銑床專用夾具三維造型虛擬設計分析機械設計專業(yè)畢業(yè)設計

1、畢業(yè)設計（論文）題 目：銑床專用夾具三維造型虛擬設計分析作 者：_系 （部）：_專業(yè)班級：_目錄一緒論.11. PROE軟件模塊簡介 . 12. 夾具的概述 . 33. 國內(nèi)外計算機輔助夾具設計發(fā)展現(xiàn)狀 . 54. 課題的意義及內(nèi)容 .6二、設計課題的分析計算過程及平面圖繪制 .81.分析題目 .92. 定位裝置設計 . 93. 夾緊機構設計 . 144. 對刀裝置設計 .165. 夾具體與定位鍵 . 176. 夾具總圖上的尺寸、公差和技術要求 . 187. 加工精度分析 . 21三、 銃床夾具三維造型設計 . 25四、 .論文總結34五、 .謝辭 35六、 .主要參考資料 36七、 .附錄

2、37八、 .附文 48摘要計算機輔助夾具設計(CAFD作為CIMS集成中的一個重要環(huán)節(jié)，克服傳統(tǒng)夾具設計存在的設計周期長，設計效率低等問題，降低了設計人員的勞動強度，提高 了夾具設計的質(zhì)量，從而能夠大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高企業(yè)的市場競爭力。論文在回顧了夾具的概念、發(fā)展、組成以及國內(nèi)外應用現(xiàn)狀后，詳細介紹了 夾具的總體設計和各組成部分的設計，并著重闡述了設計研究過程中的各項所需 的關鍵技術在對國內(nèi)外眾多夾具設計系統(tǒng)進行仔細的分析研究之后，本課題確定 以專用夾具為對象，以銑床夾具為主要開發(fā)內(nèi)容，設計一種適合國內(nèi)企業(yè)現(xiàn)狀的 具有先進性和實用性的銑床夾具。運用了大量的軟件對夾具進行輔助設計，基于

3、Autocad 強大的二維繪圖能力， 對夾具進行完整的三視圖繪制，著名的 3D CAD/CAM系統(tǒng)Pro/E由于具有參數(shù)化設 計特性，在全世界范圍內(nèi)受到廣泛應用。在 Pro/E 環(huán)境下對所設計的銑床夾具進 行了三維仿真的實體造型和虛擬裝配關鍵詞：三維造型設計;Pro/e模塊;AUTOCA；計算機輔助夾具設計(CAFD)第一章 緒論1.1PR0E軟件模塊簡介本世紀的一個重大變革是全球市場的統(tǒng)一， 它使市場競爭更加激烈， 產(chǎn)品更新更快， 但是有限的資源加上消費者對復雜產(chǎn)品的需求日益增加， 使你合很難保持市場分額。 在 這種背景下，CAD計算機輔助設計）/CAM（計算機輔助制造）/CAE （計算機輔

4、助測量）技 術得到迅速普及和極大發(fā)展。海灣戰(zhàn)爭結束當年，美國評出的最具影響的十大技術中， CAD/CAM/CA技術便榜上有名。在為數(shù)眾多的 CAD/CAM/CA軟件中， 主流軟件包種類 繁多，PRO/E UG CIMATRQNMDT I DEAS MASTERCAM是個中極品，但 PRO/E工 業(yè)解決方案地位顯赫，它是美國PTC公司的拳頭產(chǎn)品，技術領先，在機械、電子、航空、 航天、郵電、兵工、紡織等各行各業(yè)都有應用，是CAD/CAM/CA域少有的頂尖“人物”。 PRO/ENGINEE軟件包的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境在支持并行工作，它通過一系列完全相關的模塊 表述產(chǎn)品的外形、裝配及其他功能。PRO/E能夠讓

5、多個部門同時致力于單一的產(chǎn)品模型。 包括對大型項目的裝配體管理、功能仿真、制造、數(shù)據(jù)管理等。其中 PRO/E V2000I 更 增加了行為建模技術使其成為把夢想變?yōu)楝F(xiàn)實的杰出工具。PRO/E的最新版本為PRO/Ewildfire3.O ，它可運行于Windows/NT和UNIX平臺上， 共有六大主模塊：（1）工業(yè)設計（CAID）模塊 工業(yè)設計模塊主要用于對產(chǎn)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?，F(xiàn)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，

6、PRO/E后階段的各個工作數(shù)據(jù)的產(chǎn)生都要依賴于實體建模所生 成的數(shù)據(jù)。包括：PRO/3DPAINT（3D建模）、PRO/ANIMATE動畫模擬）、PRO/DESIGNER（念設計）、 PRO/NETWORKANIMA網(wǎng)絡動畫合成）、PRO/PERSPECTA-SKETCH片轉(zhuǎn)三維模型）、 PRO/PHOTOREND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(guī)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(chǎn)品的需求將會大大增加。用PRO/E生成曲面

7、僅需2 步3步操作。PRO/E生成曲面的方法有：拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、掃掠、網(wǎng)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(tǒng)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、ANSk ISO和JIS等標準。包括：PRO/ASSEMBL實體裝配）、PRO/CABLING電路設計）、 PRO/PIPING（彎管鋪設）、PRO/REPOR：應用數(shù)據(jù)圖形顯示）、PRO/SCAN-TOO（物理模 型數(shù)字化）、PRO/SURFAC6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

8、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(nèi)在特征很難把握。機械零件的內(nèi)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(nèi)部的受力狀態(tài)。利用該功 能，在滿足零件受力要求的基礎上，便可充分優(yōu)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(zhì)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(jīng)濟效益。包括：PRO/FEMPOSTl限元分析）、PRO/MECHANICUSTOMLOAD自定義載荷輸入）、 PRO/MECHANICEQUATIONS第三方仿真程序連接）、PRO/MECHANICAOTION指定環(huán)境 下的裝配

9、體運動分析）、PRO/MECHANICHERMAL熱分析）、PRO/MECHANICARE MODEL（車輪動力仿真）、PRO/MECHANICABRATION（震動分析）、PRO/MESH （有限元網(wǎng)格劃 分）。（4）制造（CAM）模塊在機械行業(yè)中用到的CAM制造模塊中的功能是 NC Machining（數(shù)控加工）。說到數(shù) 控功能，就不能不提八十年代著名的“東芝事件” 。當時，蘇聯(lián)從日本東芝公司引進了 一套五座標數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)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(tǒng)完全失效，損失慘重。東芝公司因違反“巴統(tǒng)”協(xié)議，擅自出口高技 術，受到了嚴厲的制裁。在這一事件

10、中出盡風頭的CAMMA軟件就是一種數(shù)控模塊。PRO/ES的數(shù)控模塊包括： PRO/CASTING鑄造模具設計）、PRO/MFG電加工）、 PRO/MOLDESIGJ塑料模具設計）、PRO/NC-CHECKNC仿真）、PRO/NCPOSTCNC程序生 成）、 PRO/SHECreate Solid Cut Extrude I solid I Donef One side I Done 選擇特征的上表面 f 選擇Okay以確認切除方向朝向下 f Bottomf 選擇Bottom參考面：圓柱的下表面f 繪制所要的剖面 f Regenerate I Donef 選擇Okay以確認切除方向朝向下f Th

11、ru All IDonef 在特征建立對話框中單擊 OK按鈕f 完成Cut的建立步驟6 以同樣的方法建立側(cè)面的銷孔特征完成造型如圖6-4所示圖6-46.5 :夾具體的創(chuàng)建過程步驟1建立默認基準面File/New Create Datum Pla ne Default產(chǎn)生默認基準面 DTM1 DTM2 DTM3步驟 2 建立夾具體的大體特征Create solid Protrusio n Extrusio n ISolid I DoneOne Side I Done 選擇繪圖平面： DTM2選擇Okay以確定實體體積往上（即丫方向）延伸 Bottom 選擇 Bottom 參考面： DTM3繪制所

12、要拉伸的剖面 Regenerate I DoneBlind I Done 輸入特征的寬度在特征建立對話框中單擊 OK按鈕 完成 Protrusion 的建立步驟 3 以 Cut 方式建立夾具體的固定特征Create Solid Cut Extrude I solid I Done One side Done 選擇分度盤放置的平面 選擇Okay以確認切除方向朝向下 Bottom 選擇 Bottom 參考面：夾具體的側(cè)面 繪制所要的剖面 Regenerate Done選擇Okay以確認切除方向朝向下Blind IDone 輸入特征的深度 150在特征建立對話框中單擊 OK按鈕完成Cut的建立步驟

13、4 以 Cut 的方式建立步驟 3特征上的螺釘固定孔Create Solid Cut Extrude solid Done One sideDone 選擇底板平面 選擇Okay以確認切除方向朝向下 Bottom 選擇 Bottom 參考面：夾具體的側(cè)面 繪制所要的剖面 Regenerate Done-選擇Okay以確認切除方向朝向下-Thru All IDone-在特征建立對話框中單擊 OK按鈕- 完成 Cut 的建立步驟 5 Mirror 步驟 4 建立的特征Feature Copy New Refs I Mirror I Select IIndependentI Done-選擇步驟 2建立

14、的特征 - Done Sel - 選擇基準面 DTM2 - Done步驟 6 建立止推銷底座Create solid Protrusio n Extrusio n ISolid I Done-One Side Done-選擇繪圖平面：步驟 3建立的特征的上表面 -選擇Okay以確定實體體積往上（即丫方向）延伸-Bottom - 選擇 Bottom 參考面：夾具體的任意側(cè)面 - 繪制所要拉伸的剖面 - Regenerate Done-THR Next Done-在特征建立對話框中單擊 OK按鈕- 完成 Protrusion 的建立 步驟 7 建立夾具體油缸空腔以類似步驟 4 建立的方法建立步驟

15、8 在夾具體上的上表面建立 V 型塊的螺釘固定孔Create - Solid - Cut - Extrude solid Done-One sideDone- 選擇夾具體側(cè)面 選擇Okay以確認切除方向朝向內(nèi)Top- 選擇 Top 參考面：夾具體的上表面 - 繪制所要的剖面 - Regenerate Done-選擇Okay以確認切除方向朝向下-Blind IDone - 輸入深度 5-完成Cut的建立Feature Create Solid Cut Advaneed I Solid I Done Helical Swp I Done ConstantI Norm To Traj I Right Handed I Done-Setup New - Make Datum - Through - pick選擇A_5中心軸Done- 繪制軌跡線和中心線 - regenerate Done- 輸入導程 1.5 - 按回車-虛線交點處繪