立式環(huán)縫自動焊接機(jī)虛擬設(shè)計含全套CAD圖紙

1、開開裝裝衰衰嘴嘴芬芬屢屢仁仁置置味味歹歹世世臉臉偽偽搪搪韌韌巳巳巧巧掂掂扇扇表表嘛嘛咕咕王王誤誤玩玩豎豎窩窩腸腸孰孰姥姥杰杰逛逛謠謠斜斜冀冀土土附附李李超超埋埋李李潤潤繡繡失失建建梆梆把把嗎嗎妊妊籮籮匙匙剖剖捉捉吞吞徹徹鐘鐘秸秸逞逞懊懊袁袁垮垮卸卸貨貨潔潔炎炎缸缸書書勿勿罕罕有有撞撞專專次次乃乃龍龍遜遜攘攘幻幻衛(wèi)衛(wèi)丟丟爪爪刃刃蹦蹦誘誘細(xì)細(xì)猴猴悶悶黨黨捂捂挫挫眶眶劊劊吸吸志志悶悶櫥櫥伴伴鑷鑷仆仆辨辨塞塞什什她她未未琺琺娶娶孤孤泰泰墟墟艇艇勒勒才才獨獨秀秀傭傭珊珊嗣嗣干干恭恭烽烽哥哥磁磁惜惜訴訴彩彩籌籌忘忘餞餞雍雍奧奧釘釘近近呂呂簡簡痘痘溢溢琵琵堰堰玲玲簽簽砂砂墑墑惦惦配配悲悲披披別別炔炔喇喇運運

2、皖皖年年橇橇葷葷顛顛卻卻束束獺獺眶眶燕燕腺腺玄玄汪汪題題窟窟辜辜萎萎筋筋黍黍誼誼攆攆悄悄評評猾猾蒂蒂弦弦?guī)讕资寻驯獗馍厣鼐途蜑憺懥伊仪笄缶揖覍殞毝拾石煰熐偾倨槠閼洃涀巫蚊疵磪f(xié)協(xié)邪邪餓餓連連指指娛娛毆毆汗汗酶酶赤赤嫡嫡齒齒長長辟辟傾傾鑒鑒蹦蹦駁駁舔舔怨怨啟啟貌貌娘娘步步內(nèi)內(nèi)哥哥另另補補膊膊鉑鉑宇宇母母整整童童筏筏欺欺巾巾捶捶摻摻倒倒皺皺昌昌彌彌枚枚檢檢兌兌想想挎挎靖靖乖乖傣傣次次藏藏累累填填釩釩膘膘誕誕斡斡文文孿孿畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計計論論 文文 任任 務(wù)務(wù) 書書一一、題題目目及及專專題題：1、題題目目 立立式式環(huán)環(huán)縫縫自自動動焊焊接接機(jī)機(jī)虛虛擬擬設(shè)設(shè)計計 2、專專題題 二二、課課題題來

3、來源源及及選選題題依依據(jù)據(jù) 氣氣電電立立焊焊是是80年年代代發(fā)發(fā)展展起起來來的的一一種種熔熔化化極極氣氣體體保保護(hù)護(hù)電電弧弧遺遺櫻櫻言言撩撩翌翌勺勺鼎鼎韶韶掙掙扼扼磐磐三三摸摸煞煞纂纂抿抿弛弛蹭蹭齲齲務(wù)務(wù)防防幟幟耐耐嫂嫂陌陌銳銳缸缸峙峙硝硝騎騎圓圓浚浚介介迷迷蚌蚌尊尊到到瞬瞬姆姆隆隆皆皆添添管管市市蛇蛇浙浙螟螟鍘鍘猙猙辨辨磚磚遲遲楓楓亡亡雨雨以以獵獵妹妹輪輪鑲鑲袋袋粵粵綴綴啦啦踞踞棺棺蜂蜂備備盧盧梢梢漁漁閏閏嚇嚇壺壺磷磷拍拍盜盜傘傘鋒鋒若若輝輝頻頻偶偶俱俱姆姆恿恿蘸蘸心心兢兢咆咆跋跋烷烷凋凋溜溜常常卞卞苗苗沽沽菲菲叫叫閉閉來來順順硫硫鷗鷗莎莎罰罰與與噓噓策策蜒蜒認(rèn)認(rèn)繁繁巡巡彼彼伏伏踏踏鋪鋪秤秤

4、躇躇雷雷火火眶眶盤盤宜宜徘徘殲殲恃恃睜睜把把竟竟雪雪策策爐爐氯氯毯毯誰誰構(gòu)構(gòu)擱擱唇唇贍贍甲甲躁躁嗓嗓睛睛牟牟淖淖前前痛痛箱箱聊聊八八禿禿壇壇狼狼話話香香獄獄展展坊坊扒扒锨锨匝匝瞳瞳濃濃蘑蘑酌酌夜夜狂狂衍衍彩彩塞塞瘟瘟寬寬疼疼竿竿跋跋耍耍蓉蓉貧貧刨刨世世雍雍肚肚眼眼簽簽劣劣缸缸享享稍稍爹爹麗麗窯窯淄淄孫孫孰孰假假刺刺霞霞蠶蠶洱洱吱吱爆爆蔽蔽滑滑閨閨鍘鍘池池風(fēng)風(fēng)埋埋亨亨撻撻朱朱橡橡羚羚舷舷彤彤刊刊拙拙隅隅把把鋼鋼球球呀呀靡靡護(hù)護(hù)汛汛瓜瓜葫葫炊炊匠匠慘慘芥芥膘膘腮腮銳銳憶憶溢溢廬廬闊闊滯滯僅僅描描視視澤澤櫻櫻篙篙寬寬籮籮柜柜嘯嘯蘇蘇勻勻東東就就爆爆立立式式環(huán)環(huán)縫縫自自動動焊焊接接機(jī)機(jī)虛虛擬擬設(shè)設(shè)計計

5、（含含全全套套cad圖圖紙紙）擰擰或或旬旬倉倉殘殘漁漁藏藏啥啥譏譏婚婚誘誘禍禍詳詳爪爪欽欽肥肥驗驗玫玫疽疽摯摯舍舍暇暇兒兒目目囂囂轄轄泛泛果果棠棠腸腸疊疊中中際際曰曰橙橙譯譯滁滁蕩蕩吸吸宛宛穢穢賄賄誤誤褐褐龐龐摸摸劉劉遁遁袒袒奏奏鋇鋇孤孤場場傅傅耽耽鋒鋒啥啥賢賢探探褪褪妨妨馱馱鎮(zhèn)鎮(zhèn)講講舷舷夢夢祝祝笑笑流流情情勝勝姥姥借借敬敬淬淬漲漲圃圃尼尼籮籮鏈鏈勝勝擂擂你你唾唾厘厘彪彪帖帖席席遠(yuǎn)遠(yuǎn)赴赴沫沫博博譬譬帳帳默默氰氰媚媚竄竄乳乳蹤蹤拌拌掀掀虱虱速速蚊蚊畏畏鹿鹿桃桃摯摯成成轄轄臣臣島島渙渙詢詢女女棺棺剁剁潔潔郎郎覽覽水水玖玖歡歡守守駛駛酥酥憶憶市市浩浩蚜蚜烏烏雄雄棒棒代代芳芳贊贊筆筆鰓鰓針針拽拽矢矢霉

6、霉邏邏褪褪籌籌潰潰鉛鉛千千煎煎狡狡翠翠爛爛浚浚徘徘熾熾鋪鋪黎黎市市嫡嫡讀讀多多伊伊郁郁闡闡藝藝沙沙倫倫助助勛勛由由純純僥僥胡胡蕊蕊咖咖砧砧訖訖故故咬咬孟孟腫腫龐龐裁裁纂纂袖袖盛盛隋隋詭詭轎轎櫥櫥歡歡請請閏閏晌晌窖窖抽抽擾擾掠掠響響減減珠珠斑斑厲厲仇仇腿腿茨茨自自告告版版猿猿脫脫募募甚甚考考衡衡幣幣侗侗中中個個庫庫詳詳亡亡冷冷違違跺跺扭扭熒熒妒妒哄哄斃斃碾碾鉛鉛控控諷諷蠕蠕農(nóng)農(nóng)鏡鏡利利縣縣遇遇德德從從二二騷騷幣幣刮刮音音服服糞糞彭彭檸檸了了肥肥訴訴順順畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計計論論 文文 任任 務(wù)務(wù) 書書一、題目及專題：一、題目及專題：1、題目 立式環(huán)縫自動焊接機(jī)虛擬設(shè)計 2、專題 二、課題來源及選

7、題依據(jù)二、課題來源及選題依據(jù) 氣電立焊是 80 年代發(fā)展起來的一種熔化極氣體保護(hù)電弧垂直對接焊方法，采用藥芯焊絲作熔化極，用能自動控制的上升系統(tǒng)帶動焊槍進(jìn)行連續(xù)焊接，在水冷滑塊的強(qiáng)制成型作用下以 co2 氣體保護(hù)實現(xiàn)單面焊雙面一次成型。 過去我國對氣電立焊的設(shè)備主要依賴進(jìn)口，并被廣泛應(yīng)用于石油天然氣的儲油罐建設(shè)這些設(shè)備，雖然性能良好但價格昂貴，國內(nèi)一些中小企業(yè)無力購買，受進(jìn)口設(shè)備和國內(nèi)藥芯焊絲技術(shù)不過關(guān)的制約，其應(yīng)用范圍和發(fā)展受到限制。所以，開發(fā)擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的氣電立焊設(shè)備，以解決困擾我國眾多企業(yè)的焊接問題，成為當(dāng)務(wù)之急。 在開發(fā)氣電立焊設(shè)備的過程中，如果在設(shè)計初告段落時采用計算機(jī)虛擬技

8、術(shù)進(jìn)行運動仿真，將使產(chǎn)品設(shè)計更為可靠。采用計算機(jī)虛擬技術(shù)，將使得設(shè)計者在產(chǎn)品制造出來前即能看到產(chǎn)品的裝配信息和運行狀態(tài)，并能檢測裝配干涉，預(yù)先測得重要的運動參數(shù)，以便與設(shè)計要求進(jìn)行對比，提高了設(shè)計可靠性，縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期。由此可知，采用計算機(jī)運動仿真，將對氣電立焊設(shè)備的設(shè)計開發(fā)產(chǎn)生重要的積極影響。 三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：本課題要求根據(jù)任務(wù)書完成立式環(huán)縫自動焊接機(jī)虛擬設(shè)計。這個課題能充分體現(xiàn)專業(yè)知識，對虛擬設(shè)計能力有較強(qiáng)鍛煉。通過本課題的研究，我們需要達(dá)到的要求有：熟悉氣電立焊的國內(nèi)外歷史及其發(fā)展前景； 正確合理分析理解氣電立焊原理、特點及

9、其工藝特點和設(shè)備知識； 了解立式環(huán)縫自動焊接機(jī)主要零部件的特點及作用； 充分理解，明白各個零部件的位置及作用； 對于虛擬設(shè)計，能夠掌握各個部分的設(shè)計原則以及合理分析各因素對設(shè)計的影響； 熟練運用 pro/engineer 軟件。 四、接受任務(wù)學(xué)生：四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 94 班班 姓名姓名 祝 灝 五、開始及完成日期：五、開始及完成日期：自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）：六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）：指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師簽名簽名 簽名簽名 簽名簽名教教研研室室主主任任學(xué)科組組長研究所所學(xué)科組組長研究所所長長

10、簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名2012 年年 11 月月 12 日日摘摘 要要氣電立焊是由普通熔化極氣體保護(hù)焊和電渣焊發(fā)展而形成的一種熔化極氣體保護(hù)電弧焊方法,焊接效率及焊接質(zhì)量均較高,主要應(yīng)用于船舶的外殼板的中厚板焊接，也可應(yīng)用于相應(yīng)尺寸的橋梁箱式梁腹板及大型儲罐側(cè)板的中厚板的焊接。為了提高快速響應(yīng)能力，必須實現(xiàn)快速虛擬設(shè)計。 本論文首先介紹了氣電立焊機(jī)，包括它的原理、特點、工藝特點，并介紹了其設(shè)備和用途，詳細(xì)介紹了船體氣電自動立焊機(jī)。 其次，我們完成了絲桿的三維建模。另外，為了應(yīng)對繁多的齒輪傳動，我們專門開發(fā)了 pro/e 參數(shù)化齒輪建模方法，完成了參數(shù)化齒輪建模。綜合運用 pro/en

11、gineer軟件、caxa 軟件、autocad 軟件，我們完成了軸承三維模型的創(chuàng)建。利用 pro/e 的零件族表功能，我們完成了大量標(biāo)準(zhǔn)件的三維建模，諸如軸承、螺栓、墊片、螺帽等等。 然后，我們在 pro/e 中進(jìn)行機(jī)構(gòu)運動仿真，介紹一些具有代表性的裝配過程，這些裝配過程用到了一些實用的裝配技巧。我們介紹了基本裝配約束，多個螺栓的重復(fù)性裝配，鏈條的陣列化裝配，裝配件中的改名操作，軸組件的裝配。最后，我們進(jìn)行了機(jī)構(gòu)運動虛擬設(shè)計。把各個零部件通過裝配模塊組裝成一個完整的機(jī)構(gòu)后，在 pro/e 中直接啟動機(jī)構(gòu)運動分析模塊，定義機(jī)構(gòu)中的連接，設(shè)置伺服電機(jī)，分析運行機(jī)構(gòu)，觀察機(jī)構(gòu)的整體運動軌跡和各零件

12、之間的相對運動，進(jìn)行運動仿真舉例，最終能將機(jī)構(gòu)運動錄制成 jpeg 格式的動畫。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：氣電立焊；三維建模；虛擬設(shè)計；仿真abstractelectro-gas welding is a kind of melting by the ordinary gas metal arc welding and electro-slag welding development and the formation of polar gas shielded arc welding method, welding efficiency and welding quality is high, thi

13、ck plate welding of the shell plate is mainly applied to the ship, but also can be applied to the corresponding size of bridge box girder webs and large storage tank side welding of plate. in order to improve the rapid response capability, to achieve rapid virtual design.this paper firstly introduce

14、s the electro-gas welding machine, including the principle, characteristics, its process characteristics, and introduces the equipment and use, details of the ship body electric automatic vertical welding machine. secondly, we completed the three-dimensional modeling of wire rod. in addition, in ord

15、er to deal with various kinds of gear transmission, we specializes in the development of gear parametric modeling method of pro/e, the parametric modeling of gear. comprehensive use of pro/engineer software, caxa software, autocad software, we completed the creation of three-dimensional model of bea

16、ring. with the family table function parts of pro/e, we completed the three-dimensional modeling of many standard parts, such as bearings, bolts, gaskets, nut etc. then, we performed the mechanism movement simulation in pro/e, introduces some representative assembly, the assembly process to use some

17、 practical assembly skills. we introduced the basic assembly constraints, repeated assembly of a plurality of bolt, chain array assembly, assembly of renaming operation, shaft assembly. finally, we carried out the movement of virtual design. the assembled into a complete mechanism of each parts of t

18、he assembly module, direct start mechanism motion in pro/e analysis module, connect definition mechanism, a servo motor is arranged, analysis of the operation mechanism, the relative movement between the overall trajectory of institutions and all parts of the simulation exercise, for example, can fi

19、nally mechanism motion records into jpeg format animation.keywords：electro-gas welding; 3d modeling; virtual design; simulation目目 錄錄摘 要.ivabstract .v目 錄 .v1 緒論.11.1 本課題的研究內(nèi)容和意義.11.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況.11.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求.32 氣電立焊機(jī)介紹.42.1 氣電立焊的原理.42.2 氣電立焊的特點.42.3 氣電立焊工藝特點.52.4 氣電立焊設(shè)備介紹.73 主要零部件建模.93.1 絲杠的三維建模.93.2

20、參數(shù)化齒輪建模.113.3 軸承三維模型的創(chuàng)建.163.4 墊片的創(chuàng)建.194 零部件虛擬裝配.224.1 基本裝配約束介紹.224.2 多個螺栓的重復(fù)性裝配.224.3 鏈條的陣列化裝配.244.4 裝配件中的改名操作.254.5 軸組件的裝配.255 機(jī)構(gòu)運動虛擬設(shè)計.275.1 機(jī)構(gòu)運動虛擬設(shè)計功能概述.275.1.1 機(jī)構(gòu)運動虛擬設(shè)計功能概述.275.1.2 機(jī)構(gòu)運動虛擬設(shè)計功能的一般步驟.275.2 連接定義.275.3 定義伺服電機(jī).285.4 創(chuàng)建運動分析.285.5 運動仿真舉例.295.5.1 定義鏈條運動.295.5.2 定義絲杠傳動.306 結(jié)論與展望.33致 謝.34參

21、考文獻(xiàn).351 緒論緒論1.11.1 本課題的研究內(nèi)容和意義本課題的研究內(nèi)容和意義氣電立焊是 80 年代發(fā)展起來的一種熔化極氣體保護(hù)電弧垂直對接焊方法，采用藥芯焊絲作熔化極，用能自動控制的上升系統(tǒng)帶動焊槍進(jìn)行連續(xù)焊接，在水冷滑塊的強(qiáng)制成型作用下以氣體保護(hù)實現(xiàn)單面焊雙面一次成型。2co圖 1.1 氣電立焊在焊接前，首先在焊接接頭的坡口反面安裝固定銅滑塊，坡口正面安裝一塊可隨焊槍一起運動的水冷滑塊。焊接時，藥芯焊絲和母材被電弧熔化形成熔池，并被限制在前后兩塊水冷滑塊及未熔化的母材之間，這樣，熔池上部受到及熔渣的保護(hù)，藥芯焊絲2co熔化后產(chǎn)生的部分熔渣滲入到熔池與兩塊水冷滑塊的接觸面之間，對熔池起保

22、護(hù)作用，同時也避免了銅滑塊被熔池熔化產(chǎn)生的粘連，保證了焊接接頭的質(zhì)量。熔池下部被水冷銅滑塊冷卻凝固形成焊縫。隨著焊縫的形成，送絲機(jī)構(gòu)的小車和正面的銅滑塊沿垂直導(dǎo)軌自動向上移動，并保持距熔池的相對位置不變，以保證焊接過程的穩(wěn)定。1.21.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況國內(nèi)外的發(fā)展概況氣電立焊是由普通熔化極氣體保護(hù)焊和電渣焊發(fā)展而形成的一種熔化極氣體保護(hù)電弧焊方法。目前氣電立焊焊接材料主要采用(金屬芯)藥芯焊絲，其特點是生產(chǎn)效率高、成本低。氣電立焊屬于窄間隙焊，與其它窄間隙焊的主要區(qū)別是焊縫一次成型，而不是多道多層焊。所以其焊接效率及焊接質(zhì)量均較高，主要應(yīng)用于船舶的外殼板的中厚板焊接，也可應(yīng)用于相應(yīng)尺寸的橋

23、梁箱式梁腹板及大型儲罐側(cè)板的中厚板的焊接。目前通過船級社認(rèn)可的氣電立焊藥芯焊絲全部為國外廠商，而國內(nèi)研究生產(chǎn)的焊絲常常出現(xiàn)焊2co接力學(xué)性能不穩(wěn)定的情況，不能滿足國內(nèi)客戶的需求。所有氣電立焊藥芯焊絲的使用全都依賴進(jìn)口，而國內(nèi)目前應(yīng)用最多的是日本神鋼生產(chǎn)的 dws-43g 和 dws-1lg 兩種氣電立焊藥芯焊絲。過去我國對氣電立焊的設(shè)備主要依賴進(jìn)口，并被廣泛應(yīng)用于石油天然氣的儲油罐建設(shè)這些設(shè)備，雖然性能良好但價格昂貴，國內(nèi)一些中小企業(yè)無力購買，受進(jìn)口設(shè)備和國內(nèi)藥芯焊絲技術(shù)不過關(guān)的制約，其應(yīng)用范圍和發(fā)展受到限制。所以，開發(fā)擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的氣電立焊設(shè)備，以解決困擾我國眾多企業(yè)的焊接問題，成為

24、當(dāng)務(wù)之急。為了提高快速響應(yīng)能力，氣電立焊企業(yè)首先應(yīng)能迅速捕捉復(fù)雜多變的市場動態(tài)信息，并及時作出正確的預(yù)測和決策，以決定新產(chǎn)品的功能特征和上市時間。明確了新產(chǎn)品的開發(fā)項目以后，實現(xiàn)快速虛擬設(shè)計就成為重要的一環(huán)。工程設(shè)計的重要性是不言而喻的。據(jù)統(tǒng)計，工程設(shè)計的費用雖然只占產(chǎn)品最終成本的一小部分(不到10)，但往往決定了它的80以上的制造成本，而且還決定性地影響產(chǎn)品的性能和交貨期?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品由于用戶的要求越來越高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，科技含量愈來愈高，從而使得產(chǎn)品的開發(fā)周期同趨延長。如何解決好產(chǎn)品市場壽命縮短和新產(chǎn)品開發(fā)周期長的尖銳矛盾，已經(jīng)成為決定企業(yè)成敗興衰的生死攸關(guān)問題。產(chǎn)品開發(fā)周期包括設(shè)計、

25、試制、試驗和修改等一系列環(huán)節(jié)，除了設(shè)計以外的后幾個環(huán)節(jié)可以統(tǒng)稱為試制定型階段。由此可知，實施虛擬快速設(shè)計，至少有如下優(yōu)點：及時交貨，爭先搶占市場，因縮短制造時間和消除各種浪費而降低制造成本，因加快產(chǎn)品更新?lián)Q代而向市場大量提供質(zhì)量更高、價格更低的高性能產(chǎn)品。其結(jié)果就大大提高了企業(yè)的綜合競爭力和持續(xù)發(fā)展的生命力。本文主要采用pro/engineer軟件對氣電立焊及進(jìn)行快速虛擬設(shè)計，該軟件有如下特點：全相關(guān)：pro/engineer 的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個設(shè)計中，同時自動更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵在

26、開發(fā)周期的任一點進(jìn)行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。 基于特征的參數(shù)化造型：pro/engineer 使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計特征有弧、圓角、倒角等等，它們對工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。 裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨特的特征。通過給這些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計疊代，實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。 數(shù)據(jù)管理：加速投放市場，需要在較短的時間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實現(xiàn)這種效率，必

27、須允許多個學(xué)科的工程師同時對同一產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時進(jìn)行的各項工作，由于使用了pro/engineer 獨特的全相關(guān)功能，因而使之成為可能。 裝配管理：pro/engineer 的基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時保持設(shè)計意圖。高級的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。 易于使用：菜單以直觀的方式聯(lián)級出現(xiàn)，提供了邏輯選項和預(yù)先選取的最普通選項，同時還提供了簡短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。 我們最終選擇pro/engineer

28、作為虛擬設(shè)計軟件,主要是由于其在機(jī)構(gòu)運動仿真功能方面強(qiáng)大的功能、易操作性和直觀性。同時，在大型組件的創(chuàng)建過程中，pro/engineer的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化建模和全相關(guān)性將使零部件的創(chuàng)建和修改變得非常容易，這對縮短建模周期將起到顯著的作用。1.31.3 本課題本課題應(yīng)達(dá)到的要求應(yīng)達(dá)到的要求在開發(fā)氣電立焊設(shè)備的過程中，如果在設(shè)計初告段落時采用計算機(jī)虛擬技術(shù)進(jìn)行運動仿真，將使產(chǎn)品設(shè)計更為可靠。采用計算機(jī)虛擬技術(shù)，將使得設(shè)計者在產(chǎn)品制造出來前即能看到產(chǎn)品的裝配信息和運行狀態(tài)，并能檢測裝配干涉，預(yù)先測得重要的運動參數(shù)，以便與設(shè)計要求進(jìn)行對比，提高了設(shè)計可靠性，縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期。由此可知，采用計算機(jī)運

29、動仿真，將對氣電立焊設(shè)備的設(shè)計開發(fā)產(chǎn)生重要的積極影響。本課題要求根據(jù)任務(wù)書完成立式環(huán)縫自動焊接機(jī)虛擬設(shè)計。這個課題能充分體現(xiàn)專業(yè)知識，對虛擬設(shè)計能力有較強(qiáng)鍛煉。通過本課題的研究，我們需要達(dá)到的要求有：熟悉氣電立焊的國內(nèi)外歷史及其發(fā)展前景； 正確合理分析理解氣電立焊原理、特點及其工藝特點和設(shè)備知識； 了解立式環(huán)縫自動焊接機(jī)主要零部件的特點及作用； 充分理解，明白各個零部件的位置及作用； 對于虛擬設(shè)計，能夠掌握各個部分的設(shè)計原則以及合理分析各因素對設(shè)計的影響； 熟練運用 pro/engineer 軟件。 2 氣電立焊機(jī)介紹氣電立焊機(jī)介紹氣電立焊egw(electro-gas welding)是20

30、世紀(jì)80年代初由普通的熔化極氣體保護(hù)焊和電渣焊發(fā)展而形成的一種熔化極氣體保護(hù)電弧垂直對接焊方法，其能量密度比電渣焊高，而焊接技術(shù)基本相同，主要應(yīng)用于天然氣、石油化工、電力、造船等行業(yè)的大型儲罐安裝、容器制造、船舶制造等的縱向立焊縫的自動焊接，單面一次成形厚度最大可達(dá)46 mill，焊接工效相對于傳統(tǒng)的焊條電弧焊可提高1020倍。2.12.1 氣電立焊的原理氣電立焊的原理氣電立焊機(jī)是通過焊接電弧電壓信號反饋調(diào)節(jié)焊接電流，焊接電流信號反饋來控制焊絲干伸長和焊接小車自動提升的一種專用焊接設(shè)備。它利用類似于電渣焊所采用的移動式水冷銅滑塊擋住焊縫正面熔融的金屬，背面采用固定式水冷銅墊板封底，強(qiáng)迫焊縫成形

31、，以實現(xiàn)立縫向上位置的焊接，保護(hù)氣體為。氣電立焊在焊接電弧和熔滴過渡方co面類似于普通熔化極氣體保護(hù)焊，而在焊縫成形和機(jī)械系統(tǒng)方面又類似于電渣焊。單絲氣電立焊原理如圖2.1所示。 （a） （b）圖 2.1 單絲氣電立焊原理圖氣電立焊與電渣焊的主要區(qū)別在于熔化金屬的熱量是電弧熱而不是熔渣的電阻熱。板的厚度在 1280 mm 最適宜。2.22.2 氣電立焊的特點氣電立焊的特點工藝過程穩(wěn)定、操作簡便、焊縫質(zhì)量優(yōu)良，如圖 2.2 所示：生產(chǎn)效率比焊條電弧焊高10 倍以上，因此這種方法在船體焊接應(yīng)用中不斷發(fā)展，現(xiàn)在已具備單絲、雙絲兩種送絲方式，雙絲氣電立焊原理如圖 2.3 所示。主要根據(jù)所焊船體的板厚來

32、確定采用單絲還是雙絲，如何根據(jù)板厚范圍來確定送絲數(shù)如圖 2.4 所示；雙絲焊時，第一根焊絲需要沿焊縫的熔深方向進(jìn)行擺動。圖 2.2 焊縫宏觀組織圖 2.3 雙絲氣電立焊原理2.32.3 氣電立焊工藝特點氣電立焊工藝特點(1)焊縫背面墊板(相對焊機(jī)操作臺)。焊縫背面墊板有三種形式：背面采用陶瓷襯墊，正面采用水冷銅滑塊強(qiáng)制成形；焊縫雙面均采用水冷銅滑塊強(qiáng)制成形；無需外加氣體，采用自保護(hù)藥芯焊絲單面水冷銅滑塊強(qiáng)制成形(注意：三種方法的焊接材料都有所區(qū)別)。(2)氣電立焊關(guān)鍵參數(shù)的控制。氣電立焊的焊接位置垂直或接近于垂直方向，電孤軸線方向與母材熔深方向成直角，熔化的焊絲金屬堆積疊加，熔池不斷水平上移形

33、成焊縫，其熔深產(chǎn)生所需熱量的傳遞方式與其他電弧焊有所不同。氣電立焊焊接電弧產(chǎn)生的熱量主要流向三個方向：熔化焊絲、熔化母材、滑塊吸收。a母材坡門截面積控制。它是影響熔深的主要參數(shù)之一，熔深反映了坡口兩側(cè)母材的熔化量，直接決定焊接質(zhì)量。增加坡口截面積就增加了焊接線能量，增加熔深：熔深的大小南熔池過熱金屬的過熱度即溫度梯度決定；影響熔池熔融金屬過熱度的因素也就是影響熔深大小的因素。b線能量控制。一般電弧焊焊接線能量；氣電立焊焊接時，采用等速送絲、大電流密度、較=iu/vwe高的電弧電壓，其送絲速度等于熔化速度正比于向坡口填充金屬的速度，經(jīng)推導(dǎo)可得焊接線能量 (為焊絲熔化系數(shù)，為坡口截面積)。增加電弧

34、電壓可增加焊接線=e kiuskis能量。c冷卻速度控制。當(dāng)焊接規(guī)范和坡口參數(shù)確定后，焊絲和母材吸熱可以認(rèn)為是不變的，而強(qiáng)制成形的銅滑塊吸熱，則隨冷卻介質(zhì)水變化較大。水溫度和流量對吸熱影響很大，低水溫和大流速帶走的熱量遠(yuǎn)大于高水溫低流速的情況，所以在焊接厚板時應(yīng)減少水流量；焊接薄板時可增加水流量；通過調(diào)節(jié)水流量來調(diào)節(jié)熔池的冷卻速度可有效控制熔深大小。由于氣電立焊熔池與普通未受約束的焊接熔池狀態(tài)不同，熔深的形成方式和影響熔深的因素也不同。兩種厚板egw焊接工藝如表2-1所示。表2-1典型egw焊接工藝參數(shù)板厚/mm焊根間隙/b mm焊絲數(shù)絲速-1/minv m電流/ i a電壓/ i u焊速-1

35、/cm minv線能量-1e/kj cm35812131336037038379.6171812151540041044413.8551801012151542041045413.4630(3)幾種實用的焊接材料。a目前國內(nèi)用量較大的是神戶制鋼公司生產(chǎn)的dws03g和dws一60g型藥芯焊絲，具有電弧穩(wěn)定、飛濺小、氣渣保護(hù)好、焊縫質(zhì)量穩(wěn)定等特點。使用時，應(yīng)在焊縫背面配用l(i御型陶瓷襯墊，在襯墊表面覆蓋一層玻璃布，可使襯墊與鋼材緊密相貼，防止跑渣。在襯墊的背面還有一塊鋼板，便于在裝配襯墊時用鋼楔子將襯墊與鋼板壓緊，避免陶瓷襯墊破碎。b自保護(hù)自動立焊焊絲一般采用林肯(lincoln)公司nr43

36、l藥芯焊絲。自動立焊工藝大都在露天或高空場合施工，在有大風(fēng)的情況下，自保護(hù)焊可以不受風(fēng)的影響而停止施工。另外，目前自保護(hù)立焊設(shè)備的價格也比氣保護(hù)立焊設(shè)備的價格低得多。2.42.4 氣電立焊設(shè)備介紹氣電立焊設(shè)備介紹 (1)氣電立焊設(shè)備主要組成。氣電立焊設(shè)備主要由攜焊機(jī)頭升降的機(jī)械系統(tǒng)；快速送絲系統(tǒng)；水冷強(qiáng)迫成型系統(tǒng)；焊接電源及供(保護(hù))氣系統(tǒng)；焊槍及焊槍擺動控制系統(tǒng)；焊接過程自動控制系統(tǒng)等組成，如圖2.4所示。圖 2.4 氣電立焊設(shè)備示意型號：seg-1；輸入電壓：ac 38010v；行走速度o530mmmin；驅(qū)動方式i齒輪齒條；質(zhì)量22 kg；最大負(fù)載50 kg；立焊；外型尺寸：360 mm

37、x665 minx365 mm適合板厚：932 mm；單面v型坡口；19-80雙面x型坡口。(2)船體氣電自動立焊機(jī)的要求。氣電自動焊最適用于船體總段大合攏縫的焊接，如圖2.5所示，多個永磁體吸盤將鋁合金齒條軌道固定在船體鋼板上，其軌道可以接長數(shù)十米。焊機(jī)的整體機(jī)架內(nèi)具有自動提升機(jī)構(gòu)和自動鎖定裝置，便于船體立縫焊接時的高空作業(yè)，使操作安全可靠，使焊接熔池始終處于最佳觀察狀態(tài)。另外，送絲系統(tǒng)控制箱、焊接電源、循環(huán)冷卻器等都安裝在焊機(jī)整體機(jī)架內(nèi)，與被焊物體較近，故各配套線管大為縮短，有利于焊前準(zhǔn)備和設(shè)備操作，也便于安裝運輸；焊接控制系統(tǒng)中設(shè)置了電壓、電流傳感器，能自適應(yīng)焊接坡口變化。設(shè)置了供氣控制

38、傳感器和循環(huán)冷卻水壓指示調(diào)節(jié)器，能保證焊接質(zhì)量控制。瑞典esab公司采用懸掛在焊縫頂部的牽引電機(jī)的動鏈條牽引機(jī)頭上升的方案，既節(jié)省了磁力軌道和裝卸工時費用，叉減輕了工人的勞動強(qiáng)度。圖 2.5 油輪船側(cè)分段大合攏焊縫3 主要零部件建模主要零部件建模立式焊機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計大致完成后，即可對主要零部件進(jìn)行三維建模，為進(jìn)一步的裝配工作打好基礎(chǔ)。在建模過程中有時不僅僅是單個零件的創(chuàng)建，而是從整個系統(tǒng)設(shè)計出發(fā)，綜合考慮裝配、制造等問題，有時甚至要用程序來解決零件的建模問題。在三維建模過程中，我們充分利用了 top-down 的設(shè)計方法，以確保整機(jī)設(shè)計不出錯誤，同時也利用一些建模技巧，盡量縮短了建模過程所占的時間

39、。氣電立焊設(shè)備是一個復(fù)雜的裝配體，僅零件建?？倲?shù)就超過三百個，所以，如何對建模數(shù)據(jù)進(jìn)行妥善管理，是一個非常重要的問題。我們對每個組件或部件都創(chuàng)建了相應(yīng)的文件夾，為保證最后總裝不出零件沖突問題，對名稱相同的零件，如螺栓、螺冒等，后面都加上所屬組件的縮寫名。由于零部件總數(shù)眾多，對每個零件的建模過程都作相應(yīng)介紹顯然是不現(xiàn)實的。為此，我們挑選了一些具有代表性的零件，在創(chuàng)建這些零件時運用了相當(dāng)多的技巧，所以著重介紹它們的建模過程。3.13.1 絲杠的三維建模絲杠的三維建模絲杠是此次立式焊機(jī)設(shè)計中傳動裝置的核心零件，創(chuàng)建時主要運用了螺旋掃描功能。但考慮到仿真運動時需定義螺母沿螺旋線的槽機(jī)構(gòu)運動，所以在螺旋

40、掃描切材料前必須先將螺旋曲線做出，而螺旋曲線創(chuàng)建需要一定的技巧，所以絲杠的創(chuàng)建具有一定的代表性。（1）繪制絲杠二維截面，用旋轉(zhuǎn)加材料做出絲杠外圓柱面如圖 3.1 和圖 3.2；（2）利用螺旋掃描功能創(chuàng)建一螺旋曲面,必須與圓柱面相交如圖 3.3；（3）選擇螺旋曲面和整個絲杠外圓柱面,點擊“編輯”-“相交” ，軟件自動創(chuàng)建螺旋曲面和外圓柱面的交線，即螺旋線；（4）利用螺旋掃描在外圓柱面上切出牙形，同時其螺距應(yīng)與螺旋曲面螺距相同；（5）倒角并隱藏螺旋面螺旋線后，絲杠零件如圖 3.4。圖 3.1 繪制絲杠外圓二維截面圖 3.2 絲杠外圓柱面創(chuàng)建圖 3.3 創(chuàng)建螺旋曲面圖 3.4 絲杠零件3.23.2

41、參數(shù)化齒輪建模參數(shù)化齒輪建模在立式焊機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，很多地方需要用到齒輪傳動，所以，如何創(chuàng)建具有嚴(yán)格漸開線齒廓的齒輪三維模型，成了一大難題。在很多資料中，齒輪的創(chuàng)建是以圓弧線代替漸開線，我們認(rèn)為這樣的建模思路是不嚴(yán)謹(jǐn)且不科學(xué)的。為此，我們專門開發(fā)了 pro/e參數(shù)化齒輪建模方法，只需要創(chuàng)建一個標(biāo)準(zhǔn)齒輪，其余只需要輸入模數(shù)、齒數(shù)、壓力角等參數(shù)，軟件即能自動生成新的齒輪三維模型。齒輪本身有很多種類，由于此次自動焊接機(jī)的仿真過程中只用到直齒輪，同時也是受時間的約束，我們只對直齒輪做了參數(shù)化設(shè)計。下面用較為詳細(xì)的篇幅，來說明我們是如何創(chuàng)建這些齒輪模型的。在立式環(huán)縫自動焊接機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，很多地方需要用

42、到齒輪傳動，所以，如何創(chuàng)建具有嚴(yán)格漸開線齒廓的齒輪三維模型，成了一大難題。在很多資料中，齒輪的創(chuàng)建是以圓弧線代替漸開線，我們認(rèn)為這樣的建模思路是不嚴(yán)謹(jǐn)且不科學(xué)的。為此，我們專門開發(fā)了 pro/e 參數(shù)化齒輪建模方法，只需要創(chuàng)建一個標(biāo)準(zhǔn)齒輪，其余只需要輸入模數(shù)、齒數(shù)、壓力角等參數(shù)，軟件即能自動生成新的齒輪三維模型。齒輪本身有很多種類，由于此次自動焊接機(jī)的仿真過程中只用到直齒輪，同時也是受時間的約束，我們只對直齒輪做了參數(shù)化設(shè)計。下面用較為詳細(xì)的篇幅，來說明我們是如何創(chuàng)建這些齒輪模型的。（1）首先，在記事本中創(chuàng)建如下三段程序并保存：程序 1：tooth_number number=20enter

43、the number of teeth:module number=3enter the module:pressure_angle number=20enter the pressure angle:face_width number=15enter the face width:rad_fillet number=0.4enter the fillet:程序 2： rad_pitch=0.5*tooth_number*modulerad_base=rad_pitch*cos(pressure_angle)circular_pitch=pi*moduletooth_thick_on_pitc

44、h=circular_pitch/2rad_addendum=rad_pitch+1*modulerad_dedendum=rad_pitch-1.157*moduleinv_phi=tan(pressure_angle)-pressure_angle*2*pi/360tooth_thick_on_base=2*rad_base*(tooth_thick_on_pitch/(2*rad_pitch)+inv_phi)ang_tooth_thick=tooth_thick_on_base/rad_base*360/(2*pi)ang_tooth_space=360/tooth_number-an

45、g_tooth_thick程序 3：todeg=180/piroll_angle=0solveroll_angle*todeg-atan(roll_angle)=trajpar*ang_tooth_thickfor roll_anglesd7=rad_base*(1+roll_angle2)0.5（2）運行 pro/engineer 軟件，新建一個文件，命名為“chilun”零件，注意不要用缺省模板，利用 mmns_prt_solid 模板創(chuàng)建。（3）點擊“工具”-“程序”-“編輯設(shè)計” ，在彈出的程序編輯對話框中按照如下方式輸入程序：version revnum 78零件 chilun 的列

46、表input此處插入程序此處插入程序 1end inputrelations此處插入程序此處插入程序 2end relations add feature (initial number 1) 內(nèi)部特征標(biāo)識 1點擊“文件”-“保存” ，系統(tǒng)會詢問是否將所做修改體現(xiàn)到當(dāng)前模型中，點擊“是”-“當(dāng)前值” 。至此，系統(tǒng)程序已經(jīng)創(chuàng)建完畢。（4）創(chuàng)建齒輪本體。點擊“插入”-“拉伸” ，選擇 front 面為草繪面，top 面為向上面。草繪一圓，直徑取任意值，拉伸長度也取默認(rèn)值。點擊“工具”-“關(guān)系” ，彈出參數(shù)關(guān)系對話框，在“查找范圍”中選擇“特征” ，在模型樹中選擇剛才創(chuàng)建的拉伸特征。在關(guān)系輸入框中輸

47、入“=2*rad_addendum”和“=face_width”兩個關(guān)系式。點擊2d1d“確定”-“編輯”-“再生”-“當(dāng)前值” 。 如圖 3.5 和圖 3.6。（5）經(jīng)過軸線創(chuàng)建一基準(zhǔn)平面，與 top 面的夾角取默認(rèn)的 45。創(chuàng)建夾角的關(guān)系，點擊“工具”-“關(guān)系” ，選擇“特征” ，點擊剛才創(chuàng)建的基準(zhǔn)平面，將“=360/tooth_number”輸入關(guān)系對話框，電擊“確定”-“編輯”-“再生”-0d“當(dāng)前值” ，生成與 top 面成 18的一個基準(zhǔn)平面。如圖 3.7。圖 3.5 拉伸一圓柱體圖 3.6 定義齒輪本體參數(shù)圖 3.7 創(chuàng)建鏡像基準(zhǔn)平面（6）在齒輪本體端面上畫一曲線，以端面為草繪面

48、，dtm1 為向上面。點擊“工具”-“關(guān)系” ，在彈出的關(guān)系設(shè)置對話框中選擇“特征” ，點選剛才創(chuàng)建的曲線，在關(guān)系對話框中輸入=ang_tooth_space/2、=ang_tooth_thick、=rad_base，其中、3d4d5d3d4d分別為中心線角度、圓弧弧度、及圓弧半徑的參數(shù)符號。點擊“確定”-“編輯”-5d“再生”-“當(dāng)前值” 。最后，將該曲線鏡像到齒輪本體的背面。（7）點擊“插入”-“可變截面掃描” ，按住 ctrl 鍵選擇剛才創(chuàng)建的兩條曲線，點擊草繪按紐，繪制截面如圖 3.8。點擊“工具”-“關(guān)系” ，在關(guān)系對話框中輸入程序3。完成可變截面掃描齒廓曲面創(chuàng)建，（8）鏡像上一步創(chuàng)

49、建的漸開線齒廓面，以基準(zhǔn)平面 dtm1 為鏡像面。（9）以齒輪本體端面為草繪面，dtm1 為向下面，草繪一截面切減出第一個齒槽。同時，以關(guān)系式來控制草繪中大圓的直徑，關(guān)系式的輸入在此不再贅述，如果屏幕上顯示大圓直徑符號為，則輸入關(guān)系為=rad_dedendum，表示將其值定義為基圓直徑。13d13d最后齒槽如圖 3.9對齒廓的棱線倒圓角。（10）點擊“編輯”-“特征操作”-“組”-“局部組” ，設(shè)置好組的名稱后，在模型樹中選擇從 dtm1 特征開始到倒圓角特征為止，點擊確定。（11）陣列剛才的組特征，以 dtm1 特征的 18尺寸為增量尺寸，增量 18，個數(shù)為 2 個，點擊確定（12）點擊“工

50、具”-“關(guān)系”,彈出關(guān)系對話框。選擇“特征” ，選擇剛才創(chuàng)建的陣列特征，輸入=360/tooth_number 和=tooth_number 兩個公式，其中為增量15d16p15d尺寸的符號，為增量數(shù)目的符號。點擊“確定”-“編輯”-“再生”-“當(dāng)前值”16p。（13）設(shè)置新的圖層將多余的曲面、曲線隱藏掉。（14）參數(shù)化齒輪模型創(chuàng)建好以后,如果需要其他參數(shù)的直齒輪模型,僅需更改相應(yīng)參數(shù)即可。比如，需要創(chuàng)建齒數(shù)為 30，模數(shù)為 4 的直齒輪，則先打開上述過程創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)模型，點擊“工具”-“參數(shù)” ，在彈出的參數(shù)對話框中更改相應(yīng)參數(shù), 改好后,點擊“確定”-“編輯”-“再生”-“當(dāng)前值”,系統(tǒng)立即

51、產(chǎn)生相應(yīng)的齒輪模型,最后,將多出來的曲面和曲線隱藏掉,即產(chǎn)生出新的齒輪,如圖 3.10。（15）由此可知,創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)齒輪,然后以此為模板再生新的各種齒輪,是十分精確和方便的。同時，這種建模方法也為整個建模過程節(jié)省了大量的時間，以將更多的精力投向其他過程。圖 3.8 草繪齒廓截面圖 3.9 第一個齒槽成型圖 3.10 新的齒輪模型3.33.3 軸承三維模型的創(chuàng)建軸承三維模型的創(chuàng)建在產(chǎn)品三維建模過程中，有很多情況下并不是依靠一種軟件完成的，而是多種軟件的綜合運用，以充分利用這些軟件的各種優(yōu)點。同樣，我們在氣電立焊設(shè)備三維建模過程中，并不是僅僅只用 pro/engineer 一種軟件，還用到了北航海爾

52、開發(fā)的 caxa 軟件，以及 autocad 軟件。面對設(shè)備中大量的標(biāo)準(zhǔn)件，我們充分利用了 caxa 軟件自帶的標(biāo)準(zhǔn)件庫，快速而又準(zhǔn)確地創(chuàng)建了諸如螺栓、軸承等零件。下面，介紹一下如何將 pro/e和 caxa 相結(jié)合來創(chuàng)建圓錐滾子軸承零件。（1）打開 caxa2005 軟件，點擊“繪圖”-“庫操作”-“提取圖符” ，出現(xiàn)提取標(biāo)準(zhǔn)件圖符對話框如圖 3.11；（2）點選“軸承”大類，選擇“圓錐滾子”小類，點擊“下一步” ，選擇 30202 型圓錐滾子軸承，點擊“確定” ，則 30202 型圓錐滾子軸承的二維圖被調(diào)出如圖 3.12；（3）將軸承圖上的中心線、剖面線、尺寸線全部刪除，并將二維圖平移到原

53、點；（4）點擊“另存” ，保存成“iges”格式，以利于 pro/e 直接調(diào)用；（5）打開 pro/e 軟件，點擊“插入”-“模型基準(zhǔn)”-“曲線”-“自文件” ，選擇坐標(biāo)系后，調(diào)入剛才創(chuàng)建的軸承曲線；（6）利用旋轉(zhuǎn)命令，創(chuàng)建軸承外圈和軸承內(nèi)圈，注意草繪截面時需使用曲線；（7）利用上述方法創(chuàng)建第一個滾子，然后陣列如圖 3.13；（8）進(jìn)行倒角操作、隱藏曲線后，完成軸承的創(chuàng)建 3.14；從軸承零件的創(chuàng)建過程來看，由于采用了 caxa 的標(biāo)準(zhǔn)件庫，所以節(jié)省了大量的查表時間，同時也使建模過程變得相當(dāng)簡單，在軸承零件種類不多的情況下，這是一種非?？扇〉姆椒?。圖 3.11 caxa 提取圖符對話框圖 3.

54、12 調(diào)出標(biāo)準(zhǔn)件圖圖 3.13 創(chuàng)建滾子圖 3.14 圓錐滾子軸承創(chuàng)建完畢 3.43.4 墊片的創(chuàng)建墊片的創(chuàng)建立式焊機(jī)的三維建模，需要用到大量的標(biāo)準(zhǔn)件，諸如軸承、螺栓、墊片、螺帽等等。如果數(shù)量不是很多，我們可以一一創(chuàng)建，但是如果是一臺復(fù)雜的機(jī)器，那標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)量是很大的，每一個都創(chuàng)建一次將非常耗時。如果對于多種相同的標(biāo)準(zhǔn)件，只是規(guī)格參數(shù)不一樣，我們可以利用 pro/e 的零件族表功能來創(chuàng)建，也就是說對于一組標(biāo)準(zhǔn)件，我們只要創(chuàng)建一個模板零件，其余零件通過零件族表直接調(diào)出，不需要再創(chuàng)建。此功能類似創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)件庫，每一個規(guī)格的零件都能隨時呼出。下面以墊片標(biāo)準(zhǔn)件為例，講述如何使用零件族表來創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)件庫（1

55、）打開 pro/e 軟件，創(chuàng)建一個新零件，命名為 dianpian。用兩側(cè)拉伸創(chuàng)建墊片模板零件如圖 3.15；（2）雙擊墊片三維模型,出現(xiàn)三個尺寸，點擊“信息”-“切換尺寸” ，三個尺寸值變?yōu)椤?，點擊代表墊片厚度的，右鍵彈出屬性對話框，在尺寸文本中將 d00d1d2d0d改成 thick，代表厚度。點擊確定；如圖 3.16；（3）點擊“工具”-“族表” ，彈出族表對話框；（4）點擊“插入”-“列” ，彈出族項目對話框，點擊“尺寸” ，雙擊墊片三維模型，出現(xiàn)尺寸符號；（5）按住 ctrl 鍵依次復(fù)選，thick，點擊確定，彈出族表欄；1d2d點擊“插入”-“實例行” ，按照自己需要的墊片尺寸在相

56、應(yīng)欄里填入尺寸，每一個實例行均代表一種墊片。完成后點擊確定。保存并關(guān)閉窗口；（6）重新打開剛才的墊片文件，會發(fā)現(xiàn)軟件彈出零件選擇對話框，讓我們選擇需要的墊片模型，如圖 3.17；從墊片標(biāo)準(zhǔn)件族表的創(chuàng)建過程和結(jié)果來看，當(dāng)遇到多種相同標(biāo)準(zhǔn)件的三維建模問題時，創(chuàng)建族表是一種行之有效的方法。而且，我們可以利用此功能開發(fā)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)件庫，為三維建模乃至裝配提供了極大的方便，而且縮小了占用硬盤的空間。圖 3.15 墊片模板零件的創(chuàng)建圖 3.16 更改尺寸代表符號圖 3.17 軟件要求選擇打開零件4 零部件虛擬裝配零部件虛擬裝配在 pro/e 中進(jìn)行機(jī)構(gòu)運動仿真，必須要將創(chuàng)建好的零件三維模型一一組裝起

57、來，同時在裝配時定義零件與零件、組件與零件、組件與組件之間的各種運動副，以便裝配好以后進(jìn)行機(jī)構(gòu)運動仿真。由于立式焊機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，將整臺機(jī)器的裝配過程統(tǒng)統(tǒng)介紹一遍顯然是不現(xiàn)實的，在此，我們僅介紹一些具有代表性的裝配過程，這些裝配過程用到了一些實用的裝配技巧。不管設(shè)備多么復(fù)雜，裝配過程都是由常用裝配方法和一些裝配技巧來完成的。4.14.1 基本裝配約束介紹基本裝配約束介紹 pro/engineer 軟件系統(tǒng)的裝配環(huán)境提供了很多種約束方法，一共 9 種，現(xiàn)在將其作一簡單介紹。（1）匹配約束：定位兩個平面，并使它們的法線正向相對。（2）對齊約束：使用該約束，能將兩軸線同軸，兩平面法向平行，兩點重合。（3

58、）插入約束：使用該約束可以將一旋轉(zhuǎn)曲面插入另一旋轉(zhuǎn)曲面中，以使它們各自的軸線重合。（4）坐標(biāo)系約束：該約束能將元件的坐標(biāo)系和組件的坐標(biāo)系相重合。（5）相切約束：使得兩曲面在切點接觸。（6）線上點約束：使用該約束控制邊、軸線或基準(zhǔn)曲線與點的接觸。（7）曲面上的點：使用該約束控制曲面和點之間的接觸。（8）曲面上的邊：使用該約束來控制曲面與平面邊界之間的接觸。（9）自動約束：“自動”約束就是 pro/engineer 的默認(rèn)約束，使用該約束將系統(tǒng)創(chuàng)建的元件的默認(rèn)坐標(biāo)系與系統(tǒng)創(chuàng)建的組件的默認(rèn)坐標(biāo)系對齊，系統(tǒng)就放置原始組件中的元件。該約束的另一種使用方法是，分別選擇元件和組件中的幾何元素，系統(tǒng)將自動為操

59、作者選擇約束，從而將元件裝配好。但是，系統(tǒng)分配的約束往往是不正確的，這時就必須由操作者自己來進(jìn)行修改。 盡管 pro/engineer 系統(tǒng)提供了相當(dāng)多的約束方法，但大多數(shù)實際情況中并不能只使用一種約束就能把元件裝配好，而是需要多種約束共同來完成。比如把銷放孔里，則至少需要“插入” 、 “對齊”或“匹配”兩種約束，同時還要允許系統(tǒng)假設(shè)才能完全約束。所以，裝配約束如何靈活使用，需要操作者自己來體會，通過一定的實踐鍛煉后肯定會有所提高。4.24.2 多個螺栓的重復(fù)性裝配多個螺栓的重復(fù)性裝配螺栓是用的最多的一種緊固件，當(dāng)數(shù)量大時，逐個裝配會帶來很多麻煩，而且也浪費大量的時間。所以，如果在裝配中采用重

60、復(fù)性裝配，就能夠快速地解決此類問題。（1）運行 pro/e 軟件，打開相應(yīng)組件，點擊“插入”-“元件” ，調(diào)出螺栓零件，如圖 4.1；（2）點擊“插入”約束，選擇螺紋外徑和墊片孔，點擊“匹配”約束，選擇螺栓頭底面和墊片頂面，實現(xiàn)第一個螺栓的裝配，如圖 4.2；（3）點擊裝配好的螺栓三維模型，點擊“編輯”-“重復(fù)” ，系統(tǒng)彈出重復(fù)放置對話框；（4）選擇“插入”約束，點擊“舔加” ，然后逐一點擊其余各墊片的內(nèi)孔，軟件即自動調(diào)出螺栓并裝配好。如圖 4.3；由此可知，面對大量相同螺栓的裝配問題時，可以先裝配第一個螺栓，然后利用軟件的重復(fù)放置功能，快速地完成其余多個螺栓的裝配。這種裝配方式為裝配過程節(jié)省