畢業設計-proe在車床夾具虛擬造型設計中的研究(已修改)

　

【正文】 機電控制工程系畢業設計（論文） 第 1 頁 共 39 頁 畢業設計（論文） 題 目： PRO/E 在 車 床夾具虛 擬造型 設計 中的 研究 作 者： 系 （部）： 機電控制工程系 專業班級： 指導教師： 職 稱： 年 月 日 機電控制工程系畢業設計（論文） 第 2 頁 共 39 頁 摘 要 夾具是機械制造廠里使用的一種工藝裝備，分為機床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗夾具等。各種金屬切削機床上用于裝夾工件的工藝裝備，稱機床夾具，如車床上使用的三爪自定心卡盤、銑床上使用的平口虎鉗等。 對工件進行機械加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對于刀具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此，在進行機械加工前，先要將工件裝夾好。工件的裝夾方法有兩種：一種是工件直接裝夾在機床的工作臺或花盤上； 另一種是工件裝夾在夾具上。采用第一種方法裝夾工件時，一般要先按圖樣要求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時用劃針或百分表找正后再夾緊。這種方法無需專用裝備，但效率低，一般用語單件和小批生產。批量較大時，大多用夾具裝夾工件。用夾具裝夾工件有下列優點： （ 1） 能穩定地保證工件的加工精度，用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 （ 2） 能提高勞動生產率，使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯著的減少輔助工時，提高勞動生產率；工 件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動生產率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可使用高效夾緊機構，進一步提高勞動生產率。 （ 3） 能擴大機床的使用范圍。 機電控制工程系畢業設計（論文） 第 3 頁 共 39 頁 目 錄 第一章 緒論 ???????????????????????? 1 1． 1 引言 ????????????????????????? 1 1． 2 制造業信息化的發展 ?????????????????? 1 1． 3 PROE 軟件模塊簡介 ?????????????????? 1 1． 4 本論文的研究目的、意義 ?????? ?????????? 3 第二章 平面圖紙及計算過程 ???????????????? 4 2． 1 明確設計任務與收集設計資料 ?????????????? 4 2． 2 擬定夾具結構方案與繪制夾具草圖 ???????????? 5 2． 2． 1確定工件的定位方案，設計定位裝置 ? ???? ??????? 5 2． 2． 2夾具類型的確定 ?????????????????? 6 2． 2． 3確定工件的夾緊方案及設計夾緊裝置 ? ???? ??????? 7 2． 2． 4夾具與機床的連接方式及安裝基面 ?? ???? ?????? 11 2． 2． 5夾具的平衡 ??????????????????? 12 2． 2． 6對夾具總體結構的要求 ????? ?????????? 13 2． 2． 7繪制夾具草圖，并標注尺寸、公差及技術要求 ? ?? ???? 13 2． 3 夾具的精度分析 ??????????????????? 14 第三章 成型設計及裝配 ?????????????????? 17 3． 1 過渡盤的三維造型設計 ? ???? ???????????? 17 3． 2 開合螺母的三維造型設計 ? ???? ??????????? 18 3． 3 夾具體的三維造型設計 ?? ? ???? ?????????? 21 3． 4 總裝配圖與分解圖 ????? ???? ?????????? 24 機電控制工程系畢業設計（論文） 第 4 頁 共 39 頁 總結 ???????????????????????????? 25 參考 文獻 ?????????????????????????? 26 附件 ? ??????? ??? ????????????????? 27 機電控制工程系畢業設計（論文） 第 5 頁 共 39 頁 第一章 緒 論 引言 夾具作為制造企業中重要的基礎工藝裝備，廣泛應用于加工、檢測和裝配等制造過程中。作為生產準備的重要組成部分，夾具設計的效率直 接影響到制造的生產準備時間和產品成本。一般來說，夾具設計過程不僅需要大量的有關零件設計、工藝和加工的數據，同時還需要設計人員具有很豐富的領域知識和設計經驗。 制造業信息化的發展 隨著計算機技術的飛速發展，實現快速生產準備的計算機輔助夾具設計（ CAFD）技術成為國際上競相研究的熱點，它已經越來越多的取代傳統的手工夾具設計。與傳統的夾具設計相比，計算機輔助夾具設計有著無可比擬的優越性： 設計者從繁瑣的勞動中解放出來，提高了設計的效率和設計質量，使設計者把更多的注意力放在創新性開發上面； 可以把夾 具設計人員的經驗和智慧存入計算機，構成專家系統，有利于夾具設計技術的繼承和發展； 由于計算機輔助夾具設計采用了統一的系統程序，可以獲得相對統一的設計與優化結果，有利于實現夾具設計的“三化”，即通用化、標準化、系列化。 PROE 軟件模塊簡介 PRO/E 的最新版本為 PRO/，它可運行于 Windows/NT 和 UNIX 平臺上，共有六大主模塊： （ 1）工業設計 (CAID)模塊 工業設計模塊主要用于對產品進行幾何設計，以前，在零件未制造出時，是無法觀看零件形狀的，只能通過二維 平面圖進行想象。現在，用 3DS 可以生成實體模型，但用3DS生成的模型在工程實際中是“中看不中用”。用 PRO/E 生成的實體建模，不僅中看，而且相當管用。事實上， PRO/E 后階段的各個工作數據的產生都要依賴于實體建模所生成的數據。 包括： PRO/3DPAINT(3D 建模 )、 PRO/ANIMATE(動畫模擬 )、 PRO/DESIGNER(概念設計 )、PRO/NETWORKANIMATOR(網絡動畫合成 )、 PRO/PERSPECTASKETCH（圖片轉三維模型）、機電控制工程系畢業設計（論文） 第 6 頁 共 39 頁 PRO/PHOTORENDER(圖片渲染 )幾個 子模塊。 （ 2）機械設計 (CAD)模塊 機械設計模塊是一個高效的三維機械設計工具，它可繪制任意復雜形狀的零件。在實際中存在大量形狀不規則的物體表面，如圖 1中的摩托車輪轱，這些稱為自由曲面。隨著人們生活水平的提高，對曲面產品的需求將會大大增加。用 PRO/E 生成曲面僅需 2步～ 3 步操作。 PRO/E 生成曲面的方法有：拉伸、旋轉、放樣、掃掠、網格、點陣等。由于生成曲面的方法較多，因此 PRO/E 可以迅速建立任何復雜曲面。 它既能作為高性能系統獨立使用，又能與其它實體建模模塊結合起來使用，它支持 GB、ANSI、 ISO 和 JIS 等標準。包括： PRO/ASSEMBLY（實體裝配）、 PRO/CABLING（電路設計）、PRO/PIPING（彎管鋪設）、 PRO/REPORT（應用數據圖形顯示）、 PRO/SCANTOOLS（物理模型數字化）、 PRO/SURFACE（曲面設計）、 PRO/WELDING（焊接設計） （ 3）功能仿真 (CAE)模塊 功能仿真 (CAE)模塊主要進行有限元分析。我們中國有句古話：“畫虎畫皮難畫骨，知人知面不知心”。主要是講事物內在特征很難把握。機械零件的內部變化情況是難以知曉的。有限元仿真使我 們有了一雙慧眼，能“看到”零件內部的受力狀態。利用該功能，在滿足零件受力要求的基礎上，便可充分優化零件的設計。著名的可口可樂公司，利用有限元仿真，分析其飲料瓶，結果使瓶體質量減輕了近 20％，而其功能絲毫不受影響，僅此一項就取得了極大的經濟效益。 包括： PRO/FEM~POST（有限元分析）、 PRO/MECHANICA CUSTOMLOADS（自定義載荷輸入）、PRO/MECHANICA EQUATIONS（第三方仿真程序連接）、 PRO/MECHANICA MOTION（指定環境下的裝配體運動分析）、 PRO/MECHANICA THERMAL（熱分析）、 PRO/MECHANICA TIRE MODEL（車輪動力仿真）、 PRO/MECHANICA VIBRATION（震動分析）、 PRO/MESH （有限元網格劃分）。 （ 4）制造 (CAM)模塊 在機械行業中用到的 CAM 制造模塊中的功能是 NC Machining(數控加工 )。說到數控功能，就不能不提八十年代著名的“東芝事件”。當時，蘇聯從日本東芝公司引進了一套五座標數控系統及數控軟件 CAMMAX，加工出高精度、低噪聲的潛艇推進器，從而使西方的反潛系統完全失 效，損失慘重。東芝公司因違反“巴統”協議，擅自出口高技術，受到了嚴厲的制裁。在這一事件中出盡風頭的 CAMMAX 軟件就是一種數控模塊。 PRO/ES 的數控模塊包括： PRO/CASTING（鑄造模具設計）、 PRO/MFG（電加工）、PRO/MOLDESIGN（塑料模具設計）、 PRO/NCCHECK（ NC 仿真）、 PRO/NCPOST（ CNC 程序生機電控制工程系畢業設計（論文） 第 7 頁 共 39 頁 成）、 PRO/SHEETMETAL（鈑金設計）。 （ 5）數據管理 (PDM)模塊 PRO/E 的數據管理模塊就像一位保健醫生，它在計算機上對產品性能進行測試仿真，找 出造成產品各種故障的原因，幫助你對癥下藥，排除產品故障，改進產品設計。它就像 PRO/E 家庭的一個大管家，將觸角伸到每一個任務模塊。并自動跟蹤你創建的數據，這些數據包括你存貯在模型文件或庫中零件的數據。這個管家通過一定的機制，保證了所有數據的安全及存取方便。 （ 6）數據交換 (Geometry Translator)模塊 在實際中還存在一些別的 CAD 系統，如 UGⅡ、 EUCLID、 CIMATRTON、 MDT 等，由于它們門戶有別，所以自己的數據都難以被對方所識別。但在實際工作中，往往需要接受別的 CAD 數據。 這時幾何數據交換模塊就會發揮作用。 PRO/E中幾何數據交換模塊有好幾個，如： PRO/CAT（ PRO/E和 CATIA的數據交換）、 PRO/CDT（二維工程圖接口）、 PRO/DATA FOR PDGS（ PRO/E 和福特汽車設計軟件的接口）、PRO/DEVELOP（ PRO/E 軟件開發）、 PRO/DRAW（二維數據庫數據輸入）、 PRO/INTERFACE（工業標準數據交換格式擴充）、 PRO/INTERFACE FOR STEP（ STEP/ISO10303 數據和 PRO/E交換）、 PRO/LEGACY（線架 /曲面