畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)_基于有限元方法對C6140機(jī)床主軸的分析

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書基于有限元方法對C6140機(jī)床主軸的分析 學(xué) 院：專 業(yè)：班 級：指導(dǎo)教師：學(xué)生：2011510摘 要ANSYS有限元軟件包是一個多用途的有限元法計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)程序，可以用來求解結(jié)構(gòu)、流體、電力、電磁場與碰撞等問題。因此它可應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域： 航空航天、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、橋梁、建筑、電子產(chǎn)品、重型機(jī)械、微機(jī)電系統(tǒng)、運(yùn)動器械等。C6140機(jī)床是最常見的一款普通手動車削機(jī)床，該機(jī)床結(jié)構(gòu)較為簡單，操作方便，加工精度高，價格低廉，因此得到了廣泛的使用。目前很多C6140機(jī)床都做了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，使其適用性得到了更大的提高。本設(shè)計(jì)是基于ANSYS軟件來對C6140機(jī)床主軸經(jīng)行分析。與傳統(tǒng)的計(jì)算

2、相比，借助于計(jì)算機(jī)有限元分析方法能更加快捷和精確的得到結(jié)果。設(shè)置正確的模型、劃分合適的網(wǎng)格，并合理設(shè)置求解過程，能夠準(zhǔn)確的獲得分析模型各個部位的應(yīng)力、變形等結(jié)果。對零件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化有很大的參考作用。正是因?yàn)樯鲜鰞?yōu)點(diǎn)，我在本設(shè)計(jì)中運(yùn)用PRO/E來建立C6140機(jī)床主軸的三維模型。再將此模型導(dǎo)入ANSYS軟件來對其經(jīng)行分析。關(guān)鍵詞 C6140；主軸；三維建模；ANSYS；動靜態(tài)分析 945846125AbstractANSYS (finite element) package is a multi-purpose finite element method for computer design

3、program that can be used to solve the structure, fluid, electricity, electromagnetic fields and collision problems. So it can be applied to the following industries: aerospace, automotive, biomedical, bridges, construction, electronics, heavy machinery, micro-electromechanical systems, sports equipm

4、ent and so on. C6140 machine is the most common a regular manual turning machine, the machine structure is simple, convenient operation, high precision, low prices, it has been widely used. At present, many have made the appropriate C6140 machine improvements, it has been greatly enhanced applicabil

5、ity. The design is based on ANSYS software to C6140 by the line of spindle. Compared with the traditional calculation, computer-based finite element analysis method can be faster and more accurate results. Set the correct model, dividing the right grid, and set a reasonable solution process, analyti

6、cal model can accurately access the various parts of the stress and deformation results. On the part of the design and optimization has great reference. It is because of these advantages, the use of this design in my PRO / E to create three-dimensional model C6140 spindle. Then this model was introd

7、uced by the ANSYS software to its line of analysis. Keywords C6140; spindle; three-dimensional modeling; ANSYS; dynamic and static analysis 25 / 31目 錄摘要IIAbstractIV目錄VI前言1第一章分析方法和研究對象31.1 ANSYS簡介31.1.1ANSYS的主要應(yīng)用領(lǐng)域31.2研究對象51.2.1C6140車床簡介71.2.2C6140車床主軸箱101.2.3C6140車床主軸13第二章 C6140機(jī)床主軸的模型建立152.1 主軸二維制圖

8、152.2 主軸三維建模162.2.1 PROE軟件簡介162.2.2 PROE建立主軸模型方法19第三章 C6140機(jī)床主軸的受力特點(diǎn)233.1 主軸組件的布局233.2 主軸組件的受力243.3 C6140機(jī)床主軸簡化受力模型錯誤！未定義書簽。3.4 機(jī)床主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和計(jì)算轉(zhuǎn)速下的受力參數(shù)錯誤！未定義書簽。3.5 C6140機(jī)床的計(jì)算轉(zhuǎn)速錯誤！未定義書簽。3.6 計(jì)算轉(zhuǎn)速下的受力參數(shù)計(jì)算錯誤！未定義書簽。第四章基于有限元軟件對主軸的分析錯誤！未定義書簽。4.1 基本概念錯誤！未定義書簽。4.3有限元方法分析步驟錯誤！未定義書簽。4.4有限元模型錯誤！未定義書簽。4.5網(wǎng)格劃分錯誤！未定義

9、書簽。4.6 C6140機(jī)床主軸有限元分析的前置處理錯誤！未定義書簽。4.6.1 約束和受力添加錯誤！未定義書簽。4.6.2 機(jī)床主軸有限元分析后置處理錯誤！未定義書簽。4.6.3 機(jī)床主軸的變形位移圖錯誤！未定義書簽。4.6.4 機(jī)床主軸的應(yīng)力圖錯誤！未定義書簽。4.7 ANSYS中的模態(tài)分析錯誤！未定義書簽。4.8 C6140機(jī)床主軸的模態(tài)分析錯誤！未定義書簽。4.9提高C6140機(jī)床主軸動態(tài)特性的措施錯誤！未定義書簽?？偨Y(jié)錯誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn)錯誤！未定義書簽。前 言目前工程中以廣泛使用計(jì)算機(jī)輔助工程軟件（CAE），商業(yè)化的CAE軟件技術(shù)種類有很多，其中包括有限元法(FEM,即Fin

10、ite Element Method),邊界元法(BEM,即Boundary Element Method)，有限差法(FDM,即Finite Difference Element Method)等。每一種方法各有其應(yīng)用的領(lǐng)域，而其中有限元法應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣，現(xiàn)已應(yīng)用于結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)、熱力學(xué)、流體力學(xué)、電路學(xué)、電磁學(xué)等。ANSYS有限元軟件包是一個多用途的有限元法計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)程序，可以用來求解結(jié)構(gòu)、流體、電力、電磁場與碰撞等問題。因此它可應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域： 航空航天、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、橋梁、建筑、電子產(chǎn)品、重型機(jī)械、微機(jī)電系統(tǒng)、運(yùn)動器械等。ANSYS軟件主要包括三個部分：前處理模塊，

11、分析計(jì)算模塊和后處理模塊。前處理模塊提供了一個強(qiáng)大的實(shí)體建模與網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型；分析計(jì)算模塊包括結(jié)構(gòu)分析（可進(jìn)行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體動力學(xué)分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以與多物理場的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析與優(yōu)化分析能力；后處理模塊可將計(jì)算結(jié)果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明與半透明顯示等圖形方式顯示出來，也可將計(jì)算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。軟件提供了100種以上的單元類型，用來模擬工程中的各種結(jié)構(gòu)和材料。該軟件有多種不同版本，可以運(yùn)行在從個人機(jī)到大型機(jī)的多種計(jì)算機(jī)

12、設(shè)備上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。正因?yàn)樵撥浖奖愕牟僮餍院陀?jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以得到了很大的使用和推廣。特別是在機(jī)床的設(shè)計(jì)中，各大公司普遍才用ANSYS軟件來對機(jī)床的靜態(tài)：如應(yīng)力、應(yīng)變等，動態(tài)：如固有頻率、諧響應(yīng)等，以與熱量傳遞等做分析。在本設(shè)計(jì)中我通過運(yùn)用PRO/E來建立C6140機(jī)床主軸的三維模型。再通過通用數(shù)據(jù)傳輸格式（I-GES）將此模型導(dǎo)入ANSYS軟件，合理設(shè)置各個分析參數(shù)來對其經(jīng)行整體受力分析。最終得到了各項(xiàng)數(shù)據(jù)。第一章 分析方法和研究對象1.1 ANSYS簡介ANSYS由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國ANSYS開發(fā)，它能與多數(shù)CAD軟

13、件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, IDEAS, AutoCAD等， 是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的高級CAE工具之一。1.1.1ANSYS的主要應(yīng)用領(lǐng)域ANSYS有限元軟件包是一個多用途的有限元法計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)程序，可以用來求解結(jié)構(gòu)、流體、電力、電磁場與碰撞等問題。因此它可應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域： 航空航天、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、橋梁、建筑、電子產(chǎn)品、重型機(jī)械、微機(jī)電系統(tǒng)、運(yùn)動器械等。1.1.2ANSYS操作界面圖1-1ANSYS操作界面ANSYS操作界面如上圖1-1所示，目前還沒有漢化版本，主要使用的是10.0版本。該軟件的操作界面比較復(fù)雜，特別是建模部

14、分較為繁瑣。因此一般都是用三維軟件建模，再將模型導(dǎo)入ANSYS經(jīng)行網(wǎng)格劃分和分析計(jì)算。這樣能大大的提高工作效率。圖1-2ANSYS可視化分析結(jié)果ANSYS的優(yōu)點(diǎn)就在于，可以對分析結(jié)果經(jīng)行可視化分析。如上圖1-2。零件的應(yīng)力采用不同的顏色被表示出來，給設(shè)計(jì)人員更加直觀的影響。1.1.3ANSYS主要分析步驟靜力分析的定義：靜力分析計(jì)算在固定不變的載荷作用下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，即由于穩(wěn)態(tài)外載引起的系統(tǒng)或部件的位移、應(yīng)力、應(yīng)變。同時，結(jié)構(gòu)靜力分析還可以計(jì)算那些固有不變的慣性載荷以與那些可以近似為靜力作用的隨時間變化的載荷對結(jié)構(gòu)的影響。靜力分析中的載荷靜力分析用于計(jì)算有那些不包括慣性和阻尼效應(yīng)的載荷作用于結(jié)構(gòu)

15、或部件上引起的位移、應(yīng)力、應(yīng)變和力。固定不變的載荷和響應(yīng)是一種假定：即假定載荷和結(jié)構(gòu)的響應(yīng)隨時間的變化非常緩慢。靜力分析所施加的載荷包括：(1)外部施加的作用力和壓力；(2)穩(wěn)態(tài)的慣性力；(3)位移載荷；(4)溫度載荷。我們以靜力分析為例來介紹一下ANSYS。主要分析步驟：1、確定結(jié)構(gòu)的分析方案（線、面、體）：桁架、殼、實(shí)體等；注意線性單元和高次單元的使用；對稱性等簡化方法的運(yùn)用；2、根據(jù)分析的類型確定單元類型、實(shí)常量等，特別是單元類型的某些選項(xiàng)，對于某些分析十分重要；3、設(shè)定材料模型；4、采用各種方法建立模型。在進(jìn)行布爾運(yùn)算時特別注意運(yùn)算對以后分析的影響，尤其是在某些情況下有些網(wǎng)格較難生成，

16、因此對于布爾運(yùn)算要慎重考慮，為解決該問題應(yīng)盡量采用幾何體素直接建模；5、將材料、實(shí)常量等參數(shù)賦給模型，在某些情況下可以同時指定方向點(diǎn)；6、按情況劃分網(wǎng)格：自由網(wǎng)格或自由網(wǎng)格，設(shè)置合適的網(wǎng)格密度等，尤其注意網(wǎng)格設(shè)置；7、在生成節(jié)點(diǎn)和單元后，根據(jù)實(shí)際情況定義接觸單元、自由度的耦合與約束方程等；8、施加力和約束等；9、求解：注意設(shè)置合適的求解選項(xiàng)；10、進(jìn)入后處理菜單獲得計(jì)算結(jié)果等。ANSYS提供兩種后處理方式，即POST1和POST26。前者用于處理整個模型在某一載荷步(時間點(diǎn))的結(jié)果。后者處理模型中特定點(diǎn)在所有載荷步(整個瞬態(tài)過程)的結(jié)果。結(jié)果均可用彩色云圖、矢量圖和列表來顯示；11、評價分析結(jié)

17、果。1.2研究對象本文將對常見的C6140型號機(jī)床（如圖1-3）的主軸經(jīng)行綜合分析C6140車床型號解釋床身上最大回轉(zhuǎn)直徑為400mm的臥式車床的型號為：C 61 40類代號：車床類組、系代號：臥式車床主參數(shù)：400mm圖1-3 C6140車床C1640型號的普通機(jī)床通用性較好，它適合用于加工各種軸類、套同類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面。C1640車床有24個轉(zhuǎn)速，其中最高轉(zhuǎn)速為1400轉(zhuǎn)/分。車床結(jié)構(gòu)主軸箱：進(jìn)給箱：作用是變換進(jìn)給量，并把運(yùn)動傳給溜板箱溜板箱：帶動刀架實(shí)現(xiàn)縱向、橫向進(jìn)給，快速移動或車螺紋刀架：裝四組刀具，按需要手動轉(zhuǎn)位使用尾座：支持工件或安裝鉆頭等孔加工刀具床身：部件都安裝在床身上

18、，以保持部件間相互位置精度。三箱內(nèi)裝有主軸實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動，主軸端部有三爪或四爪卡盤以夾持工件1.2.1C6140車床簡介C6140普通車床主要組成部件有：主軸箱、交換齒輪箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠、床身、床腳和冷卻裝置。主軸箱：又稱床頭箱，它的主要任務(wù)是將主電機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動經(jīng)過一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速，同時主軸箱分出部分動力將運(yùn)動傳給進(jìn)給箱。主軸箱中等主軸是車床的關(guān)鍵零件。主軸在軸承上運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質(zhì)量，一旦主軸的旋轉(zhuǎn)精度降低，則機(jī)床的使用價值就會降低。圖1-4 C6140的傳動原理圖進(jìn)給箱：又稱走刀箱，進(jìn)給箱中裝有進(jìn)給運(yùn)動的變速機(jī)構(gòu)

19、，調(diào)整其變速機(jī)構(gòu)，可得到所需的進(jìn)給量或螺距，通過光杠或絲杠將運(yùn)動傳至刀架以進(jìn)行切削。絲杠與光杠：用以聯(lián)接進(jìn)給箱與溜板箱，并把進(jìn)給箱的運(yùn)動和動力傳給溜板箱，使溜板箱獲得縱向直線運(yùn)動。絲杠是專門用來車削各種螺紋而設(shè)置的，在進(jìn)行工件的其他表面車削時，只用光杠，不用絲杠。同學(xué)們要結(jié)合溜板箱的容區(qū)分光杠與絲杠的區(qū)別。溜板箱：是車床進(jìn)給運(yùn)動的操縱箱，裝有將光杠和絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變成刀架直線運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，通過光杠傳動實(shí)現(xiàn)刀架的縱向進(jìn)給運(yùn)動、橫向進(jìn)給運(yùn)動和快速移動，通過絲杠帶動刀架作縱向直線運(yùn)動，以便車削螺紋。刀架：有兩層滑板(中、小滑板)、床鞍與刀架體共同組成。用于安裝車刀并帶動車刀作縱向、橫向或斜向運(yùn)動。尾架

20、：安裝在床身導(dǎo)軌上，并沿此導(dǎo)軌縱向移動，以調(diào)整其工作位置。尾架主要用來安裝后頂尖，以支撐較長工件，也可安裝鉆頭、鉸刀等進(jìn)行孔加工。床身：是車床京都要求很高的帶有導(dǎo)軌(山形導(dǎo)軌和平導(dǎo)軌)的一個大型基礎(chǔ)部件。用于支撐和連接車床的各個部件，并保證各部件在工作時有準(zhǔn)確的相對位置。冷卻裝置：冷卻裝置主要通過冷卻水泵將水箱中的切削液加壓后噴射到切削區(qū)域，降低切削溫度，沖走切屑，潤滑加工表面，以提高刀具使用壽命和工件的表面加工質(zhì)量。C6140車床的主要參數(shù)如下：床身上最大的工件回轉(zhuǎn)直徑 400mm刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 210mm最大的工件長度 750mm1000mm1500mm2000mm最大車削長度 6

21、50mm900mm1400mm1900mm主軸中心至床身平導(dǎo)軌距離 205mm主軸控直徑 48mm刀架最大行程：縱向650mm900mm1400mm1900mm 橫向320mm 小滑板140mm主軸孔錐度 莫氏6號 主軸轉(zhuǎn)速：正轉(zhuǎn)24級 101400r/min 反轉(zhuǎn)12級 141500r/min 進(jìn)給量：縱向64級 0.0286.33mm/r 橫向64級 f橫0.5f縱 刀架快速移動速度 4m/min 車削螺紋圍：公制螺紋44種 T1192mm 英制螺紋20種 a224牙/in 模數(shù)螺紋39種 m0.2548mm 徑節(jié)螺紋37種 DP196牙/in 主電動機(jī) 7.5KW 1450r/min 刀

22、架快速移動電動機(jī) 0.25KW 2800r/min 機(jī)床型號: C6140頂尖距離L: 750,1000,1500,2000中心高H: 205加工最大直徑|在床面以上: 400加工最大直徑|在橫刀架以上: 210加工最大直徑|在溜板以上: 刀具支持面至中心線高度M: 26刀架|最大行程|縱向: 刀架|最大行程|橫向: 320/260刀架|最大行程|小刀架: 140/130刀架|小刀架回轉(zhuǎn)角: ±90°尾座|最大橫向移動量: 尾座|套筒移動量: 150尾座|莫氏錐度號數(shù): 51.2.2C6140車床主軸箱主軸箱固定在床身的左上部。主軸箱裝有主軸部件與主軸變速機(jī)構(gòu)。主軸前端可安

23、裝卡盤?；ūP等夾具，用以裝夾工件并帶動工件旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動。主軸箱結(jié)構(gòu)：主軸箱設(shè)計(jì)圖由展開圖與剖面圖組成。C6140車床主軸箱展開圖1-4：（1)I軸組件：皮帶輪的卸荷結(jié)構(gòu)；片式摩擦離合器M1的結(jié)構(gòu)、操縱、M1的過載保護(hù)作用與其調(diào)整；制動器（剎車）與其操縱。（2）主軸組件：主軸、軸承、傳動件、密封件。軸承的間隙調(diào)整。(3）其他軸。圖1-5 C6140車床主軸箱C6140主運(yùn)動鏈?zhǔn)堑缺葌鲃拥?，公?.26；主運(yùn)動有24級等比轉(zhuǎn)速。傳動類型為分支傳動；低速分支不僅是主運(yùn)動的變速組又是螺紋進(jìn)給鏈的擴(kuò)大組；低速分支有兩個精確傳動比：1/4、1/16將螺紋基本導(dǎo)程擴(kuò)大4、16倍；螺紋鏈?zhǔn)锹?lián)系傳動鏈，主運(yùn)

24、動是外聯(lián)系傳動鏈，因而首先保證螺紋進(jìn)給鏈的需求 主運(yùn)動只能是簡單運(yùn)動。不可能為復(fù)合運(yùn)動。CA6140機(jī)動車削時，主運(yùn)動是主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；車削螺紋時，成形運(yùn)動是復(fù)合運(yùn)動螺旋線運(yùn)動，它分解為主軸的旋轉(zhuǎn)（主運(yùn)動）和刀具的移動（進(jìn)給運(yùn)動）。圖1-6 C6140主運(yùn)動正轉(zhuǎn)路線圖1-7 C6140轉(zhuǎn)速分布圖1.2.3C6140車床主軸CA6140車床主軸是一個空心的階梯軸。其孔可用來通過棒料，拆卸頂尖，安裝夾緊裝置的桿件。主軸前端有精密的莫氏錐孔，供安裝頂尖或心軸之用。主軸前端安裝卡盤、撥盤或其它夾具。圖1-8 C6140車床主軸通過查閱并參考了金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)、金屬切削機(jī)床構(gòu)造與設(shè)計(jì)、機(jī)床設(shè)計(jì)手冊等

25、相關(guān)資料，最終獲得了C6140機(jī)床主軸的相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)，其主軸簡圖如下所示：圖1-9 C6140車床主軸簡圖1- 主軸 ; 2、9-鎖緊螺母; 3-雙列短圓柱滾子軸承; 4、6-套筒; 5、10-鎖緊盤; 7-推力球軸承; 8-角接觸球軸承;C6140機(jī)床主軸的作用主要是帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)的軸。通常由主軸、軸承和傳動件（齒輪或帶輪）等組成主軸部件。除了刨床、拉床等主運(yùn)動為直線運(yùn)動的機(jī)床外，大多數(shù)機(jī)床都有主軸部件。主軸部件的運(yùn)動精度和結(jié)構(gòu)剛度是決定加工質(zhì)量和切削效率的重要因素。衡量主軸部件性能的指標(biāo)主要是旋轉(zhuǎn)精度、剛度和速度適應(yīng)性。旋轉(zhuǎn)精度：主軸旋轉(zhuǎn)時在影響加工精度的方向上出現(xiàn)的徑向和軸向跳動（見

26、形位公差），主要決定于主軸和軸承的制造和裝配質(zhì)量。動、靜剛度：主要決定于主軸的彎曲剛度、軸承的剛度和阻尼。速度適應(yīng)性：允許的最高轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速圍，主要決定于軸承的結(jié)構(gòu)和潤滑，以與散熱條件。第二章 C6140機(jī)床主軸的模型建立2.1 主軸二維制圖根據(jù)各個材料所查得的數(shù)據(jù)，我們首先在AutoCAD中建立，C6140機(jī)床主軸的二維圖形。AutoCAD的功能強(qiáng)大主要有以下幾點(diǎn)：1.平面繪圖 能以多種方式創(chuàng)建直線、圓、橢圓、多邊形、樣條曲線等基本圖形對象。2. 繪圖輔助工具 AutoCAD提供了正交、對象捕捉、極軸追蹤、捕捉追蹤等 AutoCAD的操作界面繪圖輔助工具。正交功能使用戶可以很方便地繪制水平、豎

27、直直線，對象捕捉可 幫助拾取幾何對象上的特殊點(diǎn)，而追蹤功能使畫斜線與沿不同方向定位點(diǎn)變得更加容易。3. 編輯圖形 AutoCAD具有強(qiáng)大的編輯功能，可以移動、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)、陣列、拉伸、延長、修剪、縮放對象等。4.標(biāo)注尺寸 可以創(chuàng)建多種類型尺寸，標(biāo)注外觀可以自行設(shè)定。5.書寫文字 能輕易在圖形的任何位置、沿任何方向書寫文字，可設(shè)定文字字體、傾斜角度與寬度縮放比例等屬性。6.圖層管理功能 圖形對象都位于某一圖層上，可設(shè)定圖層顏色、線型、線寬等特性。7.三維繪圖 可創(chuàng)建3D實(shí)體與表面模型，能對實(shí)體本身進(jìn)行編輯。8.網(wǎng)絡(luò)功能 可將圖形在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布，或是通過網(wǎng)絡(luò)訪問AutoCAD資源。9.數(shù)據(jù)交換 Aut

28、oCAD提供了多種圖形圖像數(shù)據(jù)交換格式與相應(yīng)命令。畫好C6140機(jī)床主軸的二維圖后，就要對其經(jīng)行各項(xiàng)標(biāo)注，包括位置精度、表面質(zhì)量等信息。最終的二維圖紙如下所示：圖2-1 C6140車床主軸二維圖紙2.2 主軸三維建模三維建模的軟件很多，常用的有CATIA、UG、PROE、SOLIDWORKS等。他們都有各自的特點(diǎn)，使用與不同的領(lǐng)域。在機(jī)械零件的建模上，一般用PROE。所以，在對C6140機(jī)床主軸的模型建立上，采用了PROE軟件。2.2.1PROE軟件簡介proe是美國PTC公司旗下的產(chǎn)品Pro/Engineer軟件的簡稱。Pro/E（Pro/Engineer操作軟件）是美國參數(shù)技術(shù)公司（Par

29、ametric Technology Corporation，簡稱PTC）的重要產(chǎn)品。是一款集CAD/CAM/CAE功能一體化的綜合性三維軟件，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。圖2-1 PROE建模界面經(jīng)過20多年不斷的創(chuàng)新和完善，pore現(xiàn)在已經(jīng)是三維建模軟件領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊之一，它具有如下特點(diǎn)和優(yōu)勢：1.參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征功能 Pro/Engineer是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角與圓角，

30、您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過的簡易和靈活。2.單一數(shù)據(jù)庫 Pro/Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不象一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個部門的。換言之，在整個設(shè)計(jì)過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應(yīng)在整個設(shè)計(jì)過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反應(yīng)在整個三維模型上。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)合起來。這

31、一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場，價格也更便宜。3.全相關(guān)性：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(jì)中，同時自動更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以與制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵在開發(fā)周期的任一點(diǎn)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。4.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(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對工程人員

32、來說是很熟悉的，因而易于使用。裝配、加工、制造以與其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)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(jì)疊代，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。5.數(shù)據(jù)管理：加速投放市場，需要在較短的時間開發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個學(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(xiàng)工作，由于使用了Pro/ENGINEER獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。6.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，

33、同時保持設(shè)計(jì)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。7.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(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng)，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。2.2.2PROE建立主軸模型方法使用PROE軟件建立C6140車床主軸的三維模型，可以通過PROE強(qiáng)大的交互式繪圖來完成。這樣只要參考二維圖紙里的基本尺寸，建立各個特征，最終建立三維模型。但是這樣步驟比較繁瑣，花費(fèi)時間較多。如何通過AutoCAD軟件已經(jīng)畫好了C6140車床主軸圖紙，在PROE軟件中轉(zhuǎn)化為三維模型，就能節(jié)省大量的人力和物力。具體的流程圖如下所示：圖2-2 三維建模流程通過CAD軟件間的通用數(shù)據(jù)傳輸，我們把AutoCAD中的二維圖紙，經(jīng)過修改最后導(dǎo)入到了PROE軟件當(dāng)中。并建立起了C6140