cadcam技术的家庭式充电台设计及快速成型加工(附件)
科技水平和社会经济的进步使得手机的普及率大大的提高。目前，主流的手机充电方式是通过一根独立的充电线直接将手机连接到电源插孔上，在家庭等人员比较集中的场所为手机充电时，常会产生充电口不够用、数据线拖得杂乱等问题，让很多人觉得极不方便。本次毕业设计以实际问题为出发点，目的在于设计一款方便实用的家庭式手机充电台。本论文对本次任务所设计的家庭式充电台的模型结构、功能作用、加工方法等进行了详细的说明，系统的阐述了在solidworks 2015、AutoCAD 2012等软件中的具体设计步骤，并对充电台样品的3D快速成型加工进行了详细介绍。此外，还对手机防辐射问题进行了简单的探究。关键词 家庭式充电台，模型设计，solidworks，mastercam加工，3D快速成型目 录
1 引言 1
1.1 课题研究现状 1
1.2 课题任务及研究手段 2
1.3 课题涉及软件介绍 3
2 充电台模型设计 3
2.1 整体结构 3
2.2 支撑部分 6
2.3 抽屉 12
2.4 充电座 18
2.5 盖子 21
2.6 滚轮 22
3 3D快速成型 24
3.1 3D打印概述 24
3.2 模型打印 24
3.3 3D打印常见问题及解决方法 26
4 典型零件的Mastercam加工 27
结论 29
致谢 30
参考文献 31
1 引言
近几年来，全球移动通信行业发展迅速。特别是在我国，移动通讯的增长态势迅猛。手机作为主要的移动通讯工具，更是日新月异地在发展变化，从最初的板砖机，到后来的便携的彩屏机，再到现在的智能机，已经经历了很多飞跃性的发展。而社会经济和科技水平的进步，让手机由原来只是为少部分人才拥有的“稀罕物”变成了人们交流必不可少的生活用品。
现在，大多数家庭基本上是每个可以使用手机的家庭成员都持有最少一部手机了。目前，中国手机市场中智能手机占据了高端市场。但为大家所广泛使用的智能手机电池续航时间一般都太短，较之以往所使用的非智能
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化，从最初的板砖机，到后来的便携的彩屏机，再到现在的智能机，已经经历了很多飞跃性的发展。而社会经济和科技水平的进步，让手机由原来只是为少部分人才拥有的“稀罕物”变成了人们交流必不可少的生活用品。
现在，大多数家庭基本上是每个可以使用手机的家庭成员都持有最少一部手机了。目前，中国手机市场中智能手机占据了高端市场。但为大家所广泛使用的智能手机电池续航时间一般都太短，较之以往所使用的非智能手机充电要更频繁一些。所以，在平时的生活中有谁没有需要1天充3次电的情况出现过呢？又或者又有谁是1天都不充一次电的呢？这个问题谁也没办法去控制。充电对于我个人来说，就是每天的必须了。
一方面是手机普及率大大提高，一方面是手机充电较以往更加的频繁，由此我们可以想象，在一个家庭里多个成员为手机充电时，往往会有一些让人感觉麻烦头疼的问题。比如：要充电了，却找不到充电线，翻了半天终于找了一个，又发现充电头电流不一样不能用；你要给手机充电时，恰好其他人也在充电，家里充电口不够用了（尤其家里来亲戚要充电时）；刚刚花了一番功夫收拾好的屋子，充电的手机一多时，充电线往往拖得乱七八糟，影响了你花了几个小时的布置与收拾。此外，手机辐射也是为很多人担心的一个问题。有研究表明，手机在充电的时候对人体的辐射危害比平时更大。
以上问题确实对很多人造成不便，尤其对于一些喜欢把东西齐齐整整、有头有绪的人来说，充电线拖得乌七八糟简直就是件不能忍受的事情。本次毕业设计以解决充电时遇到的以上问题为出发点，目的在于设计一款方便实用的家庭式手机充电台。
1.1 课题研究现状
手机充电设备方面的研究可分为有线充电技术和无线充电技术两种。无线充电器的研发是当前该研究领域里的前沿技术，它采用最新的无线充电技术，使用线圈之间产生的磁场传输电能，其优点在于便捷性和通用性，但因为无线充电方式对手机电池的要求更高更特殊，在电磁转换过程中能量损耗较大、效率低，而且只能提供电能，在技术上还不十分成熟。所以，目前在市场上还不能得到广泛的引用。有线充电是目前的主流传统技术，它通过金属电线直接接触的方式，给设备内置电池充电。基于有线充电方式的充电设备结构的研究则是五花八门，功能的侧重点不同，其结构也大大不同。大致可以分为旅行充电器、座式充电器和维护型充电器，大多数用户能接触到的的主要是旅行充电器和座式充电器。而市场上卖得最多的是旅行充电器，旅行充电器的按形式也分为很多种不同的类型，常见的有价格便宜的鸭蛋型的微型旅充，普通台式卡板型充电器，带液晶显示的高档台式充电器。本次课题所设计的充电台也是采用有线充电的方式。
当前市场上有各种类型的解决多部手机同时充电的产品，图1和图2所示是其中的两款。它们的主要特点简要说来就是以一敌多，解决了一个个充电时带来的麻烦。其全身采用耐高温的ABS塑料打造，底座上配有2个DC 5V/2A和2个DC 5V/1A 的USB充电孔，不同品牌的手机也可以同时在这种设备上充电。极大改善了用户的使用体验。本次课题所设计的充电台设计灵感来源于生活中常用的可移动手机充电宝。其所涉及的电学原理与已有的这两种产品完全相同。课题的着重点主要是结构上的设计，在借鉴现有产品的基础上对其进行改进，使其更适用于家庭等比较集中的场合，以简单的结构实现更多功能。
图1 模型1 图2 模型2
1.2 课题任务及研究手段
本课题研究对象为家庭式充电台，其任务是通过CAD/CAM技术设计出充电台的三维模型并通过3D成型技术将其打印成型，并对其功能以及工作原理进行详细的说明。
在设计过程中，通过调查手机市场情况及手机充电设备市场情况，查阅手机充电设备方面的相关资料，以解决上文中提到的具体问题为出发点，设计出充电台的结构，并确定充电台的各个零件的尺寸，通过CAD/CAM技术设计充电台的3D模型数据，再用solidworks软件绘制出三维模型，并进行运动仿真，确定本设计是否可行。然后，用master CAM软件对典型零件做虚拟加工。最后，通过3D打印机将3D模型数据输出为实物。
1.3 课题涉及软件介绍
本次毕业设计所用到的设计软件有SolidWorks 2015、AutoCAD 2012 、Mastercam X5。
（1）SolidWorks 软件简介
SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成CAD/CAM产业中获利最高的公司。Solidworks软件功能强大，组件繁多。它有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的
1 引言 1
1.1 课题研究现状 1
1.2 课题任务及研究手段 2
1.3 课题涉及软件介绍 3
2 充电台模型设计 3
2.1 整体结构 3
2.2 支撑部分 6
2.3 抽屉 12
2.4 充电座 18
2.5 盖子 21
2.6 滚轮 22
3 3D快速成型 24
3.1 3D打印概述 24
3.2 模型打印 24
3.3 3D打印常见问题及解决方法 26
4 典型零件的Mastercam加工 27
结论 29
致谢 30
参考文献 31
1 引言
近几年来，全球移动通信行业发展迅速。特别是在我国，移动通讯的增长态势迅猛。手机作为主要的移动通讯工具，更是日新月异地在发展变化，从最初的板砖机，到后来的便携的彩屏机，再到现在的智能机，已经经历了很多飞跃性的发展。而社会经济和科技水平的进步，让手机由原来只是为少部分人才拥有的“稀罕物”变成了人们交流必不可少的生活用品。
现在，大多数家庭基本上是每个可以使用手机的家庭成员都持有最少一部手机了。目前，中国手机市场中智能手机占据了高端市场。但为大家所广泛使用的智能手机电池续航时间一般都太短，较之以往所使用的非智能
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
化，从最初的板砖机，到后来的便携的彩屏机，再到现在的智能机，已经经历了很多飞跃性的发展。而社会经济和科技水平的进步，让手机由原来只是为少部分人才拥有的“稀罕物”变成了人们交流必不可少的生活用品。
现在，大多数家庭基本上是每个可以使用手机的家庭成员都持有最少一部手机了。目前，中国手机市场中智能手机占据了高端市场。但为大家所广泛使用的智能手机电池续航时间一般都太短，较之以往所使用的非智能手机充电要更频繁一些。所以，在平时的生活中有谁没有需要1天充3次电的情况出现过呢？又或者又有谁是1天都不充一次电的呢？这个问题谁也没办法去控制。充电对于我个人来说，就是每天的必须了。
一方面是手机普及率大大提高，一方面是手机充电较以往更加的频繁，由此我们可以想象，在一个家庭里多个成员为手机充电时，往往会有一些让人感觉麻烦头疼的问题。比如：要充电了，却找不到充电线，翻了半天终于找了一个，又发现充电头电流不一样不能用；你要给手机充电时，恰好其他人也在充电，家里充电口不够用了（尤其家里来亲戚要充电时）；刚刚花了一番功夫收拾好的屋子，充电的手机一多时，充电线往往拖得乱七八糟，影响了你花了几个小时的布置与收拾。此外，手机辐射也是为很多人担心的一个问题。有研究表明，手机在充电的时候对人体的辐射危害比平时更大。
以上问题确实对很多人造成不便，尤其对于一些喜欢把东西齐齐整整、有头有绪的人来说，充电线拖得乌七八糟简直就是件不能忍受的事情。本次毕业设计以解决充电时遇到的以上问题为出发点，目的在于设计一款方便实用的家庭式手机充电台。
1.1 课题研究现状
手机充电设备方面的研究可分为有线充电技术和无线充电技术两种。无线充电器的研发是当前该研究领域里的前沿技术，它采用最新的无线充电技术，使用线圈之间产生的磁场传输电能，其优点在于便捷性和通用性，但因为无线充电方式对手机电池的要求更高更特殊，在电磁转换过程中能量损耗较大、效率低，而且只能提供电能，在技术上还不十分成熟。所以，目前在市场上还不能得到广泛的引用。有线充电是目前的主流传统技术，它通过金属电线直接接触的方式，给设备内置电池充电。基于有线充电方式的充电设备结构的研究则是五花八门，功能的侧重点不同，其结构也大大不同。大致可以分为旅行充电器、座式充电器和维护型充电器，大多数用户能接触到的的主要是旅行充电器和座式充电器。而市场上卖得最多的是旅行充电器，旅行充电器的按形式也分为很多种不同的类型，常见的有价格便宜的鸭蛋型的微型旅充，普通台式卡板型充电器，带液晶显示的高档台式充电器。本次课题所设计的充电台也是采用有线充电的方式。
当前市场上有各种类型的解决多部手机同时充电的产品，图1和图2所示是其中的两款。它们的主要特点简要说来就是以一敌多，解决了一个个充电时带来的麻烦。其全身采用耐高温的ABS塑料打造，底座上配有2个DC 5V/2A和2个DC 5V/1A 的USB充电孔，不同品牌的手机也可以同时在这种设备上充电。极大改善了用户的使用体验。本次课题所设计的充电台设计灵感来源于生活中常用的可移动手机充电宝。其所涉及的电学原理与已有的这两种产品完全相同。课题的着重点主要是结构上的设计，在借鉴现有产品的基础上对其进行改进，使其更适用于家庭等比较集中的场合，以简单的结构实现更多功能。
图1 模型1 图2 模型2
1.2 课题任务及研究手段
本课题研究对象为家庭式充电台，其任务是通过CAD/CAM技术设计出充电台的三维模型并通过3D成型技术将其打印成型，并对其功能以及工作原理进行详细的说明。
在设计过程中，通过调查手机市场情况及手机充电设备市场情况，查阅手机充电设备方面的相关资料，以解决上文中提到的具体问题为出发点，设计出充电台的结构，并确定充电台的各个零件的尺寸，通过CAD/CAM技术设计充电台的3D模型数据，再用solidworks软件绘制出三维模型，并进行运动仿真，确定本设计是否可行。然后，用master CAM软件对典型零件做虚拟加工。最后，通过3D打印机将3D模型数据输出为实物。
1.3 课题涉及软件介绍
本次毕业设计所用到的设计软件有SolidWorks 2015、AutoCAD 2012 、Mastercam X5。
（1）SolidWorks 软件简介
SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成CAD/CAM产业中获利最高的公司。Solidworks软件功能强大，组件繁多。它有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的
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