基于proe的机床夹具设计毕业论文设计(编辑修改稿)

基于proe的机床夹具设计毕业论文设计(编辑修改稿)内容摘要：

至生产过程集中在一起，他一共有20 多个模块供用户选择，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。 给予以上原因， Pro/E 在最近几年已经成为三维机械设计领域里最富有魅力的系统。 Pro/E 系统主要功能如下： Pro/E 是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如 腔、壳、倒角及圆角，可以随意勾画草图，轻易改变模型。 这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。 Pro/E 是建立在统一基层的数据库上，不像一些传统的 CAD/CAM 系统建立在多个数据库上。 所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户都在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。 换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反映在整个设计过程中的相关环节上。 例如，一旦工程样图有改变， NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何改变， 也完全同样反应在整个三维模型上。 这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得每一件产品的设计过程紧密结合起来。 这一优点使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。 Pro/E 软件功能包括参数化功能定义，实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型、完整工程图产生及不同视图。 Pro/E 是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同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。 采用这种手段建立形体，更自然、更直观。 其他优势 如下 : 安 徽工贸职业技术学院毕业论文 (设计 ) 第 9 页 1) 无可匹敌的几何创建功能提供了优良的产品差异性和可制造性； 2) 完全集成的应用程序可让您在一个应用程序中完成从概念设计到制造的所有工作； 3) 自动将设计变更传播到所有下游交付件的能力可让您满怀信心地进行设计； 4) 完整的虚拟仿真功能可让您提升产品性能和超越产品质量目标； 5) 自动生成相关的刀具设计、装配指令和机器代码，最大限度地提高生产效率。 总之， Pro/E 系统的参数化功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不像其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师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，其他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。 造型不但可以在屏幕上显示，还可以传送到绘图机上或一些支持 Postscript 格式的彩色打印机。 Pro/E 还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这些都是通过标准数据交换格式来实现的，用户更可以配上 Pro/E 软件的其它模块或自行利用 C语言编程，以增强软件的设计功能。 安 徽工贸职业技术学院毕业论文 (设计 ) 第 10 页 第二章 铣床夹具的造型及动画仿真 铣床夹具零件的三维造型 1. 夹具体及非 标准件的造型 本节研究的是铣八方专用夹具，需要利用 Pro/E 的三维实体建模技术将每个非标准件的绘制出来。 夹具中除定位、夹紧、对刀、导向和连接元件等大量应用各种标准件 , 通常还使用少量非标准专用件 , 其中最主要的零件是夹具体。 此铣八方专用夹具所涉及的零件有夹具体、芯轴、轴套、衬套、齿轮轴、调整螺母、防护套、螺母、分度盘、上卡块、下卡块、螺栓、定位销、空心轴、铜套、螺堵、定位螺钉等非标准专用件，其余的如螺钉、垫片、销、柱销、拉杆、手把等标准件直接从标准库中调取。 单个零件的三维实体造型所运用到的 Pro/E 的基础 实体特征有：拉伸特征、旋转特征、扫描特征、混合特征、孔特征、可特征、倒圆角特征、倒角特征、拔模特征、特征复制等。 下面介绍生成简单三维实体所用的拉伸、旋转、扫描和混合等基本操作方法和技巧。 拉伸特征是将一个用草图描述的轮廓或横断面沿垂直于横截面方向延伸一段距离后所生成的特征。 草图、拉伸方向和拉伸长度是拉伸特征的 3 要素。 旋转特征是草图轮廓或横断面，绕旋转中心线转动扫过的轨迹所形成的特征。 其中，草图轮廓、旋转中心线和旋转角度构成了旋转特征的 3 要素。 扫描特征是由一组草图轮廓或横断面，沿某一路径扫掠所形成的特 征。 扫描路径和扫描轮廓是扫描特征的必备要素。 混合特征是一组空间轮廓按一定的顺序，在轮廓之间进行过渡生成的特征。 混合特征的生成必须具备两个或两个以上的轮廓，其中轮廓可以是草图也可以是其它特征的面，甚至可以是一个点。 简单三维实体的建模方法一般可以归纳为： 1）由基本体素产生标准几何体特征 (方块、圆柱、圆管、圆锥、球等特征 )； 2）由满足约束条件的截面轮廓二维草图经过拉伸 /旋转生成三维特征； 3）沿路径配置的二维几何图形经扫描 /蒙掠生成曲面实体特征； 4）结合以上 3 种方法，利用三维实体特征间的布尔运算 (交 /并 /差 )生成新的实体。 建模中参数的约束有两种形式：一是几何约束，包括相互平行、相互垂直、相互同心、相互共线和等长等，几何约束是确定要素之间的几何关系，这种约束 安 徽工贸职业技术学院毕业论文 (设计 ) 第 11 页 关系（具有参数化性）在后面的设计中是保持不变的；二是尺寸约束，包括长、宽、高、角度、半径，距离等，这种约束用于确定要素之间的尺寸大小和相对距离 [8]。 但在实际建模过程中，简单特征可能通过以上任一种方法完成；但对复杂特征，常规的特征操作已难以满足设计的要求，这时可以采用参数和关系式等辅助工具和环形折弯、唇、螺旋扫描等高级特征功能。 尽管机械产品的结构形式千差万别，用途和工作原理也各不相同；但在计算机上进行三维实体建模还是有一些规律可循，特别是复杂三维实体的建模方法。 复杂三维实体的建模过程一般为：零件结构分析 — 特征分解 — 基准体系分析— 创建基本特征 — 创建附加特征。 以下分别是夹具体、分度盘、定位销、齿轮轴、芯轴、锥套、拉杆、螺母的单个零件造型 [9,10]。 图 21 夹具体 图 22 分度盘 图 23 定位销 图 24 齿轮轴 安 徽工贸职业技术学院毕业论文 (设计 ) 第 12 页 图 25 芯轴 图 26 锥套 图 27 拉杆 图 28 螺母 2. 夹具的总体结构造型 本夹具综合考虑铣床夹具设计中所涉及的问题及各种注意事项，结合夹具的设计要求进行总体结构设计，图 29和图 210是夹具结构的示意图，其主要零件为分度盘。 图 29 铣八方夹具主视图 安 徽工贸职业技术学院毕业论文 (设计 ) 第 13 页 图 210 铣八方夹具左视图 铣八方夹具整体结构示意图 （图 2图 210） 2 8.下卡块 图 211 为分度盘的平面图， 2 个Φ 6的通孔是用来与锥套定位的，其定位可以保证分度盘与锥套的轴中心线重合从而保证两者的同轴度； M12 的通孔用来安装手把，以便转动分度盘；两个沉孔可用 螺钉将分度盘与锥套固定；而 8个锥孔则是用于铣八方的关键结构，每个锥孔代表要加工的一个平面，当加工完一个平面时，只需转动分度盘使定位销嵌入下一个锥孔，依次加工，直至加工完工件的八个平面。 安 徽工贸职业技术学院毕业论文 (设计 ) 第 14 页 图 211 分度盘示意图 由铣八方夹具的整体结构示意图可以看到，在加工完一个面时，通过调整将锥套处于松动状态，通过 6 转动齿轮轴 16，经由齿轮轴 16 与定位销 5 的啮合部分带动定位销 5 压入盲孔中并拧紧螺钉 17（将定位销固定在盲孔内），同时转动分度盘使下一个锥孔对准定位销 5，在反向拧动手把 11，在盲孔中弹簧的作用力下将定位销潜 入锥孔，使工件处于新的加工位置。 同时依次拧紧调整螺母、螺母（使拉杆处于拉紧状态）；再次拧动手把 11，在螺栓 12 的作用下拉近上卡块 10与下卡块 8的距离；最后将定位螺钉 13拧紧。 此夹具中运用到锥度芯轴定位，其原理为利用锥套的弹性变形，当锥套在受到轴向力（当拧动螺母带动拉杆使芯轴受到径向力，同时有锥度的芯轴也受到轴向力的作用）的作用时，其与径向为4 号锥度夹角的斜边产生变形使其外径变大，内孔变小，同时消除了铜套内孔与锥套外径、锥套内孔与芯轴的间隙，形成无间隙配合，从而消除了夹具体的定位误差。 使用时，由于锥套的内外径 与铜套、芯轴有间隙，安装方便：拆卸时，只需松开螺母，锥套在没有轴向力的作用时，可自动回弹到原尺寸，这样即可轻松取出零件。 这种定位芯轴由于消除了定位误差，其定位可靠，用于加工中能够严格保证零件的同轴度要求。 铣床夹具的装配 在传统的机械设计工作中，设计师首先绘制装配图，然后根据装配图拆画零 安 徽工贸职业技术学院毕业论文 (设计 ) 第 15 页 件图。 Pro/E 中装配体的设计是从组成装配体的单个零件的三维设计开始。 完成了组成装配体的各个零件设计后，将设计的零件按设计要求的约束条件或连接方式装配在一起才能形成一个完整的产品或机构装置。 装配是产品生命周期中的重要 环节，是根据确定的精度标准和技术要求，将一组零散的零件通过合理的工艺流程及各种必要的方式联结组合起来，使之成为产品的过程；是影响产品性能、质量、开发周期和成本的主要因素之一 [11]。 在 Pro/E 的装配模式下选两个有装配关系的零件，以默认位置在装配环境里，利用 Pro/E 提供的约束形式（如匹配、共面、旋转曲面共轴及曲面相切等）进行装配。 三维装配形象、直观，可实现“爆炸”和动画，用以指导装配现场操作，比较直观，易于理解。 装配过程中要将某元件在空间内定位，必须限制其在 X、 Y、 Z 三个轴向的平移和旋转。 元件的组装过程 就是一个将元件用约束条件在空间限位的过程。 不同的组装模型需要的约束条件不同，完成一个元件的完全定位需要同时满足几种约束条件。 元件常用的多种约束类型分别是 :自动、匹配、对齐、插入、坐标系、相切、线上点、曲面上的点、曲面上的线和缺省。 创建元件同时要考虑到：从一个基本元件开始创建组件；将第一个零件或子组件装配在缺省组件基准上。 然而第一个元件装配完成后，一般处于完全约束状态，因此第一个零件最好是固定件。 以铣八方夹具为例，由于此夹具零部件较多，因此选取几个较为典型的零件来进行装配介绍。 装配第一个零件 创建组件 的第一步是输入基准元件并自动将其零件坐标系对齐组件的坐标系。 【文件】 【新建】。 “新建”对话框打开。 “类型”字段中选取【组件】并输入组件名称“ zhuangpei”。 不使用缺省模板。 【确定】。 在弹出的“新文件选项”对话框中选择公制模板mmns_asm_design，单击【确定】进入零件设计界面。 【将原件添加到组件】命令，在弹出的“打开”对话框中选取“ ”文件。 “自动”约束集列表中单击【缺省】约束集，以将元件装配到缺省约束 安 徽工贸职业技术学院毕业论文 (设计 ) 第 16 页 位置。 此约束将零件坐标系与组件坐 标系对齐并且此时会看到零件的 Front、 Right 和 Top 零件基准平面与它们各自的组件基准平面对齐，如图 212 所。