CH1小提琴琴柄銑床說明書.pdf

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 應(yīng)用 Solidworks 軟件進(jìn)行“ CH1 型小提琴琴柄銑床設(shè)計(jì) ” 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 09 機(jī)械 7 班 學(xué)生姓名 鄧子豪 學(xué)生學(xué)號(hào) 200930042150 指導(dǎo)教師 梁松堅(jiān) 顏建 提交日期 2013 年 6 月 3 日 I 摘 要 本文詳細(xì)介紹了運(yùn)用 SolidWorks 軟件 （ 3D 機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的標(biāo)準(zhǔn)） 進(jìn)行 CH1 型小提琴琴柄銑床的設(shè)計(jì)。由于 SolidWorks 軟件無論對零件設(shè)計(jì)，還是對整個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)都起了一個(gè)模擬仿真的作用，在 SolidWorks 軟件中，我們可以直觀，清楚地了解整個(gè)設(shè)計(jì)的外形，運(yùn)作甚至是材料的分析。 借助 SolidWorks，將產(chǎn)品更快地投入市場。 SolidWorks 提供無與倫比的性能和價(jià)值，它是技術(shù)創(chuàng)新的領(lǐng)先者，并且還擁有最大的用戶群。沒有其他 CAD 系統(tǒng)可以幫助您快速準(zhǔn)確地完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作。 小提琴琴柄（ 音樂專業(yè)領(lǐng)域上稱為琴頭 ） ， 此處 制作的是琴頭上的旋首，琴頭不僅與琴身有一定的比例，它本身也應(yīng)勻稱，如果旋首過小或過大，會(huì)使琴頭不協(xié)調(diào)，并使整個(gè)琴也不美觀。 本文先對 SolidWorks 軟件作出簡介，對此三維軟件作出一系列的說明，而后對小提琴進(jìn)行各方面的介紹，從而讓讀者通過了解小提琴后，再認(rèn)識(shí) CH1 型小 提琴琴柄銑床，并結(jié)合 SolidWorks 軟件，將二者融會(huì)貫通，但求讓一位對小提琴了解 不深 的工程師讀者在讀此說明書后能 清楚地知道此銑床是如何運(yùn)作，是如何做出一個(gè)琴頭，并懂得操作此銑床，高效，完美地制作出一個(gè)小提琴琴柄。 通過 SolidWorks 軟件設(shè)計(jì)，從二維的 AUTOCAD 零件圖紙，到三維的 SolidWorks 整個(gè)模擬機(jī)床，大大地提高了設(shè)計(jì)的效果和效率，避免了工程師們在現(xiàn)實(shí)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，切切實(shí)實(shí)地展現(xiàn)出三維軟件的強(qiáng)大性能。 關(guān)鍵詞 ： SolidWorks；小提琴琴柄銑床；琴頭；旋首 II Abstract This paper describes the use of SolidWorks software (3D mechanical design software standard) the design of the CH1 violin shank milling. SolidWorks software whatever in the part design, or the design of the entire organization, play the role in a simulation. In SolidWorks software, we can intuitive and clear understanding of the shape of the entire design, even analysis of the material. With SolidWorks, products will be marketed faster. SolidWorks offers unmatched performance and value. It is a leader in technological innovation, and also has the largest user base.There is no other CAD system can help your product design to accomplish quickly and accurately. Violin handle (music on specialized areas known as the Wirbel-kasten), In this paper we just research the Schnecke, There is a certain proportion Wirbel-kasten with the violin, which it should also be well-proportioned, if the Schnecke is too small or too big, it will make the Wirbel-kasten uncoordinated, and it is not beautiful for the whole violin. First, it is a brief description of SolidWorks software, and this three-dimensional software a series of instructions, then introducing all aspects of the the violin, so that the reader through the understanding of the violin, and recognize the the CH1 violin p handle milling. And with SolidWorks software, After a engineers readers which not know violin deeply reading this specification, he can clearly know the milling is how to work, how to make a Wirbel-kasten, and know how to operate the milling, and efficient, perfect produce a violin piano handle. With SolidWorks software design, from the two-dimensional AutoCAD part drawings to 3D SolidWorks simulation machine, greatly improve the effectiveness and efficiency of the design, in the other hand, engineers avoid the errors in the real world. In short, it show a three-dimensional software powerful performance. Key words: SolidWorks; the CH1 violin shank milling; Wirbel-kasten; Schneck 目錄 摘 要 . I Abstract . II 第 1 章 緒 論 . 1 1.1 課題研究的背景 . 1 1.2 課題研究的意義 . 1 1.2.1 小提琴的特點(diǎn) . 1 1.2.2 業(yè)余制作小提琴 . 2 1.2.3 現(xiàn)今小提琴制作 . 3 1.3 課題研究的內(nèi)容 . 3 1.3.1 SolidWorks 設(shè)計(jì)基礎(chǔ) . 3 1.3.2 草圖繪制 . 4 1.3.3 基準(zhǔn)特征 -參考幾何體的創(chuàng) 建 . 4 1.3.4 拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建模 . 4 1.3.5 工程圖設(shè)計(jì) . 4 1.3.6 裝配設(shè)計(jì) . 4 第 2 章 SolidWorks 的詳細(xì)介紹 . 5 2.1 關(guān)于 SolidWork . 5 2.2 SolidWorks 的發(fā)展和榮譽(yù) . 5 2.3 Solidworks 軟件特點(diǎn) . 6 2.4 本章小結(jié) . 7 第 3 章 小提琴制作歷史與發(fā)展 . 9 3.1 小提琴史話 . 9 3.2 著名小提琴制造家 . 10 3.3 小提琴的構(gòu)造 . 10 3.4 小提琴旋首手工制作 . 11 3.4.1 旋首的制作 兩側(cè) . 11 3.4.2 弦首的制作 正面 . 11 3.4.3 旋首的制作 背面 . 12 3.5 本章小結(jié) . 12 第 4 章 琴柄銑床設(shè)計(jì) . 13 4.1 琴柄銑床的情況和特點(diǎn) . 13 4.2 應(yīng)用 Solidworks 軟件進(jìn)行琴柄銑床零件圖設(shè)計(jì) . 14 4.2.1 關(guān)于零件 CH1-6 機(jī)座建模 . 14 4.2.2 關(guān)于零件 CH1-7-9 軸座建模步驟 . 20 4.3 應(yīng)用 Solidworks 軟件進(jìn)行琴柄銑床工程圖設(shè)計(jì) . 24 4.3.1 關(guān)于零件 CH1-16 琴頭夾具工程圖設(shè)計(jì) . 24 4.4 應(yīng) 用 Solidworks 軟件進(jìn)行琴柄銑床裝配圖設(shè)計(jì) . 26 4.4.1 關(guān)于裝配體 CH1-7-0 擺臂機(jī)構(gòu)裝配圖設(shè)計(jì) . 26 4.5 應(yīng)用 Solidworks 軟件進(jìn)行琴柄銑床指定零件受力分析 . 27 4.5.1 CH1-9 支承座零件受力分析過程 . 27 4.5.2 CH1-7-9 軸座零件受力分析 . 33 4.6 本章小結(jié) . 37 第 5 章 三維建模的概述 . 39 5.1 零件圖設(shè)計(jì)要點(diǎn) . 39 5.2 零件圖出工程圖要點(diǎn) . 39 5.3 裝配圖安裝要點(diǎn) . 40 5.4 受力分析要點(diǎn) . 40 總 結(jié) . 41 一、三維軟件設(shè)計(jì)要點(diǎn) . 41 二、設(shè)計(jì)感言 . 42 參考文獻(xiàn) . 43 附 錄 . 44 致 謝 . 74 第 1 章 緒 論 1 第 1章 緒 論 1.1 課題研究的背景 SolidWorks軟件作為重要的三維軟件之一，憑借其友好的界面、良好地裝配、仿真等優(yōu)秀性能，極大地減輕了設(shè)計(jì)者的負(fù)擔(dān)，使設(shè)計(jì)者更專注于設(shè)計(jì)，在機(jī)械設(shè)計(jì)上的應(yīng)用越來越廣泛，對機(jī)械行業(yè)的發(fā)展有非常大的促進(jìn)作用。但是要掌握好一個(gè)工具，需要理論聯(lián)系實(shí)際不斷摸索才能不斷發(fā)揮其設(shè)計(jì)優(yōu)勢。應(yīng)用Solidworks 軟件設(shè)計(jì)“ CH1 型小提琴琴柄銑床設(shè)計(jì)”正是基于這個(gè)考慮進(jìn)行選題。 小提琴 之所以能夠達(dá)到今日的如此完美，我們應(yīng)該感謝數(shù)百年傳統(tǒng)的制琴理事。 據(jù)歷史記載，在 17,18 世紀(jì)時(shí)，意大利的克雷莫納及布萊斯家兩地和奧地利、法國等歐洲國家，陸續(xù)出現(xiàn)了許多有名的小提琴制作家，在諸名家中藥數(shù)意大利的斯特拉迪瓦里最負(fù)盛名，它制作的琴價(jià)值最高。而我國小提琴制造也有 70 多年的歷史。 1.2 課題研究的意義 1.2.1 小提琴的特點(diǎn) 小提琴屬于擦奏弦鳴樂器，是現(xiàn)代管弦樂隊(duì)弦樂組中最重要的樂器。作為現(xiàn)代弦樂器中最小、聲音最高的樂器，小提琴主要的特點(diǎn)在于其輝煌的聲音、高度的演奏技巧和豐富、廣泛的表現(xiàn)力。 現(xiàn)代的樂器大多數(shù)都是歷盡歷史的考驗(yàn)而幸存下來的。人們從先人那里繼承樂器的制 作和操持技術(shù)，然后自己作出種種改進(jìn)。中世紀(jì)的歐洲，在還沒有出現(xiàn)正式的樂隊(duì)之前，對樂器的標(biāo)準(zhǔn)化沒有要求，于是人們對自己手里的樂器不斷地進(jìn)行著試驗(yàn)，一種又一種新式的東西被制造出來。 制造各種弓弦樂器的工匠對當(dāng)時(shí)各種各樣的提琴類樂器無一例外地進(jìn)行了改革，直至 17 世紀(jì)初，現(xiàn)代意義上的四種提琴才誕生在意大利巴爾干半島上的一個(gè)毫不起眼的小鎮(zhèn) 克雷莫納。小提琴張四根弦，從細(xì)到粗依次是 E 弦， A弦， D 弦， G 弦。每一根空弦之間相差的音程都是純五度。每根空弦都能在不同的把位上奏出完整的音列。每根空弦能奏出的音域都在兩個(gè)八度左右 。 小提琴能自如地演奏音階，音程跳動(dòng)和各種裝飾音，熟練的演奏者可以在速度允許的情況下演奏半音階。在速度不快的情況下，小提琴還可以演奏雙音，較容易演奏的有：大六度，小六度，減七度，大三度，小三度。比較困難的有：純四度，增四華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 2 度，增五度，減五度，八度，大二度。演奏有困難的雙音有：小二度，純五度。在把位和空弦運(yùn)用合理的情況下，小提琴還可以演奏 3 個(gè)音或者 4 個(gè)音組成的和弦。并能輕松演奏各種調(diào)的音樂作品 . ， 除了用常規(guī)的弓法來演奏外，小提琴還可以用撥奏，跳弓，擊弦，加弱音器等色彩性奏法來表演。特別的情況下，小提琴還可以 通過改變定弦音高來獲得特殊的音色色彩。這時(shí)，小提琴聲部的樂譜就要進(jìn)行移調(diào)處理。小提琴的每一根弦都有自己的特點(diǎn)，在音樂作品中，經(jīng)常標(biāo)明單獨(dú)用 G 弦來演奏， G 弦的特點(diǎn)是音響豐滿，渾厚。 小提琴的音色具有人聲的特點(diǎn)，演奏靈活，攜帶方便，表現(xiàn)力十分豐富，既能演奏抒情的旋律，也能演奏充滿技巧性的華彩樂段，也可以作為節(jié)奏樂器來使用。無論是在管弦樂隊(duì)中還是在喜愛音樂的人家中，小提琴都成為一件不可取代的樂器，被人稱之為樂器中的皇后。 小提琴之所以能發(fā)出優(yōu)美動(dòng)人的旋律，是由于 聲波的產(chǎn)生 ， 聲波源于振動(dòng)，振動(dòng)源于力。力是物體間 的相互作用，是物體獲得加速度和發(fā)生形變的外因 。由于物體之間相互作用的方式不同，力有很多種，如摩擦力、壓力、引力等等。小提琴的聲波無疑是產(chǎn)生于摩擦力。弓毛在弦上來回摩擦，改變了弦的形態(tài)，即由靜止?fàn)顟B(tài)的直線變成不斷變化的弧線，由此產(chǎn)生振動(dòng)。 聲波的物理表象是一種脈沖能，它總是帶有頻率的。琴弦的振動(dòng)頻率受琴弦質(zhì)量、張緊度和長度的控制。小提琴的四根弦直徑、張緊度不同，左手指壓在弦上不斷改變琴弦的振動(dòng)長度，在摩擦力作用下，琴弦就產(chǎn)生了若干不同振動(dòng)頻率的聲波。 琴弦產(chǎn)生的聲波是小提琴的母波，其振動(dòng)特性將直接影響小提琴其 它部位的振動(dòng)特性，理想的聲波應(yīng)該是極有規(guī)律的諧波而不是噪波。琴弦材質(zhì)、密度和密度分布的均勻度對聲波的振動(dòng)特性有決定性的作用，所以琴弦的選材、生產(chǎn)工藝至關(guān)重要。值得一提的是，琴弦與琴存在一定的搭配關(guān)系，就一把具體的琴而言，只有一種品牌的弦最適合，而這個(gè)品牌的弦不一定就是價(jià)格高的，買弦應(yīng)該只買對的，不買貴的。 琴弦的振動(dòng)源于弓毛的摩擦，摩擦力越大，振動(dòng)越充分。摩擦力好的弓毛應(yīng)該是健康的馬尾（色白，毛徑充實(shí)不癟）。買琴弓是可以買貴一點(diǎn)的，摩擦好，彈性好。 1.2.2 業(yè)余制作小提琴 工具 業(yè)余小提琴制作是非常吸引人的，許多小提琴愛好者都把業(yè)余執(zhí)勤作為自己的又一愛好。為此音響物理學(xué)家和工程技術(shù)人員對小提琴的發(fā)音原理也在孜孜不倦地加以研究。 業(yè)余制作 工具比較簡單， 1、普通鋸子一把，又來斷料。 2、窄鋸一把，用來第 1 章 緒 論 3 鋸出曲線。用大一點(diǎn)的鋼絲鋸也可以， 3、平口鑿、小圓口鑿、大圓口鑿各一把的鑿柄可以同廢寬鋼鋸條改制。圓鑿的鑿柄部分要承鏟形彎曲，以便切削。 4、木柄小刀一把 5 木刨子 6、粗細(xì)砂皮若干 7、鋼卷尺一把 8、金工用外卡鉗一把。這些是測量工具。 9、熬膠小鋁碗或鐵碗一個(gè)，適用的鍋?zhàn)右豢冢?10、木棒一根，搗膠時(shí) 用， 11、可封口玻璃瓶一個(gè)，制備琴漆用。 12、約 6 英分到 1 英寸寬的軟毛油畫筆一支，涂漆用。 13、 1000-1200 號(hào)水砂紙若干。主要工具大致這些。 木料 小提琴面板用料是云杉，也可以是魚鱗松或工業(yè)上制木模的東北松（紅松）也是可以。小提琴木材的開料方法是等分料法。有點(diǎn)像是切西瓜那樣開料，所得到的板材在截面方向上看，年輪始終是垂直于木料平面，所以面板的木紋是直線狀的。一般來說，最適宜的木紋寬度是約每公分 5 到 7 條年輪，超出這個(gè)數(shù)字也可以。平時(shí)我們遇到的木料都是平行開料的，這樣就只有穿過圓木木芯的料才符合需要，其他 板料上的年輪線都有傾斜和云紋，不適合應(yīng)用。面板的木料需要兩塊，大小是：長 360寬 105厚 16（單位：毫米）。把木料木紋較密的側(cè)面用刨子刨平直，然后膠合起來，這樣就形成了中間木料密度大，邊上木料密度略小，這樣符合振動(dòng)原理的小提琴面料坯料。 背板木料用楓木或槭木，尺寸比面板長 13 毫米，即長 373寬 105厚 16，也要把一邊“直縫”后膠合，以形成背板坯料。如果木料寬度夠大，用獨(dú)塊的背板也可以。 1 1.2.3 現(xiàn)今小提琴制作 如今，專業(yè)制作小提琴已經(jīng)擁有了完善，自動(dòng)化，高效的一套設(shè)備，而 “ CH1型小提琴琴柄銑床設(shè)計(jì)”是小提琴琴柄生產(chǎn)的重要設(shè)備，對小提琴的音色及減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度有重要作用。之前的設(shè)計(jì)都是應(yīng)用 AutoCAD 等二維軟件進(jìn)行，本設(shè)計(jì)應(yīng)用三維軟件 Solidworks 進(jìn)行設(shè)計(jì)，既能保證整機(jī)設(shè)計(jì)中的關(guān)聯(lián)性（無論是零件圖與工程圖的關(guān)聯(lián)，還是零件圖與裝配圖的關(guān)聯(lián)， Solidworks 軟件都能非常好的解決），又能應(yīng)用相關(guān)的應(yīng)力分析軟件對所設(shè)計(jì)的設(shè)備關(guān)鍵零件進(jìn)行受力分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)，是先進(jìn)技術(shù)的具體應(yīng)用。 1.3 課題研究的內(nèi)容 本論文主要研究 運(yùn)用 SolidWorks 對 CH1 型小提琴琴柄銑床進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中， 了解 SolidWorks 的各種功能。 1.3.1 SolidWorks 設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 熟悉 SolidWorks 的工作環(huán)境；掌握在 SolidWorks 工作環(huán)境中文件的打開、華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 4 保存等基本操作，掌握三維建模流程。 1.3.2 草圖繪制 掌握點(diǎn)、直線、矩形、弧度圓等基本集合圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級(jí)幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應(yīng)用幾何約束；熟練應(yīng)用 陣列、實(shí)體轉(zhuǎn)換等 草圖繪制 工具；能綜合應(yīng)用各種草圖繪制實(shí)體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。 1.3.3 基準(zhǔn)特征 -參考幾何體的創(chuàng)建 理解基于特征的建模方式、參數(shù)化 思想、單一數(shù)據(jù)庫等概念；掌握基準(zhǔn)面的各種建立方法；掌握基準(zhǔn)軸的各種建立方法；掌握基準(zhǔn)點(diǎn)的各種建立方法；掌握坐標(biāo)系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應(yīng)用各種參考幾何體。 1.3.4 拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建模 掌握拉伸特征的概念與建立方法；掌握旋轉(zhuǎn)特征的概念與建立方法；掌握掃描特征的概念與建立方法；掌握放樣特征的概念與建立方法；通過實(shí)踐能夠準(zhǔn)確分析零件的特征，靈活運(yùn)用拉伸和旋轉(zhuǎn)也正建立三維模型。綜合應(yīng)用掃描、放樣 、彎曲、鏡向、陣列等 特征建立各種實(shí)體。 1.3.5 工程圖設(shè)計(jì) 熟練掌握用戶自定義工程圖格式文件的方法；熟練掌握建立標(biāo)準(zhǔn)三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖，輔助圖等方法；熟練掌握 各種注釋的方法。 1.3.6 裝配設(shè)計(jì) 熟練掌握自底向上的裝配設(shè)計(jì)方法；熟練掌握 生成裝配體爆炸圖的方法；掌握 SolidWorks 自能裝配技術(shù)；熟練掌握裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并能夠在裝配體中設(shè)計(jì)子裝配體；熟練掌握干涉檢查；熟練掌握自頂向下的裝配設(shè)計(jì)方法；熟練掌握在裝配模型工程圖中添加零件序號(hào)；熟練掌握生成裝配體材料明細(xì)表的方法。 第 2 章 SolidWorks 的詳細(xì)介紹 5 第 2章 SolidWorks 的詳細(xì)介紹 2.1 關(guān)于 SolidWork SolidWorks 公司成立于 1993 年，由 PTC 公司的技術(shù)副總裁與 CV 公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸州的康克爾郡（ Concord,Massachusetts）內(nèi)，當(dāng)初的目標(biāo)是希望在每一個(gè)工程師的 桌面 上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從 1995 年推出第一套 SolidWorks 三維機(jī)械設(shè)計(jì) 軟件 至今，至 2010 年已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由 300 家經(jīng)銷商在全球 140 個(gè)國家進(jìn)行銷售與分銷該產(chǎn)品。 1997 年， Solidworks 被 法國 達(dá)索（ Dassault Systemes）公司收購，作為達(dá)索中端主流市場的主打品牌。 2.2 SolidWorks 的發(fā)展和榮譽(yù) SolidWorks 軟件是世界上第一個(gè)基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合 CAD 技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢， SolidWorks 公司于兩年間成為 CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得 SolidWorks 每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在 1995-1999 年獲得全球微機(jī)平臺(tái) CAD 系統(tǒng)評比第一名；從 1995 年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國際大獎(jiǎng)，其中僅從 1999 年起， 美國 權(quán)威的 CAD 專業(yè)雜志 CADENCE 連續(xù) 4 年授予SolidWorks 最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰 SolidWorks 的創(chuàng)新、活力和簡明。至此，SolidWorks 所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了 全面的落實(shí)和證明，使用它， 設(shè)計(jì)師 大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。 由于 SolidWorks 出色的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為 CAD 行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為 華爾街 青睞的對象。終于在 1997 年由法國 達(dá)索公司 以三億一千萬美元的高額市值將 SolidWorks 全資并購。公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了 CAD 行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購后的 SolidWorks 以原來的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為 CAD 行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司， SolidWorks 三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競爭力的 CAD 產(chǎn)品。 由于使用了 Windows OLE 技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的 parasolid 內(nèi)核（由劍橋 提供）以及良好的與 第三方軟件 的集成技術(shù)， SolidWorks 成為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的 SolidWorks 軟件使用許可約華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 6 28 萬，涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)械、國防、交通、模具、電子通 訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品 /消費(fèi)品、離散制造等分布于全球 100 多個(gè)國家的約3 萬 1 千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球 4， 300 所教育機(jī)構(gòu)的近 145， 000名學(xué)生通過 SolidWorks 的培訓(xùn)課程。 據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索，與其它 3D CAD 系統(tǒng)相比，與 SolidWorks 相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用 SolidWorks，越來越多的企業(yè)雇傭 SolidWorks 人才。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界用戶每年使用 SolidWorks 的時(shí)間已達(dá) 5500 萬小時(shí)。 在美國，包括麻省 理工學(xué)院（ MIT）、 斯坦福大學(xué) 等在內(nèi)的著名大學(xué)已經(jīng)把SolidWorks 列為制造專業(yè)的必修課，國內(nèi)的一些大學(xué)（教育機(jī)構(gòu)）如 清華大學(xué) 、北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、上海教育局等也在應(yīng)用 SolidWorks 進(jìn)行教學(xué)。 2.3 Solidworks 軟件特點(diǎn) Solidworks 軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。 Solidworks 功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是 SolidWorks 的三大特點(diǎn)，使得 SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD 解決方案。 SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。 SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時(shí)對每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用。 對于熟悉 微軟 的 Windows 系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用 SolidWorks 來搞設(shè)計(jì)了。 SolidWorks 獨(dú)有的拖拽功能使用戶在比較短的時(shí)間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計(jì)。SolidWorks 資源管理器 是同 Windows 資源管理器一樣的 CAD 文件管理器，用它可以方便地管理 CAD 文件。使用 SolidWorks，用戶能在比較短的時(shí)間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場。 在目 前市場上所見到的三維 CAD 解決方案中， SolidWorks 是設(shè)計(jì)過程比較簡便而方便的軟件之一。美國著名咨詢公司 Daratech 所評論： “ 在基于 Windows平臺(tái)的三維 CAD 軟件中， SolidWorks 是最著名的品牌，是市場快速增長的領(lǐng)導(dǎo)者。 ” 在強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能和易學(xué)易用的操作（包括 Windows 風(fēng)格的拖 /放、點(diǎn) /擊、剪切 /粘貼）協(xié)同下，使用 SolidWorks，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的。 第 2 章 SolidWorks 的詳細(xì)介紹 7 2.4 本章小結(jié) SolidWorks 在現(xiàn)今社會(huì)階段逐漸廣泛應(yīng)用，并且 SolidWorks 公司對中國市場重點(diǎn)開發(fā)，日后 SolidWorks 應(yīng)用將會(huì)更加完善，更加普遍。 通過前文對SolidWorks的深入了解后，往后會(huì)對 SolidWorks進(jìn)行個(gè)別應(yīng)用的分析，如建模，裝配，工程圖，力學(xué)分析等。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 8 第 3 章 小提琴制作歷史與發(fā)展 9 第 3章 小提琴制作歷史與發(fā)展 3.1 小提琴史話 小提琴有著悠久的歷史。相傳在 2000 多前，埃及有一個(gè)叫莫可里的音樂愛好者，在尼羅河邊散步時(shí)，偶爾踢到一個(gè)烏龜殼，他拾起來敲一敲，殼內(nèi)空氣受到振蕩，發(fā)出好聽的音樂聲，于是他就把這個(gè)能發(fā)出 美妙聲音的烏龜殼帶回家里，終日拿在手上沉思默想。后來，他終于發(fā)明 一種既能彈奏又能拉奏的烏龜殼琴。據(jù)說這就是當(dāng)時(shí)的小提琴。也有另一種說法，小提琴是從一種名為維奧爾（ Viol）的古提琴演變而來，到 16,17 世紀(jì)時(shí)期，其構(gòu)造就固定下來，和現(xiàn)在的小提琴很相似。 1 如果你站在意大利的薩倫諾打教堂的圓形拱頂向上看，你的目光會(huì) 在法拉利所畫的壁畫上，它們可以追溯到大約 1535 年，壁畫上畫的是天使們在演奏樂器，在這些樂器中，有最早被人所知的現(xiàn)代弦樂器家族代表小提琴，中提琴，大提琴。它們看起來有三根弦，而記錄的證據(jù)顯示，在中世紀(jì)的室友，已經(jīng)出現(xiàn)了四弦樂器。這些證據(jù)中得許多都證實(shí)，隨談小提琴家族迅速普及歐洲，但它們的原產(chǎn)地還是意大利。小提琴最初的故事源于意大利北部，主要是米蘭地區(qū)和威尼斯。這些 地方在接下來近兩個(gè)世紀(jì)中保持了在制造小提琴的顯著地位。第一個(gè)為世人所知的小提琴制造家是安德烈亞斯阿瑪?shù)伲?Andreas Amati），他是著名的 克萊莫納（ Cremona）學(xué)校的創(chuàng)始人。他于 16 世紀(jì)初期出生在那個(gè)地方。 2 小提琴是一種構(gòu)造與聲音都十分完善的弓弦樂器，在音樂表演藝術(shù)中占有非常重要的地位。它有寬廣的音域、聲音優(yōu)美 、色彩多變等特點(diǎn)，有高度的、極豐富的藝術(shù)表現(xiàn)力，可演奏抒情、寬廣、緩慢的旋律，也可演奏技巧高、深、難的華彩樂章。在眾多獨(dú)奏樂器中，除了鋼琴以外，尚沒有其他樂器能與之相匹敵。自 17 世紀(jì)以來，它在西歐興起的室內(nèi)樂與大型管弦樂合奏中，亦居領(lǐng)導(dǎo)地位。 但小提琴這個(gè)樂器也并非是歐陸本土的產(chǎn)物。在回教興盛的 9 世紀(jì)，它的前身伴隨著阿拉伯人闖 進(jìn)歐洲世界，幾百年來，經(jīng)過重重進(jìn)化，直到 16 世紀(jì)中葉，加了第四根弦，成為五度定音后，才定性為現(xiàn)今的面貌。在此之前曾經(jīng)出現(xiàn)了幾種相似的弓弦樂器，主要在社交場合里營造歡愉的氣氛。因此在小提琴還難登大雅之堂的時(shí)代，稱不上是精致藝術(shù)的一環(huán)，這和今日我們對小提琴的演奏印象有著天壤之別。 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 10 3.2 著名小提琴制造家 阿瑪?shù)偌易?他們在長大兩個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間里在意大利制造弦樂器領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位。這個(gè)家族中最先被記入史冊的是安德烈亞阿瑪?shù)?（ Andreas Amati）（ 1505-1580），他是小提琴史上克里莫納王朝的創(chuàng)始人，或者說弦樂器制造者。他的孫子尼古拉（ 1596-1684）是阿瑪 蒂家族中最著名的一位，他的小提琴因體型較他父親和伯父的琴要大而 不同，而且它們的聲音也更有穿透力。 瓜奈里家族 克里莫納第二個(gè)小提琴制造王朝的最卓著的人是安德烈亞斯瓜奈里（ Andreaas Guarneri） （ 1625-1690），他受到尼古拉阿瑪?shù)俚慕逃⒃≡谒?，?dāng)過他的徒弟。 斯特拉迪瓦里家族 安東尼奧斯特拉迪瓦里 （ Antonio Stradivari） （ 1644-1737）聲稱從1667-1679 年之間是尼古拉阿瑪?shù)俚膶W(xué)生。 3.3 小提琴的構(gòu)造 雖然自 16 世紀(jì)以來，小提琴經(jīng)歷了幾次修正和改造，但它的結(jié)構(gòu)基本上保持不變。前端（琴身）、后部和中間部分用一塊軟木（如云杉）的不同部分支承。而底部、頂部還有琴肋的角都要用木塊再加固。琴身部分打了兩個(gè)形似彎曲的“ f”的洞， 它的下面附加了一個(gè)低音梁，與低一點(diǎn)的弦平行，位置由支持弦的琴馬 的一腳決定。在琴馬另一腳的下面是 音柱，朝樂器背面縱向放置。在琴頸一端特別用硬木制成，那是旋首 ，上面有調(diào)音弦軸。弦從這里 開始通過指板、在琴頸頂部固定，越過琴馬到尾部的拉弦板，拉弦板被纏繞在底部的小鈕上。指板的起始處是弦枕。在琴身和琴背邊緣的裝飾叫做“花邊”。 第 3 章 小提琴制作歷史與發(fā)展 11 3.4 小提琴 旋首 手工制作 3.4.1 旋首的制作 兩側(cè) 旋首的側(cè)面是由一個(gè)螺旋展開線和兩條 S 形的琴頭身曲線構(gòu)成的，在用 鋸鋸去多余的木料后，大多數(shù)工作是用圓鏟來完成的。對螺旋線而言，為了使作品顯得生動(dòng)，制作家 們很少用正統(tǒng)的螺旋展開線，而是在螺旋展開線中有意識(shí)地制造一些偏離，這種偏離是螺旋線的一些部分拉長，而另一些部分被壓縮，于是就出現(xiàn)了千姿百態(tài)的各種表現(xiàn)風(fēng)格。配合螺旋線的另一個(gè)表現(xiàn)手段是凹面的制作，凹面的深淺、角度和形狀也是許多制作家表現(xiàn)個(gè)性的重要手段，琴頭身的曲線不僅關(guān)系到審美和趣味，也關(guān)系到琴軸之間的關(guān)系，因此需要在不影響弦和弦軸的使用前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)。 3.4.2 弦首的制作 正面 弦首的正面有弦槽，是安裝弦軸張緊琴弦的地方，為了美觀而又兼顧到牢固，弦槽的兩壁一般是制作成上薄下厚的，弦槽壁厚 5mm 5 5mm 上下，寬度一般在 27mm 21ram 之間，弦槽的形狀和厚度是很具有表現(xiàn)力的。形狀可以是直的，也可以略向外突出，可以較薄來表現(xiàn)輕巧，也可以較厚表現(xiàn)厚重，除美觀外，弦槽的功能是很重要的。其深度應(yīng)該是使弦軸上弦時(shí)不會(huì)摩擦槽底，但槽底又有一定的厚度以保證琴頭的強(qiáng)度。 圖 3-1 旋首兩側(cè)加工 圖 3-2 旋首正面加工 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 12 圖 3-3 旋首背面加工 3.4.3 旋首的制作 背面 琴頭旋首的背面的形狀，如一滴正在下滴的水珠，每個(gè)學(xué)派對旋首的背面形狀，和兩條凹槽的處理都獨(dú)具匠心，用不同手法來表現(xiàn)各自的風(fēng)格和審美趣味，比如：尼古拉阿馬蒂的琴頭的背面形狀，使略呈三角形的，為不是一個(gè)完整的半圓，向上延伸時(shí)很快收縮，頂部比較窄小。而安斯特拉迪瓦里的琴頭背部的兩側(cè)線條，有一部分幾乎是平行的。只是到了很高的位置才突然收縮，在收縮出形成折角，他的琴頭背面的尾部是一個(gè)略帶方形的半圓弧，這個(gè)形狀又使用在背部下凹的兩條凹槽里，和琴頭正面的弦首凹槽里，這些細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)都體 現(xiàn)出那些藝術(shù)巨匠們在創(chuàng)作時(shí)刻意表現(xiàn)的一種個(gè)性。他們要求自己的作品的每一個(gè)細(xì)節(jié)，都與其他人截然不同。 3.5 本章小結(jié) 小提琴由古至今，無論在皇室，還是民間，都是一種 不可或缺 的樂器。通過時(shí)間的推移，技術(shù)的不斷積累， 師傅對小提琴的不斷改進(jìn)。從手工到機(jī)械生產(chǎn)，從單件到批量生產(chǎn)，小提琴制作業(yè)猶如百花盛開般迅猛發(fā)展。下一章將會(huì)講述小提琴琴柄銑床工作原理以及制作過程。 第 4 章 琴柄銑床設(shè)計(jì) 13 圖 4-1 琴柄銑床外觀圖 第 4章 琴柄銑床設(shè)計(jì) 4.1 琴柄銑床的情況和特點(diǎn) 根據(jù)上一章所提到的手工制作旋首， 由于手工制作效率比較低，而且加工精度不夠高，制作出來的旋首 ，人為 偏差比較大。另外，一般的普通機(jī)床加工旋首的工序比較復(fù)雜，而且由于旋首自身加工難度大，形狀與貝殼的螺旋弧度相似 ， 貝殼 的外形 是流動(dòng)的，遞進(jìn)的，哪怕是到了最細(xì)小的地方，這個(gè)遞進(jìn)依舊持續(xù)著， 所以針對琴 柄旋首 的精密加工 需要一套專用的機(jī)械設(shè)備 。通過專用琴柄銑床的加工后，不但提高了出產(chǎn)的效率，而且加工精度穩(wěn)定， 實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。 本琴柄銑床主要通過一個(gè)特別的凸輪來決定旋首的形狀， 跟配鑰匙的原理相似， 凸輪的正 面與側(cè)面邊緣在滾動(dòng)過程中不斷變化，在此變化過程中通過縱進(jìn) 機(jī) 構(gòu)的縱向移動(dòng)和擺臂機(jī)構(gòu)的橫向移動(dòng)來控制電東機(jī)的運(yùn)動(dòng)，并通過 2 級(jí)的鏈傳動(dòng)使琴頭夾具實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng) ，在電 動(dòng) 機(jī)和夾具不停運(yùn)動(dòng)的過程中， 通過刀具的銑削， 實(shí)現(xiàn)對旋首的完美加工。 這就是整個(gè)琴柄銑床的 工作原理。 圖 4-2 琴柄旋首數(shù)據(jù) 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 14 4.2 應(yīng)用 Solidworks 軟件進(jìn)行琴柄銑床零件圖 設(shè)計(jì) 4.2.1 關(guān)于零件 CH1-6 機(jī)座 建模 （ 1） 以前視面為草繪平面，選擇 【 直線工具 】 進(jìn)行繪圖 (如圖 4-4)。 （ 2） 選擇 【 拉伸凸臺(tái) 】 命令，拉伸深度為 16mm（如圖 4-5）。 圖 4-4 草圖輪廓 圖 4-5 拉伸特征設(shè)置 （ 3） 根據(jù)圖紙，以該所在平面為草繪圖面，拉伸出兩筋板，并選擇拉伸切除命令切除成下圖形狀（如圖 4-6）。 （ 4） 在筋板側(cè)面拉伸一長為 315mm，寬為 165mm，深度為 20mm 的凸臺(tái)（如圖 4-7）。 圖 4-3零件 CH1-6 機(jī)座 第 4 章 琴柄銑床設(shè)計(jì) 15 圖 4-6 生成筋板 圖 4-7 生成固定板 （ 5） 在凸臺(tái)的正面拉伸一個(gè)長為 174mm，寬為 84mm，深度為 74.1 的凸臺(tái)，并選擇 【 異型孔 】 命令，在其表面打上兩個(gè) M12 的螺紋孔（如圖 4-8）。 圖 4-8 軸承座安裝位 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 16 （ 6） 零件上部分基本完成，之后以第一個(gè)拉伸的凸臺(tái)作為草繪平面 ，根據(jù)圖紙畫出該圖形，并拉伸，深度為 8mm（如圖 4-9）。 圖 4-9 側(cè)面支承座安裝板位置 （ 7） 在同一平面上拉伸切除一個(gè)直徑為 162mm，圓心位置如圖，深度為完全貫穿的圓柱，并在該平面拉伸切除一個(gè)直徑比此圓柱大 8mm，且同心，深度為 4mm 的圓柱。（如圖 4-10、 圖 4-11） 圖 4-10 旋轉(zhuǎn)套安裝位 圖 4-11 局部放大圖 第 4 章 琴柄銑床設(shè)計(jì) 17 （ 8） 在步驟 6中拉伸的凸臺(tái)上，各打上 3 個(gè) M12 的螺紋孔。（如圖 4-12，圖 4-13） 圖 4-12 側(cè)面支承座安裝孔位置 圖 4-13 側(cè)面支承座安裝孔位置 （ 9） 在步驟 7 的平面上拉伸一薄壁圓柱，深度為 48mm，并將貫通內(nèi)圓（如圖 4-14、圖 4-15）。 圖 4-14 無縫管位置 圖 4-15 通孔切除 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 18 （ 10） 在步驟 7 的平面上拉伸一長為 90mm，寬為 40mm，深度為 6mm 的凸臺(tái)，并在該凸 臺(tái)上打 2 個(gè) M12 的螺紋孔，深度為 20mm（如圖 4-16）。 圖 4-16 擺臂機(jī)構(gòu)安裝位 （ 11） 整個(gè)零件雛形已出，通過運(yùn)用 【 鏡向 】 命令 ，將以上所作的特征，以一個(gè)面為中心面，鏡像復(fù)制出零件的另一部分（如圖 4-17,圖 4-18）。 圖 4-17 鏡向命令效果 圖 4-18 鏡向面與鏡向特征設(shè)置 第 4 章 琴柄銑床設(shè)計(jì) 19 （ 12） 在步驟 1 中拉伸的凸臺(tái)側(cè)面，緊貼步驟 4 中拉伸的凸臺(tái)的下方拉伸一凸臺(tái)，并打上 4 個(gè) M10 的螺紋孔（如圖 4-19、圖 4-20）。 圖 4-19 縱進(jìn)機(jī)構(gòu)安裝板 圖 4-20 螺紋孔位置 （ 13） 在步驟 1 中拉伸的凸臺(tái)另一側(cè)面，拉伸寬為 160mm，并與該邊緣等高的凸臺(tái)。深度為 20mm，并在其表面拉伸切除出 8 個(gè)直徑為 18mm的孔（如圖 4-21）。 圖 4-21 底座安裝孔位置 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 20 4.2.2 關(guān)于零件 CH1-7-9 軸座 建模步驟 圖 4-22 零件 CH1-7-9 軸座 （ 1） 以右視面為草繪平面，選擇 【 直線工具 】 進(jìn)行繪圖，并選擇部分輪廓進(jìn)行拉伸（如圖 4-23、圖 4-24）。 圖 4-23 輪廓草圖 第 4 章 琴柄銑床設(shè)計(jì) 21 圖 4-24 拉伸特征設(shè)置 （ 2） 選擇【拉伸凸臺(tái)】 命令 ，并運(yùn)用圖 1 草圖，選擇其他部分拉伸凸臺(tái)（如圖 4-25） 圖 4-25 拉伸特征設(shè)置 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 22 （ 3） 選擇 【 基準(zhǔn)面 】 命令，新建一個(gè)基準(zhǔn)面 1，并以該平面為草繪平面（如圖 4-26）。 圖 4-26 拉伸特征設(shè)置 （ 4） 運(yùn)用 【 轉(zhuǎn)換實(shí)體引用 】 命令，將圖 1 的草圖復(fù)制到基準(zhǔn)面 1，并運(yùn)用步驟 2 的方法 拉伸實(shí)體（如圖 4-27） 圖 4-27 拉伸特征設(shè)置 第 4 章 琴柄銑床設(shè)計(jì) 23 （ 5） 在步驟 1 拉伸的實(shí)體平面上，繪出草圖，選擇 【 拉伸切除 】 命令，切除實(shí)體，并運(yùn)用倒角命令做出兩邊倒角（如圖 4-28）。 圖 4-28 拉伸切除草圖及設(shè)置 （ 6） 在步驟 2 拉伸的實(shí)體的上表面上，繪出四個(gè)直徑為 11mm 的圓，選擇 【 拉伸切除 】 命令，切除實(shí)體（如圖 4-29）。 圖 4-29 安裝孔位置 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 24 （ 7） 最后選擇 【 筋 】 命令，在基準(zhǔn)面 1 上繪出一條直線，做出筋板（如圖 4-30）。 圖 4-30 生成筋板 4.3 應(yīng)用 Solidworks 軟件進(jìn)行琴柄銑床工程圖設(shè)計(jì) 4.3.1 關(guān)于零件 CH1-16 琴頭夾具 工程圖設(shè)計(jì) 圖 4-31 CH1-16 琴頭夾具 第 4 章 琴柄銑床設(shè)計(jì) 25 （ 1） 選擇一個(gè)正視圖方向 ； （ 2） 生成投影視圖，點(diǎn)擊 【 投影視圖 】 命令，在正視圖右側(cè) 單擊左鍵，完成右視圖放置 ； （ 3） 當(dāng)前兩個(gè)視圖還不能完全表達(dá)零件特征，所以此時(shí)需要作出 一