thx700瓶塞本体与上盖嵌合强度检具设计
【摘要】课题选取THX-700水壶产品的瓶塞，该课题研究了THX700瓶塞专用检具的设计，了解瓶塞产品结构和分析检测内容。本文简要介绍检具设计的目的，根据检测需要确定设计思路，通过具体的设计草图进行论证设计思路的正确性。运用AutoCAD 软件对设计进行模型构造和图纸绘制并进行加工。实际设计过程当中解决所遇到的问题，加强对设计行业的一定了解。
目录
引言 1
一、 课题介绍 2
（一）THX700瓶塞 3
（二）产品检测内容和目的 3
（三）检具设计的目的 3
二、 检具设计过程 2
（一）检具设计的思路 3
（二）固定座设计 3
（三）辅助杠杆设计 5
（四）固定座与辅助杠杆的联接 6
（五）设计原则 6
三、三维模型和图纸 6
四、检具加工 9
（一）材料 9
（二）完成品展示 9
五、检具实际使用 10
六、遇到的问题 10
七、检具设计中注意点总结 11
结束语 12
参考文献 13
谢辞 14
引言
检具是工业生产企业用于控制产品各种尺寸的一些简单地工具，它能够方便又快捷检测大批量生产的产品所严格控制的尺寸要求。检具又是一类既轻巧便捷的快速测量设备，既可以作为测量仪器对产品进行直接检测，又可以充当辅助工具协助测量工具对产品进行检测，方便而使用，且可以降低很多的成本。
膳魔师产品在生产时，为品质检测需要制作大量且种类众多的检具，检具的使用满足产品在检测上的工时消耗又增加检测的准确性和方便性。本课题来自THX700水壶当中的瓶塞检测设计的专用检具。本文简要介绍了瓶塞的检测内容，并对此检测专用检具设计思路进行构思；着重介绍检具的设计过程、设计原则和图纸的绘制。
课题介绍
（一）THX700瓶塞
THX700瓶塞如图11所示，包括中栓压杆、瓶塞上盖、瓶塞本体等。
图11 THX700瓶塞
（二）产品检测
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内容和目的
检测内容就是为了检测瓶塞本体和上盖的嵌合强度的大小，以保证客户使用因嵌合强度达不到要求容易出现瓶塞本体和上盖的经常分离的现象导致水壶使用不便的现象。为检测嵌合强度，根据产品规格要求，中栓压杆下压力在0.5Kg～3.0Kg之间阻水板与阻水硅胶圈分离且上盖不会脱落于本体(当力超过3.0Kg较大时，本体和上盖理论上嵌合强度消失，两者分离)。上盖与本体嵌合是通过两个支点（图11）和1个卡扣（图11）进行联接，且中栓压杆固定于上盖，当中栓压杆有向下的力时，会造成向上盖脱落方向的大小相同的力。中栓压杆向下所受的力在3.0Kg以下，上盖与本体不会分离，满足产品品质要求。
（三）检具设计的目的
由于该产品为PP材质，质量较轻，稳定性差，检测器具为砝码，直接进行检测不易操控且工时较长，根据品质检测提出为节省检测工时提高检测准确性的要求，在了解检测内容和目的的条件下，设计一套专用的辅助检具来辅助待检产品和砝码的使用。
检具设计过程
（一）检具设计的思路
用砝码进行检测时，砝码直接检测不易操作，主要是两个原因，第一点该产品质量轻，稳定性差,砝码直接检测不能固定。第二点中栓压杆太短，砝码无法放置在中栓压杆上。检具在设计上主要就是解决这两点问题，针对这两点问题，进行思考、讨论，在经过与检测部门协调之后，确定检具设计方法，如图21所示。
图21 设计思路
设计思路主要通过杠杆原理进行转换，设计底座解决瓶塞质量轻，在受力情况下无法稳定的问题，通过一个辅助杠杆，将施加在中栓压杆上的力转换成杠杆另一端砝码的重量，通过放置砝码来撬动中栓压杆，检测瓶塞本体和上盖在3.0Kg作用下能否分离，以达到检测目的。
（二）固定座设计
1.固定座的作用
第一点是为了固定瓶塞，放上砝码检测后增加瓶塞稳定性，设计固定座将瓶塞上盖部位嵌入，所以根据瓶塞上盖结构，如图22上盖平面图所示，设计检具将图22中上盖嵌合两点，一为卡住上盖直径Φ70.66±0.2和凸出形状长度48.9两侧位置，设计草图1如图23所示。
图22 瓶塞上盖
图23 固定座草图1
草图23中，半径圆弧R34.84=（Φ70.66+0.2）/2，上盖直径最上限的1/2，可以保证瓶塞在嵌入顺畅且稳定性增加而不会晃动； 49.9*71的槽在上盖凸出形状疮毒48.9的基础上放大1mm（原因是为解决产品生产可能出现的表面凹凸不平的情况，长度71>上盖直径使瓶塞顺畅放入）。
第二点瓶塞以上盖朝下方向放入固定座当中，使中栓压杆受力方向向上，瓶塞容易因受力而脱离固定座，所以固定座设计当中一定要设计一个固定瓶塞的卡扣，增加瓶塞在固定座中的稳定性，槽位置如图24所示。
图24 槽位置
根据槽的位置和高度9.5，在固定座一端设计卡扣，与49.9的槽距离为9.5，满足卡扣能够扣住瓶塞。其中卡扣的高度根据瓶塞本体中槽高度和宽度进行设定，不得超过瓶塞本体中槽高度和宽度，为保证卡扣能够扣住槽，根据槽与上盖直径相关距离测量为13.5mm，作为卡扣位置设计。卡扣与R34.84的圆弧长度必须大于上盖直径，避免上盖无法放入其中。固定座为美观需求设计圆角R10，未注圆角一般为R1，固定座草图2如图25所示。
图25 固定座草图2
（三）辅助杠杆设计
辅助杠杆设计，考虑到杠杆支点两端受力F1、F2应大小相同方向相反，与底座联接处为支撑点，在砝码的重力下检测本体与上盖是否脱落，为保证杠杆平衡，在支撑点与两端受力方向距离L1、L2大小相等。杠杆草图如图26所示。
图26 辅助杠杆草图
（四）固定座与辅助杠杆联接
固定座和辅助杠杆在设计中，还需要联接配合，在图25中左端设计一个可以联接部位，并画出通孔，可以通过销棒跟辅助杠杆进行联接。联接配合如图27所示。
图27 固定座与辅助杠杆
（五）设计原则
检具在设计，既要满足产品检测的可靠性、快捷便利的特点，最好还是要保持检具外观造型的美观，具有一定的工艺性。本课题所设计的检具在结构上可以保持对瓶塞检测的固定和定位的基础之上，设计上就可以尽量使检具美观漂亮。
三、三维模型和图纸
1.检具在设计上，为了加工需要绘制图纸，为了快速解决检具图纸的绘制，可以考虑使用AutoCAD 2014软件进行三维实体模型构造，固定底座三维建模过程如图31、32和33所示。
目录
引言 1
一、 课题介绍 2
（一）THX700瓶塞 3
（二）产品检测内容和目的 3
（三）检具设计的目的 3
二、 检具设计过程 2
（一）检具设计的思路 3
（二）固定座设计 3
（三）辅助杠杆设计 5
（四）固定座与辅助杠杆的联接 6
（五）设计原则 6
三、三维模型和图纸 6
四、检具加工 9
（一）材料 9
（二）完成品展示 9
五、检具实际使用 10
六、遇到的问题 10
七、检具设计中注意点总结 11
结束语 12
参考文献 13
谢辞 14
引言
检具是工业生产企业用于控制产品各种尺寸的一些简单地工具，它能够方便又快捷检测大批量生产的产品所严格控制的尺寸要求。检具又是一类既轻巧便捷的快速测量设备，既可以作为测量仪器对产品进行直接检测，又可以充当辅助工具协助测量工具对产品进行检测，方便而使用，且可以降低很多的成本。
膳魔师产品在生产时，为品质检测需要制作大量且种类众多的检具，检具的使用满足产品在检测上的工时消耗又增加检测的准确性和方便性。本课题来自THX700水壶当中的瓶塞检测设计的专用检具。本文简要介绍了瓶塞的检测内容，并对此检测专用检具设计思路进行构思；着重介绍检具的设计过程、设计原则和图纸的绘制。
课题介绍
（一）THX700瓶塞
THX700瓶塞如图11所示，包括中栓压杆、瓶塞上盖、瓶塞本体等。
图11 THX700瓶塞
（二）产品检测
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
内容和目的
检测内容就是为了检测瓶塞本体和上盖的嵌合强度的大小，以保证客户使用因嵌合强度达不到要求容易出现瓶塞本体和上盖的经常分离的现象导致水壶使用不便的现象。为检测嵌合强度，根据产品规格要求，中栓压杆下压力在0.5Kg～3.0Kg之间阻水板与阻水硅胶圈分离且上盖不会脱落于本体(当力超过3.0Kg较大时，本体和上盖理论上嵌合强度消失，两者分离)。上盖与本体嵌合是通过两个支点（图11）和1个卡扣（图11）进行联接，且中栓压杆固定于上盖，当中栓压杆有向下的力时，会造成向上盖脱落方向的大小相同的力。中栓压杆向下所受的力在3.0Kg以下，上盖与本体不会分离，满足产品品质要求。
（三）检具设计的目的
由于该产品为PP材质，质量较轻，稳定性差，检测器具为砝码，直接进行检测不易操控且工时较长，根据品质检测提出为节省检测工时提高检测准确性的要求，在了解检测内容和目的的条件下，设计一套专用的辅助检具来辅助待检产品和砝码的使用。
检具设计过程
（一）检具设计的思路
用砝码进行检测时，砝码直接检测不易操作，主要是两个原因，第一点该产品质量轻，稳定性差,砝码直接检测不能固定。第二点中栓压杆太短，砝码无法放置在中栓压杆上。检具在设计上主要就是解决这两点问题，针对这两点问题，进行思考、讨论，在经过与检测部门协调之后，确定检具设计方法，如图21所示。
图21 设计思路
设计思路主要通过杠杆原理进行转换，设计底座解决瓶塞质量轻，在受力情况下无法稳定的问题，通过一个辅助杠杆，将施加在中栓压杆上的力转换成杠杆另一端砝码的重量，通过放置砝码来撬动中栓压杆，检测瓶塞本体和上盖在3.0Kg作用下能否分离，以达到检测目的。
（二）固定座设计
1.固定座的作用
第一点是为了固定瓶塞，放上砝码检测后增加瓶塞稳定性，设计固定座将瓶塞上盖部位嵌入，所以根据瓶塞上盖结构，如图22上盖平面图所示，设计检具将图22中上盖嵌合两点，一为卡住上盖直径Φ70.66±0.2和凸出形状长度48.9两侧位置，设计草图1如图23所示。
图22 瓶塞上盖
图23 固定座草图1
草图23中，半径圆弧R34.84=（Φ70.66+0.2）/2，上盖直径最上限的1/2，可以保证瓶塞在嵌入顺畅且稳定性增加而不会晃动； 49.9*71的槽在上盖凸出形状疮毒48.9的基础上放大1mm（原因是为解决产品生产可能出现的表面凹凸不平的情况，长度71>上盖直径使瓶塞顺畅放入）。
第二点瓶塞以上盖朝下方向放入固定座当中，使中栓压杆受力方向向上，瓶塞容易因受力而脱离固定座，所以固定座设计当中一定要设计一个固定瓶塞的卡扣，增加瓶塞在固定座中的稳定性，槽位置如图24所示。
图24 槽位置
根据槽的位置和高度9.5，在固定座一端设计卡扣，与49.9的槽距离为9.5，满足卡扣能够扣住瓶塞。其中卡扣的高度根据瓶塞本体中槽高度和宽度进行设定，不得超过瓶塞本体中槽高度和宽度，为保证卡扣能够扣住槽，根据槽与上盖直径相关距离测量为13.5mm，作为卡扣位置设计。卡扣与R34.84的圆弧长度必须大于上盖直径，避免上盖无法放入其中。固定座为美观需求设计圆角R10，未注圆角一般为R1，固定座草图2如图25所示。
图25 固定座草图2
（三）辅助杠杆设计
辅助杠杆设计，考虑到杠杆支点两端受力F1、F2应大小相同方向相反，与底座联接处为支撑点，在砝码的重力下检测本体与上盖是否脱落，为保证杠杆平衡，在支撑点与两端受力方向距离L1、L2大小相等。杠杆草图如图26所示。
图26 辅助杠杆草图
（四）固定座与辅助杠杆联接
固定座和辅助杠杆在设计中，还需要联接配合，在图25中左端设计一个可以联接部位，并画出通孔，可以通过销棒跟辅助杠杆进行联接。联接配合如图27所示。
图27 固定座与辅助杠杆
（五）设计原则
检具在设计，既要满足产品检测的可靠性、快捷便利的特点，最好还是要保持检具外观造型的美观，具有一定的工艺性。本课题所设计的检具在结构上可以保持对瓶塞检测的固定和定位的基础之上，设计上就可以尽量使检具美观漂亮。
三、三维模型和图纸
1.检具在设计上，为了加工需要绘制图纸，为了快速解决检具图纸的绘制，可以考虑使用AutoCAD 2014软件进行三维实体模型构造，固定底座三维建模过程如图31、32和33所示。
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