示。 拉伸曲面图1292创建第二个拉伸曲面单击绘制圆弧的按钮，绘制一段圆弧，圆弧的端点分别对齐至边界。单击修改尺寸按钮，按图130所示的草图修改尺寸。草绘拉伸面图130输入拉伸深度100，单击按钮【拉伸为曲面】使草图作为曲面拉伸，如图131所示。拉伸曲面图1313合并曲面在模型树中选择刚刚创建的两个曲面，此时在【编辑】菜单中的【合并】命令和工具栏的曲面合并工具处于可使用状态。选择【编辑】【合并】命令，系统弹出曲面合并操控板。更改两个曲面要保存的一侧如图132所示，完成曲面的合并,此时的模型效果，如图133所示。选取合并面图132 合并曲面图1334使用合并的曲面分割鼠标模型单击上步合并得到的合并曲面，此时【编辑】菜单【实体化】命令加亮显示，呈可用状态。选择【编辑】【实体化】命令，系统弹出实体化操控板。更改要删除实体的方位。单击【】按钮，完成曲面来分割鼠标实体。如图134所示, 图135所示。鼠标上盖分割图134 鼠标上盖分割图135保存按键局部模型，输入新文件名：Key_base,以备后面制作三个按键之用。保存鼠标上部模型，输入新文件名：Mouse_Top。2.7 创建鼠标上下盖结合处的唇特征选择【插入】【高级】【唇】命令，在菜单管理器【边选取】面板中选择【链】命令，在绘图区选择侧边界为唇特征要附着的边，选中的边系统以高亮显示。在【边选取】面板中单击【完成】，系统提示选择要偏移的面，在绘图区选择如图136所示的平面。输入偏距值：2，单击【】按钮。输入从边到拔模曲面的距离值：1，单击【】按钮。选择拔模参考平面，选择鼠标的底面为拔模参考面。输入拔模角：1，单击【】按钮，完成唇特征的创建。完成唇特征如图137所示。选取偏移图136 唇图1372.8 创建用于连接的突台1新建基准平面单击工具栏上的【基准平面工具】按钮，系统弹出【基准平面】对话框。选择TOP平面为参考面，输入偏移距离2，单击【确定】按钮完成基准平面DTM1的创建。2创建拉伸特征选择【插入】【拉伸】命令，在窗口底部弹出拉伸特征操控板。绘制一个圆,单击修改尺寸按钮，按图138所示修改圆心位置和圆的直径尺寸, 完成拉伸特征的创建，如图139所示。突台草绘图138 突台拉伸图1393创建打孔特征选择【插入】【孔】命令，系统在窗口底部弹出打孔特征操控板。输入孔直径2，设置钻孔深度为7。系统提示选择钻孔面，选择突台的顶面为钻孔面。如图140所示。 选取钻孔面图140单击【放置】按钮，在弹出的面板中选择孔的放置方式为【同轴】。单击主工具栏上的【基准轴开/关】按钮，显示轴线，在【次参照】栏中单击一下，然后在绘图区选择圆柱突台的轴线。单击【】按钮完成打孔特征的创建，单击【基准轴开/关】按钮关闭轴线显示，完成的孔如图141所示。孔图1414创建拔模特征单击工具栏上的【拔模工具】按钮，弹出拨模特征操控板。系统提示选择要拔模的面，选择圆柱突台的外圆柱面，如图142所示。选取拔模面图142用鼠标单击激活【拔模枢轴】框，选择圆柱突台的顶面为拔模枢轴平面，如图143所示。选取拔模枢轴面图143选择拔模拉伸方向,选择与拔模枢轴平面完全一样的平面为拔模拉伸方向平面。输入拔模角度2，单击【反转角度以添加或去除材料】按钮更改角度方向。单击【】按钮完成拔模特征的创建，完成的拔模特征如图144所示。拔模图1445以镜像的方式创建第二个突台选择【编辑】【特征操作】命令，弹出菜单管理器【特征】面板。在菜单管理器中依次选择【复制】【镜像】/【选取】/【独立】/【完成】，在绘图区或者在模型树中选择对应突台特征。在【选取特征】面板中单击【完成】，在模型树中单击FRONT平面为镜像平面，在【特征】面板中单击【完成】完成镜像特征的操作，镜像得到的第二个突台如图145所示。 镜像图1456创建基准轴，供以后装配用单击工具栏上的【基准轴工具】按钮，系统弹出【基准轴】对话框。在对话框【参照】框中单击一下，将其激活，然后在绘图区选择TOP平面。【参照】框中出现TOP：F2基准平面，在后面约束方式选择【法向】。在【偏移参照】框中单击一下，在绘图区分别选择FRONT平面和RIGHT平面。【偏移参照】框中出现FRONT：F3基准平面和RIGHT：F1基准平面，在RIGHT：F1基准平面后输入偏移值20。单击【确定】按钮，完成基准轴线的创建。如图146所示。基准轴图1462.9 保存零件模型选择【文件】【保存】命令，输入文件名：ms，完成文件的保存。至此，鼠标上盖模型创建完毕。3、创建鼠标三键模型3.1 打开鼠标按键局部模型左键选择【文件】【打开】命令，在【文件打开】对话框中选择以前保存的文件：Key_base。选择以前分割的鼠标按键局部模型。3.2 分割按键局部1选择【插入】【拉伸】命令，在窗口底部弹出拉伸特征操控板。2使用草绘工具栏上的绘制矩形按钮，在绘图区绘制一个矩形，尺寸如图147所示。草绘拉伸面图1473选择拉伸方式为拉伸至与所有的面相交。4单击按下切除材料按钮，此时系统用黄色箭头指示要切除材料的局部，单击【去除材料】按钮后的【将材料的拉伸方向更改为草绘的另一侧】改变黄色箭头指向，使黄色箭头指向矩形框，其他保持系统缺省值。5单击【】按钮完成按键局部的分割。3.3 创建偏移特征1单击选择鼠标按键的端部平面。2选择【编辑】【偏移】命令，窗口底部弹出偏移特征操控板。3在控制区输入偏移值0.5，单击【更改方向】按钮改变偏移的方向。4选择偏移方式为【展开】，其他保存缺省值。单击【】按钮完成偏移特征的创建。创建好偏移特征的按键模型如图148所示。左键图1485选择【文件】【保存副本】命令，输入新文件名：ms_left，完成鼠标左键的创建。3.4 鼠标的右键、中键创建鼠标的右键、中键创建方式与左键根本一致，创建完成后的鼠标右、中键如图149、图150所示.右键图149 中键图150完毕语这次毕业设计是对我们大学三年来所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练；通过这次毕业设计，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的根底，在我们以后的工作中将产生重要的作用。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位教师给予指教。参考文献1黄圣杰.Pro/ENGINEER 高级应用开发实例J.电子工业,2002,10：54,23(8)：773王杰强.Pro/ENGINEER Wildfire造型设计J.科海电子.2004, (10):22-235方瑞.Pro/ENGINEER Wildfire 产品造型实例应用教程.电子工业.2005,(3)6周四新.Pro/ENGINEER Wildfire实用设计实例.清华大学.2005,(4)致 谢本毕业论文能够得以顺利完成，是所有曾经指导过我的教师，帮助过我的同学，一直支持着我的家人对我的教导、帮助和鼓励的结果。我要在这里对他们表示深深的谢意！ 首先要特别感谢我的指导教师。教师在我毕业论文的撰写过程中，给我提供了极大的帮助和指导。从开始选题到中期修正，再到最终定稿，教师给我提供了许多宝贵建议。 其次要感谢闽南理工学院所有曾经为专业任课的教师，教师们教会我的不仅仅是专业知识，更多的是对待学习、对待生活的态度。23 / 24