基于ProE銑床夾具的數(shù)字化設(shè)計(jì)論文

1、 PAGE34 / NUMPAGES46 泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告 題 目_基于Pro/E銑床夾具的數(shù)字化設(shè)計(jì) 院（系、部）_建筑與機(jī)械工程系_年 級(jí)_2010級(jí)_專 業(yè)_機(jī)械設(shè)計(jì)制造與其自動(dòng)化 姓 名_小冉_學(xué) 號(hào)_2009170045_ 指導(dǎo)教師簽字學(xué)生簽字 年月日題目來源指導(dǎo)教師推薦 自選 其它題目類別基礎(chǔ)研究 應(yīng)用研究其它開題報(bào)告容包括調(diào)研資料的準(zhǔn)備，選題依據(jù)、目的、要求；進(jìn)度安排；完成任務(wù)所需條件、主要參考文獻(xiàn)與資料情況等，字?jǐn)?shù)15002500字。（可根據(jù)容適當(dāng)調(diào)整版面）本課題的研究目的、依據(jù)、要求、特點(diǎn)本課題畢業(yè)設(shè)計(jì)是帶有研究性質(zhì)的專題研究分析、設(shè)計(jì)報(bào)告，是完成教學(xué)任務(wù)

2、、培養(yǎng)合格人才的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。可以培養(yǎng)學(xué)生的開發(fā)和設(shè)計(jì)能力，提高綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)進(jìn)行一次全面、系統(tǒng)地回顧和總結(jié)，通過對(duì)具體題目的分析，使理論與實(shí)踐相結(jié)合，鞏固和發(fā)展所學(xué)理論知識(shí)，掌握正確的思維方法和基本技能，提高學(xué)生獨(dú)立思考能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的工作作風(fēng)，提高學(xué)生利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力與計(jì)算機(jī)實(shí)際操作水平。針對(duì)地區(qū)中小企業(yè)銑床夾具設(shè)計(jì)數(shù)字化程度不高這一現(xiàn)狀，采用國(guó)際上功能強(qiáng)大的三維軟件參與設(shè)計(jì)、裝配、分析和編程等，利用其高級(jí)的程序功能，完成系列化夾具的設(shè)計(jì)，提高夾具乃至零件設(shè)計(jì)的效率，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少廢品與重復(fù)率；同時(shí)利用軟件數(shù)控加工仿真功能進(jìn)行干涉和過切檢查，節(jié)約加

3、工成本。相信在中小企業(yè)具有較好的應(yīng)用前景。利用Pro/E的高級(jí)程序語言參與夾具的造型、組裝和數(shù)控加工，使設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫具有通用性、易用性、提高自動(dòng)化程度等特點(diǎn)。本課題的主要研究容1. 數(shù)字化設(shè)計(jì)理論2. 銑床旋轉(zhuǎn)式夾具設(shè)計(jì)理論與方法3. 基于Pro/E銑床夾具的三維設(shè)計(jì)4. 利用Pro/E軟件進(jìn)行零件裝配、動(dòng)畫仿真5. 利用Pro/E軟件對(duì)主要零件進(jìn)行分析、自動(dòng)化設(shè)計(jì)與數(shù)控編程6. 輸出夾具裝配圖和零件圖文獻(xiàn)綜述制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，隨著以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主導(dǎo)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快，商品求的多樣化等使制造業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。全國(guó)各地與周邊地區(qū)的快速發(fā)展需要越來越多的實(shí)用型應(yīng)用型人才

4、。機(jī)床夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分,隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)手段已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)需求,必須開發(fā)滿足設(shè)計(jì)需要的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng),從而簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過程,克服傳統(tǒng)夾具設(shè)計(jì)存在的設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，設(shè)計(jì)效率低等問題，降低了設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了夾具設(shè)計(jì)的質(zhì)量，從而能夠大幅度縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，利用軟件數(shù)控加工仿真功能進(jìn)行干涉和過切檢查，可節(jié)約加工成本同時(shí)也可以控制加工時(shí)間。提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。近幾年來，機(jī)械加工業(yè)大量采用數(shù)控機(jī)床取代傳統(tǒng)的普通機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工，普通機(jī)械逐漸被數(shù)控機(jī)械所代替。數(shù)控機(jī)床綜合了微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制、電機(jī)與拖動(dòng)，電子和電力、精密測(cè)量、氣液壓

5、與現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是數(shù)控機(jī)床的心臟。具有高精度，高效率，柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)決定了今后發(fā)展數(shù)控機(jī)床是我國(guó)機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造的必由之路，是工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床在各個(gè)機(jī)械制造企業(yè)已成為大、中型企業(yè)的主要技術(shù)裝備。Pro/E是美國(guó)PTC公司推出的CAD/CAM/CAE一體化軟件,該軟件集機(jī)械設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、加工制造、機(jī)構(gòu)分析、有限元分析和關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理等功能于一體,是目前國(guó)際上專業(yè)設(shè)計(jì)人員使用最為廣泛、功能強(qiáng)大的新一代產(chǎn)品造型和動(dòng)態(tài)仿真軟件。在國(guó)一些軍工企業(yè)和江浙、一代的中小型企業(yè)與民營(yíng)企業(yè)中應(yīng)用較為廣泛，但在境尤其是中小城市中的許多企業(yè)還未得到普與應(yīng)用。即使有所應(yīng)

6、用的，也僅僅局限于Pro/E的造型功能和裝配功能等，與一些特定的模塊，很少使用其程序功能來控制特征。主要研究方法包括夾具設(shè)計(jì)技術(shù)、Pro/E軟件造型、裝配、自動(dòng)化設(shè)計(jì)、分析等多種模塊功能與其編程技術(shù)等。此課題設(shè)計(jì)是繼專業(yè)基礎(chǔ)課程如機(jī)械制造工藝學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、公差與技術(shù)測(cè)量、夾具設(shè)計(jì)等之后，并在一定生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，要求我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和產(chǎn)品的加工要求，利用Pro/E軟件的程序模塊或自行利用 C語言編程，在Pro/E環(huán)境下對(duì)所設(shè)計(jì)的銑床夾具進(jìn)行了三維仿真的實(shí)體造型、虛擬裝配和參數(shù)化設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)專用銑床夾具的設(shè)計(jì)功能，使得專用夾具通用化，

7、以適應(yīng)系列產(chǎn)品加工的需要。進(jìn)而將夾具設(shè)計(jì)的信息建成數(shù)據(jù)庫，以備需要時(shí)調(diào)用和修改，最終實(shí)現(xiàn)夾具的設(shè)計(jì)、裝配一體化研究。同時(shí)利用加工制造中的機(jī)床、夾具、刀具、加工方式和加工參數(shù)來進(jìn)行產(chǎn)品的制造規(guī)劃，利用加工仿真功能，可以進(jìn)行干涉和過切檢查，節(jié)約加工成本。Pro/ENGINEER 加工能生成工序單，也控制了加工時(shí)間。該研究課題主要是針對(duì)周邊地區(qū)的中小企業(yè)機(jī)加工行業(yè)中夾具設(shè)計(jì)方面，并推廣到系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)。論文在介紹了Pro/E、銑床夾具的概念、發(fā)展、組成以與國(guó)外應(yīng)用現(xiàn)狀后，運(yùn)用Pro/E對(duì)夾具的總體設(shè)計(jì)和各組成部分的設(shè)計(jì)，并著重闡述了設(shè)計(jì)研究過程中的各項(xiàng)所需的關(guān)鍵技術(shù)在對(duì)國(guó)外眾多夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)的分

8、析研究之后，本課題確定以專用夾具為對(duì)象，以銑床夾具為主要研究容，研究利用Pro/E軟件的虛擬造型設(shè)計(jì)有效地設(shè)計(jì)適合國(guó)企業(yè)現(xiàn)狀的具有先進(jìn)性和實(shí)用性的銑床夾具。該項(xiàng)目完成后，有望提高夾具設(shè)計(jì)、加工的效率和質(zhì)量，避免夾具設(shè)計(jì)、加工的重復(fù)性。推廣到產(chǎn)品，可以提高系列產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，節(jié)約成本。使用程序可完成零件的自動(dòng)化設(shè)計(jì)、加工，且操作簡(jiǎn)便，提高了設(shè)計(jì)、加工效率，當(dāng)零件的幾何形狀變化時(shí)，即可以通過簡(jiǎn)單的問答式的方式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工要求。故應(yīng)用前景非常廣闊。擬解決的關(guān)鍵問題熟練使用Pro/E軟件使用Pro/E軟件繪制模具零件的三維造型夾具的裝配動(dòng)畫仿真若干零件的自動(dòng)化設(shè)計(jì)與分析Pro/E軟件的數(shù)控

9、編程與數(shù)控加工仿真夾具裝配圖的繪制研究思路和方向查閱相關(guān)文獻(xiàn)、書籍，盡量多的了解銑床夾具的理論和Pro/E軟件的相關(guān)知識(shí)充分利用計(jì)算機(jī)資源，如網(wǎng)上查閱相關(guān)資料，加深對(duì)課題的理解；利用計(jì)算機(jī)會(huì)繪圖軟件繪制裝配圖到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察，了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，使設(shè)計(jì)、加工能真正滿足生產(chǎn)要求。本課題的進(jìn)度安排2011.03.01-2011.03.14 參觀實(shí)習(xí)，資料收集2011.03.15-2011.03.29 熟悉Pro/E軟件的基本操作，確定相關(guān)參數(shù)2011.03.30-2011.04.07 利用Pro/E軟件繪制零件的三維造型、零件裝配、動(dòng)畫仿真2011.04.08-2011.05.21 對(duì)主要零件進(jìn)行分析

10、、自動(dòng)化設(shè)計(jì)與數(shù)控編程2011.05.22-2011.05.31 繪制裝配圖、零件圖，書寫、整理文檔，圖紙，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯參考文獻(xiàn)1Pro/ENGINEER Wildfire 3.0設(shè)計(jì)基礎(chǔ). HYPERLINK :/69:8080/opac/openlink.php?author=%E5%8F%82%E6%95%B0%E7%A9%BA%E9%97%B4%E4%B8%BB%E7%BC%96 參數(shù)空間主編 吳棟華, 任國(guó)棟, 袁鐵軍編著.-大學(xué) 20072Pro/ENGINEER野火版3.0三維設(shè)計(jì).鐘日銘等編著.-機(jī)械工業(yè) 20063Pro/ENGINEER野火3.0中文

11、版動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真. HYPERLINK :/69:8080/opac/openlink.php?author=%E6%9E%97%E6%B8%85%E5%AE%89%E7%BC%96%E8%91%97 林清安編著.-電子工業(yè) 20074Pro/Mechanism Wildfire 3.0/4.0機(jī)構(gòu)/運(yùn)動(dòng)分析.二代龍震工作室編著.-電子工業(yè) 20085Pro/Engineer Wildfire 3.0實(shí)例分析與提高. HYPERLINK :/69:8080/opac/openlink.php?author=%E6%B5%B7%E6%AC%A3

12、%E4%B8%BB%E7%BC%96 海欣主編 于志偉, 吳光中, 明編著.-電子工業(yè) 20076Pro/ENGINEER Wildfire結(jié)構(gòu)分析. HYPERLINK :/69:8080/opac/openlink.php?author=%E5%BC%A0%E7%BB%A7%E6%98%A5%E7%AD%89%E7%BC%96%E8%91%97 繼春等編著.-機(jī)械工業(yè) 2004.47 HYPERLINK :/69:8080/opac/openlink.php?title=%E5%A4%B9%E5%85%B7%E8%AE%BE%E8%AE%A1

13、 夾具設(shè)計(jì).傅承基著.-科技 19858 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具.守勇主編. 機(jī)械工業(yè) 2000.59數(shù)控加工工藝與編程/萬菊主編. 機(jī)械工業(yè) 200710 HYPERLINK :/69:8080/opac/openlink.php?title=%E6%95%B0%E6%8E%A7%E5%8A%A0%E5%B7%A5%E6%8A%80%E6%9C%AF 數(shù)控加工技術(shù)/王令其, 思弟主編.機(jī)械工業(yè) 200711Pro/ENGINEER野火版3.0數(shù)控加工全程詳解/ HYPERLINK :/69:8080/opac/openlink.php?auth

14、or=%E5%AD%99%E6%B1%9F%E5%AE%8F%E7%BC%96%E8%91%97 江宏編著.電子工業(yè) 200712Pro/ENGINEER Wildfire 4.0中文版數(shù)控加工從入門到精通/肖黎明, 胡仁喜, 昌麗等編著.機(jī)械工業(yè) 200813Pro/ENGINEER Wildfire 4.0中文版數(shù)控加工實(shí)例精解/ HYPERLINK :/69:8080/opac/openlink.php?author=%E5%BC%A0%E6%AD%A6%E5%86%9B%2C+%E5%BE%90%E6%B5%B7%E5%86%9B%E4%B8%BB%E7%BC%

15、96 武軍, 徐海軍主編.機(jī)械工業(yè) 2008評(píng)委評(píng)語與其建議：評(píng)委簽字：院（系、部）蓋章： 年 月 日泰 山 學(xué) 院 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）基于Pro/E銑床夾具的數(shù)字化設(shè)計(jì)小冉2008170045專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造與其自動(dòng)化申請(qǐng)學(xué)士學(xué)位所屬學(xué)科 工科指導(dǎo)教師、職稱 年 月 日摘 要由于銑床夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且精度要求較高，而且銑床夾具的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)效率低，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，原有的集合模型是設(shè)計(jì)者利用固定的尺寸值得到的，零件結(jié)構(gòu)形狀不能靈活的改變，一旦零件尺寸發(fā)生變化，必須重新繪制其對(duì)應(yīng)的幾何模型，以至于工程師們不得不花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行幾乎一樣的公式計(jì)算，這樣在銑床夾具設(shè)計(jì)的相似性設(shè)計(jì)上消耗了大

16、量的人力物力。銑床夾具的數(shù)字化設(shè)計(jì)是提高設(shè)計(jì)精度與效率的有效途徑。本論文正是針對(duì)上述問題，利用Pro/E軟件的建模功能建立三維模型；然后應(yīng)用Pro/E軟件的運(yùn)動(dòng)仿真、參數(shù)化設(shè)計(jì)和數(shù)控加工功能，使得銑床夾具的設(shè)計(jì)直觀、快捷、高效。該技術(shù)在機(jī)械工程、化工設(shè)備、汽車制造等很多領(lǐng)域有很強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞：Pro/E，銑床夾具，數(shù)字化設(shè)計(jì)ABSTRACTDue to the complicated structure and milling fixture higher accuracy, and millingmachine fixture in low efficiency, the tr

17、aditional design of traditional design, the original collection model is the size of the designer using fixed parts structure, worth the change, flexible shape cannot change once parts size, must redraw its corresponding geometric model that engineers have to spend a lot of time on the formula is al

18、most the same, and in the milling machine for fixture design similarity design consumes vast quantities of manpower.Milling fixture digital design is to improve the design precision and efficiency in an effective way.This thesis is in view of the above questions, Pro/E software using 3d model; model

19、ing functions. Then apply the Pro/E motion simulation software, parameterized design and NC machining function makes milling fixture design direct-viewing, fast and efficient.This technology in mechanical engineering, chemical equipment, automobile manufacture and so on many domains have strong prac

20、ticability and popularize value.Key words: Pro/E, milling fixture, digital design目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc2954219811. 引言 PAGEREF _Toc295421981 h 1HYPERLINK l _Toc2954219822. 設(shè)計(jì)理念 PAGEREF _Toc295421982 h 2HYPERLINK l _Toc2954219832.1 夾具概念設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295421983 h 2HYPERLINK l _Toc295421984

21、2.1.1 專用夾具與其設(shè)計(jì)概述 PAGEREF _Toc295421984 h 2HYPERLINK l _Toc2954219852.1.2 夾具的發(fā)展概況與現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc295421985 h 3HYPERLINK l _Toc2954219862.1.3 夾具的分類與組成 PAGEREF _Toc295421986 h 3HYPERLINK l _Toc2954219872.1.4 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 PAGEREF _Toc295421987 h 6HYPERLINK l _Toc2954219882.2 數(shù)字化制造簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc295421988 h

22、 7HYPERLINK l _Toc2954219892.2.1 數(shù)字化是制造技術(shù)創(chuàng)新的手段 PAGEREF _Toc295421989 h 7HYPERLINK l _Toc2954219902.2.2 Pro/E軟件的數(shù)字化造型功能 PAGEREF _Toc295421990 h 9HYPERLINK l _Toc2954219913. 銑床夾具的造型與動(dòng)畫仿真 PAGEREF _Toc295421991 h 12HYPERLINK l _Toc2954219923.1 銑床夾具零件的三維造型 PAGEREF _Toc295421992 h 12HYPERLINK l _Toc295421

23、9933.2 銑床夾具的裝配 PAGEREF _Toc295421993 h 17HYPERLINK l _Toc2954219943.3 銑床夾具的動(dòng)畫仿真 PAGEREF _Toc295421994 h 20HYPERLINK l _Toc2954219954. 利用Pro/E進(jìn)行夾具若干零件特征的自動(dòng)化設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295421995 h 23HYPERLINK l _Toc2954219964.1 銑床夾具分度盤的自動(dòng)化設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc295421996 h 23HYPERLINK l _Toc2954219975. 利用Pro/E進(jìn)行夾具若干零件的數(shù)控加

24、工 PAGEREF _Toc295421997 h 27HYPERLINK l _Toc2954219985.1 Pro/E NC簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc295421998 h 27HYPERLINK l _Toc2954219995.2 定位鍵的數(shù)控加工 PAGEREF _Toc295421999 h 27HYPERLINK l _Toc2954220006. 結(jié)論和展望 PAGEREF _Toc295422000 h 33HYPERLINK l _Toc2954220016.1 本設(shè)計(jì)研究總結(jié) PAGEREF _Toc295422001 h 33HYPERLINK l _Toc295

25、4220026.2 前景展望 PAGEREF _Toc295422002 h 33HYPERLINK l _Toc295422003參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc295422003 h 34HYPERLINK l _Toc295422004致 PAGEREF _Toc295422004 h 351.引言當(dāng)前三維設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)很高的境界，它能為產(chǎn)品開發(fā)人員提供更先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)手段，具有形象生動(dòng)、直觀明了、快速響應(yīng)等設(shè)計(jì)特點(diǎn)，其開發(fā)過程很符合設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思維1。三維開發(fā)平臺(tái)的出現(xiàn)和完善，為增強(qiáng)企業(yè)的開發(fā)能力、提高設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。三維開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用和推

26、廣，可謂是傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)的一次革命；三維立體設(shè)計(jì)逐步替代傳統(tǒng)的二維平面是必然的趨勢(shì)。目前，市面上可供選擇的軟件有很多，主要包括高端的Pro/Engineer，I-DEAS，UG，CATIA和中端的Solidworks，SolidEdge等3D設(shè)計(jì)軟件2。這些軟件的一個(gè)共性就是它們都具備了尺寸參數(shù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)以與虛擬裝配技術(shù)；尤其是高端的3D設(shè)計(jì)軟件還具備了智能化、集成化、并行化、模塊化、相關(guān)性等特點(diǎn)，這些技術(shù)一般都能滿足用戶設(shè)計(jì)的各項(xiàng)諸如設(shè)計(jì)、計(jì)算分析、制造、虛擬裝配、干涉檢查、有限元分析、運(yùn)動(dòng)分析等高級(jí)CAD的需求。Pro/Engineer系統(tǒng)是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司(PTC)的產(chǎn)品。PTC公司提出的

27、單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念，開發(fā)出來第三代機(jī)CAD/CAECAM產(chǎn)品Pro/Engineer軟件能將設(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過程集成到一起，讓所有的用戶能夠同時(shí)進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造工作，即實(shí)現(xiàn)所謂的并行工程。Pro/Engineer采用技術(shù)指標(biāo)化設(shè)計(jì)、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，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。Pro/Engineer系統(tǒng)用戶界面簡(jiǎn)潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣。整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫上，具有完整而統(tǒng)一的模型。2. 設(shè)計(jì)理念2.1 夾具概念設(shè)計(jì)3,42.1.1 專用夾具與其設(shè)計(jì)概

28、述1. 明確設(shè)計(jì)任務(wù)與收集設(shè)計(jì)資料2擬定夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖1)確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置。 2)確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。3)確定對(duì)刀或?qū)蚍桨?，設(shè)計(jì)對(duì)刀或?qū)蜓b置。4)確定夾具與機(jī)床的連接方式，設(shè)計(jì)連接元件與安裝基面。5)確定和設(shè)計(jì)其它裝置與元件的結(jié)構(gòu)型式，如分度裝置、預(yù)定位裝置與吊裝元件等。 6)確定夾具體的結(jié)構(gòu)型式與夾具在機(jī)床上的安裝方式。7)繪制夾具草圖，并標(biāo)注尺寸、公差與技術(shù)要求。 3進(jìn)行必要的分析計(jì)算工件的加工精度較高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工件加工精度分析。有動(dòng)力裝置的夾具，需計(jì)算夾緊力。當(dāng)有幾種夾具方案時(shí)，可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，選用經(jīng)濟(jì)效益較高的方案。4審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì)夾具

29、草圖畫出后，應(yīng)征求有關(guān)人員的意見，并送有關(guān)部門審查，然后根據(jù)他們的意見對(duì)夾具方案作進(jìn)一步修改。5繪制夾具裝配總圖夾具的總裝配圖應(yīng)按國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。繪圖比例盡量采用1：1。主視圖按夾具面對(duì)操作者的方向繪制?？倛D應(yīng)把夾具的工作原理、各種裝置的結(jié)構(gòu)與其相互關(guān)系表達(dá)清楚。夾具總圖的繪制次序如下：1)用雙點(diǎn)劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面與加工表面繪制在各個(gè)視圖的合適位置上。在總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面夾具上的線條。2)依次繪出定位裝置、夾緊裝置、對(duì)刀或?qū)蜓b置、其它裝置、夾具體與連接元件和安裝基面。3)標(biāo)注必要的尺寸、公差和技術(shù)要求。 4)編制夾具明細(xì)表與標(biāo)題欄。6.繪制夾具零件圖

30、夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件均要畫零件圖，并按夾具總圖的要求，確定零件的尺寸、公差與技術(shù)要求。2.1.2 夾具的發(fā)展概況與現(xiàn)狀?yuàn)A具雖然是機(jī)床的附加裝置，但是他在生產(chǎn)中起到的作用卻很大，應(yīng)用十分廣泛。因此，我國(guó)廣大機(jī)械工人和技術(shù)人員，歷來把機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，作為技術(shù)革新和改造的一個(gè)重要舉措。夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合，通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展1。安裝在車床上的夾具多數(shù)情況下都是采用通用夾具，如三爪卡盤、四爪卡盤等。當(dāng)加工一些特殊工件，采用通用夾具無法安裝時(shí)，必須設(shè)計(jì)專用夾具。安裝在機(jī)床上的夾具根據(jù)其安裝的

31、位置分為兩個(gè)基本類型：安裝在車床主軸上的夾具和安裝在車床床鞍上的夾具。2.1.3 夾具的分類與組成1. 夾具的分類隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，機(jī)床夾具的種類也在不斷的增加，出現(xiàn)了許多的新型的夾具，如果想要對(duì)所有的夾具加以分析，那是不可能的。為了便于研究各種夾具的特性，找出規(guī)律性的東西，從而運(yùn)用這些規(guī)律有必要將夾具加以分類如圖2-1所示：圖2-1 銑床夾具的分類1）通用夾具 是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、可用于一定圍加工不同工件的夾具。如三爪自定心或四爪單動(dòng)卡盤、機(jī)用虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、萬能分度頭、磁力工作臺(tái)等。這類夾具以作為機(jī)床附件，可以充分發(fā)揮機(jī)床技術(shù)性能和擴(kuò)大工藝圍。不論何種生產(chǎn)類型，都被廣泛利用。2）專用夾

32、具 在使用夾具裝夾工件時(shí)，有找正和不找正之分。在使用專為工件的某道工序時(shí)，一般能夠直接裝夾工件而無須劃線和找正，他成為機(jī)床的一種附加裝備，在加工中起到機(jī)床、工件、刀具之間的橋梁作用，我們稱之為專用夾具，專用夾具的設(shè)計(jì)和制造是機(jī)械加工中的一項(xiàng)重要的技術(shù)準(zhǔn)備工作。3）通用可調(diào)與成組夾具 這兩類夾具結(jié)構(gòu)相似。其共同點(diǎn)是:在加工完一種工件后，經(jīng)過調(diào)整或更換個(gè)別元件，即可加工形狀相似、尺寸相近或加工工藝相似的多種工件。在當(dāng)前多品種小批量生產(chǎn)條件下，這兩類夾具是改革工藝裝備設(shè)計(jì)的一個(gè)發(fā)展方向。4）組合夾具 是指按某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先準(zhǔn)備好的通用的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組合成的夾具。這種夾具用完

33、后可以拆御存放，還可多次反復(fù)使用，具有組裝迅速，周期短的特點(diǎn)，故特別適用于多品種小批生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制1。2. 夾具的組成由于各種專用夾具裝夾的工件是各不一樣的，所以夾具結(jié)構(gòu)也各種各樣。盡管新的夾具層出不窮，但是他們的工作原理基本相似.，我們?cè)谡J(rèn)識(shí)一定的數(shù)量的夾具之后，加以概括，找出他們的在聯(lián)系和共性，以便于尚未研究過的各種夾具進(jìn)行研究。由此可以得出一般夾具共有的如下組成元件和裝置:1）定位元件和裝置 它的作用是確定工件在夾具中的加工位置。2）夾緊裝置這種裝置包括夾緊元件或組合和動(dòng)力源。其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件的定位在加工中不因受外力而產(chǎn)生位移，同時(shí)防止或減少振動(dòng)。3）確定夾具位置的元件

34、 其作用是確定夾具在機(jī)床上的安裝位置，從而保證工件與機(jī)床之間的正確加工位置。4）對(duì)刀導(dǎo)向裝置 用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的餓元件稱為對(duì)刀導(dǎo)向元件。5）其他裝置 有些夾具還設(shè)有分度裝置、上下料裝置、工件頂出裝置等。6）夾具體 他是夾具的基本件和骨架，上述各類元件或裝置都安裝在夾具體上，使之成為一個(gè)夾具整體。他們的基面一般都和機(jī)床工作臺(tái)或花盤相聯(lián)結(jié)。 上述六個(gè)組成部分，并非每套機(jī)床夾具都必須全部具備。但是一般說來，定位裝置、夾緊裝置和夾具體則是夾具的基本部分。機(jī)床夾具的組成部分與工件、機(jī)床、刀具之間的聯(lián)系，可以從圖2-2看出，該圖為正確設(shè)計(jì)夾具提供了思考問題的線索:例如定位、夾緊裝置直接與

35、工件有關(guān)，故在設(shè)計(jì)時(shí)必須掌握與工件形狀、尺寸、技術(shù)要求等有關(guān)資料;在設(shè)計(jì)對(duì)刀導(dǎo)相元件時(shí)，應(yīng)考慮加工所用刀具的類型、結(jié)構(gòu)和尺寸等;設(shè)計(jì)確認(rèn)夾具在機(jī)床上位置的元件時(shí)，則應(yīng)依據(jù)機(jī)床工作臺(tái)或主軸端部的結(jié)構(gòu)形式和尺寸等。圖2-2 機(jī)床夾具組成示意圖2.1.4 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向隨著機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢(shì)，必然對(duì)機(jī)床夾具提出更高的要求。它的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為“四化”。1.標(biāo)準(zhǔn)化 完善的標(biāo)準(zhǔn)化，不僅指現(xiàn)有夾具零部件(包括毛坯與半成品)的標(biāo)準(zhǔn)，而且應(yīng)有各種類型夾具結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)(如果用可調(diào)夾具標(biāo)準(zhǔn)、組合夾

36、具標(biāo)準(zhǔn)、自動(dòng)線夾具標(biāo)準(zhǔn)等)。同時(shí)應(yīng)對(duì)專用夾具零部件，實(shí)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，以便使用一部分的零部件，能在各類夾具實(shí)現(xiàn)通用化。無疑這“三化”是夾具發(fā)展的基礎(chǔ)工作，有此基礎(chǔ)，就有可能組織夾具零件、傳動(dòng)裝置甚至整套的夾具的專業(yè)化定點(diǎn)生產(chǎn)，使原來單體生產(chǎn)的夾具，轉(zhuǎn)變?yōu)閷I(yè)化生產(chǎn)，以保證質(zhì)量，降低成本，縮短生產(chǎn)周期。2.可調(diào)化、組合化 當(dāng)前機(jī)床發(fā)展的兩個(gè)主要發(fā)展方面，一是要把專門用于某一特定工序的專用夾具，擴(kuò)大其運(yùn)用圍，使能用于同一類零件的加工，并實(shí)現(xiàn)快速調(diào)整；二是要改變專用夾具當(dāng)工件或工藝一有修改就得報(bào)廢的間題，使夾具能夠重復(fù)利用，實(shí)現(xiàn)組合化的原則，用少數(shù)元件能滿足多中需要。特別是隨著數(shù)控車床等的大

37、量出現(xiàn)，如何使用可調(diào)化或組合化夾具來適應(yīng)這種機(jī)床的需要，成為當(dāng)前機(jī)床夾具的又一重要發(fā)展方向。3.精密化 由于機(jī)械產(chǎn)品加工精度日益提高，高精度機(jī)床的大量涌現(xiàn)，勢(shì)必要求機(jī)床夾具也相對(duì)精密。4.高效自動(dòng)化 為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工過程自動(dòng)化，以改善勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)率，降低加工成本，不僅是生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線的需要，而且對(duì)多品種、小中批量生產(chǎn)同樣可以考慮采用合適的高效自動(dòng)化夾具，以獲得良好的效益。2.2 數(shù)字化制造簡(jiǎn)介2.2.1 數(shù)字化是制造技術(shù)創(chuàng)新的手段人類技術(shù)文明史進(jìn)入了信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)軟硬件的飛速發(fā)展給信息的普與、應(yīng)用提供了技術(shù)手段。面對(duì)21世紀(jì)的制造技術(shù)創(chuàng)新，數(shù)字化是主要手段。數(shù)字化的核心是離散化，如

38、何將自然界的連續(xù)物理現(xiàn)象、模糊的不確定現(xiàn)象，以與人的經(jīng)驗(yàn)與技能等離散化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，是技術(shù)創(chuàng)新成敗、優(yōu)劣的關(guān)鍵問題。繼計(jì)算幾何、計(jì)算力學(xué)問世之后，計(jì)算切削工學(xué)、計(jì)算制造、數(shù)字化制造、新型材料零件數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造等陸續(xù)被提出，明顯地看出數(shù)字化是技術(shù)創(chuàng)新的重要手段。為了充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在技術(shù)創(chuàng)新中的作用，需要對(duì)領(lǐng)域主導(dǎo)知識(shí)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化處理。例如：制造過程的物理量（力、熱、聲、振動(dòng)、速度、誤差等）的數(shù)字化模型，它們是伴隨制造過程的幾何量而產(chǎn)生的，如何將兩者的數(shù)字化量與相互關(guān)系融合到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，尚有大量工作要做；利用社會(huì)學(xué)、心理學(xué)、人體機(jī)構(gòu)與行為科學(xué)等，更好的發(fā)揮人在企業(yè)中的作用，利用

39、計(jì)算機(jī)仿真與人機(jī)界面技術(shù)模擬企業(yè)環(huán)境，研究人的最佳工作狀態(tài)，重視人們的滿足感與舒適感，這些都有大量數(shù)字化問題。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為數(shù)字化信息的傳遞、為實(shí)現(xiàn)“光速貿(mào)易”提供了技術(shù)手段。重要的是數(shù)字化全部信息，不僅要數(shù)字化技術(shù)信息，也要數(shù)字化評(píng)估信息，以便在信息冗余的當(dāng)今能選擇到有用的信息，還要數(shù)字化濾掉干擾信息和偽假信息，保證數(shù)字化信息暢通無誤。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也為實(shí)現(xiàn)全球化制造、給予網(wǎng)絡(luò)的制造提供了物理保證，這不僅有利于參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，促進(jìn)設(shè)備資源的共享，更有利于快速獲得制造技術(shù)信息，激發(fā)創(chuàng)新靈感，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造的重要保證。為了改善數(shù)字化在技術(shù)創(chuàng)新中的作用，要求計(jì)算機(jī)工具盡可能早地進(jìn)入工程過程中，以允許更廣

40、泛地探討和多方案地信息化選擇；要求人機(jī)界面向自然化接口過渡，以加快信息的流暢交換；要求計(jì)算機(jī)在實(shí)現(xiàn)自復(fù)位工程輔助作用時(shí)，由被動(dòng)變成主動(dòng)，即計(jì)算機(jī)能主動(dòng)向操作人員建議有關(guān)方案并傳送相關(guān)信息。隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了制造技術(shù)向更深層次的發(fā)展，自20世紀(jì)50年代以來，NC（Numerical Control）、CNC（Computer Numerical Control）、DNC（Distributed Numerical Control）、FMC、CAD（Computer Aided Design）、CAM（Computer Aided Manufacturing）、CAP

41、P（Computer Aided Press Planning）等新的制造技術(shù)相繼出現(xiàn)。在機(jī)械制造領(lǐng)域中，全球化經(jīng)濟(jì)的形成對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度以與產(chǎn)品的生產(chǎn)周期都提出了越來越高的要求。這也要求必須采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)才能符合時(shí)代的要求。計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)相結(jié)合、滲透，就產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造（Computer Aided Design and Manufacturing）技術(shù)，簡(jiǎn)稱CAD/CAM5。數(shù)字化改變了社會(huì)，改變了制造，改變了制造技術(shù)。從手工業(yè)使用圖板到計(jì)算機(jī)二維繪圖和NC加工，從三維設(shè)計(jì)到數(shù)字樣機(jī)，由數(shù)字化工藝過程設(shè)計(jì)到數(shù)字化制造、虛擬制造，從CAD應(yīng)

42、用到數(shù)字化企業(yè)（Digital Enterprise）的發(fā)展，是傳統(tǒng)的制造發(fā)生了質(zhì)的改革。數(shù)字化程度已經(jīng)成為衡量設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志。實(shí)踐表明，數(shù)字化技術(shù)是縮短產(chǎn)品研制周期、降低研制成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑，是建立現(xiàn)代產(chǎn)品快速研制系統(tǒng)的基礎(chǔ)6。2.2.2 Pro/E軟件的數(shù)字化造型功能7Pro/Engineer操作軟件（以下簡(jiǎn)稱Pro/E）是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation，簡(jiǎn)稱PTC）的重要產(chǎn)品，從它剛一面世，就以其先進(jìn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)、基于特征設(shè)計(jì)的實(shí)體造型而深受用戶的歡迎。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)

43、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。此外，Pro/E一開始就建立在工作站上，使系統(tǒng)獨(dú)立于硬件，便于移植；該系統(tǒng)用戶界面簡(jiǎn)潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣。Pro/E整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫上，具有完整而統(tǒng)一的模型，能將整個(gè)設(shè)計(jì)至生產(chǎn)過程集中在一起，他一共有20多個(gè)模塊供用戶選擇，讓所有的用戶能夠同時(shí)進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造工作，即實(shí)現(xiàn)所謂的并行工程。給予以上原因，Pro/E在最近幾年已經(jīng)成為三維機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域里最富有魅力的系統(tǒng)。Pro/E系統(tǒng)主要功能如下：1.參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征功能 Pro/E是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體

44、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，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(jiǎn)易和靈活。2.單一數(shù)據(jù)庫 Pro/E是建立在統(tǒng)一基層的數(shù)據(jù)庫上，不像一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個(gè)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(gè)庫，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶都在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個(gè)部門的。換言之，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的任何一處發(fā)生改動(dòng)，亦可以前后反映在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程樣圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會(huì)自動(dòng)更新；組裝工程圖如有任何改變，也完全同樣反應(yīng)在整個(gè)三維模型

45、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，使得每一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程緊密結(jié)合起來。這一優(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(chǎng)，價(jià)格也更便宜。Pro/E軟件功能包括參數(shù)化功能定義，實(shí)體零件與組裝造型，三維上色實(shí)體或線框造型、完整工程圖產(chǎn)生與不同視圖。Pro/E是一個(gè)功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同設(shè)計(jì)專用功能來實(shí)現(xiàn)，其中包括:筋(ribs) ,槽(slots)、倒角(chamfers)、和抽空(shells)等。采用這種手段建立形體，更自然、更直觀。其他優(yōu)勢(shì)如下:1)無可匹敵的幾何創(chuàng)建功能提供了優(yōu)良的產(chǎn)品差異性和可制造性； 2)完全集成的應(yīng)用程序可讓您在一個(gè)應(yīng)用程序中完成從概

46、念設(shè)計(jì)到制造的所有工作； 3)自動(dòng)將設(shè)計(jì)變更傳播到所有下游交付件的能力可讓您滿懷信心地進(jìn)行設(shè)計(jì)； 4)完整的虛擬仿真功能可讓您提升產(chǎn)品性能和超越產(chǎn)品質(zhì)量目標(biāo)； 5)自動(dòng)生成相關(guān)的刀具設(shè)計(jì)、裝配指令和機(jī)器代碼，最大限度地提高生產(chǎn)效率。總之，Pro/E系統(tǒng)的參數(shù)化功能是采用符號(hào)式的賦予形體尺寸，不像其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個(gè)參數(shù)改變，其他相關(guān)的特征也會(huì)自動(dòng)修正。這種功能使得修改更為方便和可令設(shè)計(jì)優(yōu)化更趨完美。造型不但可以在屏幕上顯示，還可以傳送到繪圖機(jī)上或一些支持Postscript格式的彩色打印機(jī)。Pro/E還可輸出三維和二維

47、圖形給予其他應(yīng)用軟件，諸如有限元分析與后置處理等，這些都是通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式來實(shí)現(xiàn)的，用戶更可以配上Pro/E軟件的其它模塊或自行利用C語言編程，以增強(qiáng)軟件的設(shè)計(jì)功能。3. 銑床夾具的造型與動(dòng)畫仿真3.1 銑床夾具零件的三維造型1. 夾具體與非標(biāo)準(zhǔn)件的造型本節(jié)研究的是銑八方專用夾具，需要利用Pro/E的三維實(shí)體建模技術(shù)將每個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)件的繪制出來。夾具中除定位、夾緊、對(duì)刀、導(dǎo)向和連接元件等大量應(yīng)用各種標(biāo)準(zhǔn)件, 通常還使用少量非標(biāo)準(zhǔn)專用件, 其中最主要的零件是夾具體。此銑八方專用夾具所涉與的零件有夾具體、芯軸、軸套、襯套、齒輪軸、調(diào)整螺母、防護(hù)套、螺母、分度盤、上卡塊、下卡塊、螺栓、定位銷、空心軸

48、、銅套、螺堵、定位螺釘?shù)确菢?biāo)準(zhǔn)專用件，其余的如螺釘、墊片、銷、柱銷、拉桿、手把等標(biāo)準(zhǔn)件直接從標(biāo)準(zhǔn)庫中調(diào)取。單個(gè)零件的三維實(shí)體造型所運(yùn)用到的Pro/E的基礎(chǔ)實(shí)體特征有：拉伸特征、旋轉(zhuǎn)特征、掃描特征、混合特征、孔特征、可特征、倒圓角特征、倒角特征、拔模特征、特征復(fù)制等。下面介紹生成簡(jiǎn)單三維實(shí)體所用的拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和混合等基本操作方法和技巧。拉伸特征是將一個(gè)用草圖描述的輪廓或橫斷面沿垂直于橫截面方向延伸一段距離后所生成的特征。草圖、拉伸方向和拉伸長(zhǎng)度是拉伸特征的 3 要素。旋轉(zhuǎn)特征是草圖輪廓或橫斷面，繞旋轉(zhuǎn)中心線轉(zhuǎn)動(dòng)掃過的軌跡所形成的特征。其中，草圖輪廓、旋轉(zhuǎn)中心線和旋轉(zhuǎn)角度構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)特征的 3

49、要素。掃描特征是由一組草圖輪廓或橫斷面，沿某一路徑掃掠所形成的特征。掃描路徑和掃描輪廓是掃描特征的必備要素?；旌咸卣魇且唤M空間輪廓按一定的順序，在輪廓之間進(jìn)行過渡生成的特征。混合特征的生成必須具備兩個(gè)或兩個(gè)以上的輪廓，其中輪廓可以是草圖也可以是其它特征的面，甚至可以是一個(gè)點(diǎn)。簡(jiǎn)單三維實(shí)體的建模方法一般可以歸納為：1）由基本體素產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)幾何體特征(方塊、圓柱、圓管、圓錐、球等特征)；2）由滿足約束條件的截面輪廓二維草圖經(jīng)過拉伸/旋轉(zhuǎn)生成三維特征；3）沿路徑配置的二維幾何圖形經(jīng)掃描/蒙掠生成曲面實(shí)體特征；4）結(jié)合以上3種方法，利用三維實(shí)體特征間的布爾運(yùn)算(交/并/差)生成新的實(shí)體。建模中參數(shù)的約束

50、有兩種形式：一是幾何約束，包括相互平行、相互垂直、相互同心、相互共線和等長(zhǎng)等，幾何約束是確定要素之間的幾何關(guān)系，這種約束關(guān)系（具有參數(shù)化性）在后面的設(shè)計(jì)中是保持不變的；二是尺寸約束，包括長(zhǎng)、寬、高、角度、半徑，距離等，這種約束用于確定要素之間的尺寸大小和相對(duì)距離8。但在實(shí)際建模過程中，簡(jiǎn)單特征可能通過以上任一種方法完成；但對(duì)復(fù)雜特征，常規(guī)的特征操作已難以滿足設(shè)計(jì)的要求，這時(shí)可以采用參數(shù)和關(guān)系式等輔助工具和環(huán)形折彎、唇、螺旋掃描等高級(jí)特征功能。盡管機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式千差萬別，用途和工作原理也各不一樣；但在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行三維實(shí)體建模還是有一些規(guī)律可循，特別是復(fù)雜三維實(shí)體的建模方法。復(fù)雜三維實(shí)體的建模

51、過程一般為：零件結(jié)構(gòu)分析特征分解基準(zhǔn)體系分析創(chuàng)建基本特征創(chuàng)建附加特征。以下分別是夾具體、分度盤、定位銷、齒輪軸、芯軸、錐套、拉桿、螺母的單個(gè)零件造型9,10。 圖3-1 夾具體 圖3-2 分度盤圖3-3 定位銷 圖3-4 齒輪軸圖3-5 芯軸 圖3-6 錐套圖3-7 拉桿 圖3-8 螺母2. 夾具的總體結(jié)構(gòu)造型本夾具綜合考慮銑床夾具設(shè)計(jì)中所涉與的問題與各種注意事項(xiàng)，結(jié)合夾具的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，圖3-9和圖3-10是夾具結(jié)構(gòu)的示意圖，其主要零件為分度盤。圖3-9 銑八方夾具主視圖圖3-10 銑八方夾具左視圖銑八方夾具整體結(jié)構(gòu)示意圖（圖3-9、圖3-10）1.分度盤 2.手把2 3.拉桿

52、4.錐套 5.定位銷 6.手把 7.夾具體 8.下卡塊 9.芯軸 10.上卡塊 11.手把 12.螺栓 13.定位螺釘 14.柱銷 15.螺釘二 16.齒輪軸 17.螺釘圖3-11為分度盤的平面圖，2個(gè)6的通孔是用來與錐套定位的，其定位可以保證分度盤與錐套的軸中心線重合從而保證兩者的同軸度；M12的通孔用來安裝手把，以便轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤；兩個(gè)沉孔可用螺釘將分度盤與錐套固定；而8個(gè)錐孔則是用于銑八方的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，每個(gè)錐孔代表要加工的一個(gè)平面，當(dāng)加工完一個(gè)平面時(shí)，只需轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤使定位銷嵌入下一個(gè)錐孔，依次加工，直至加工完工件的八個(gè)平面。圖3-11分度盤示意圖由銑八方夾具的整體結(jié)構(gòu)示意圖可以看到，在加工完一

53、個(gè)面時(shí)，通過調(diào)整將錐套處于松動(dòng)狀態(tài)，通過6轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪軸16，經(jīng)由齒輪軸16與定位銷5的嚙合部分帶動(dòng)定位銷5壓入盲孔中并擰緊螺釘17（將定位銷固定在盲孔），同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤使下一個(gè)錐孔對(duì)準(zhǔn)定位銷5，在反向擰動(dòng)手把11，在盲孔中彈簧的作用力下將定位銷潛入錐孔，使工件處于新的加工位置。同時(shí)依次擰緊調(diào)整螺母、螺母（使拉桿處于拉緊狀態(tài)）；再次擰動(dòng)手把11，在螺栓12的作用下拉近上卡塊10與下卡塊8的距離；最后將定位螺釘13擰緊。此夾具中運(yùn)用到錐度芯軸定位，其原理為利用錐套的彈性變形，當(dāng)錐套在受到軸向力（當(dāng)擰動(dòng)螺母帶動(dòng)拉桿使芯軸受到徑向力，同時(shí)有錐度的芯軸也受到軸向力的作用）的作用時(shí)，其與徑向?yàn)?號(hào)錐度夾角的

54、斜邊產(chǎn)生變形使其外徑變大，孔變小，同時(shí)消除了銅套孔與錐套外徑、錐套孔與芯軸的間隙，形成無間隙配合，從而消除了夾具體的定位誤差。使用時(shí)，由于錐套的外徑與銅套、芯軸有間隙，安裝方便：拆卸時(shí)，只需松開螺母，錐套在沒有軸向力的作用時(shí)，可自動(dòng)回彈到原尺寸，這樣即可輕松取出零件。這種定位芯軸由于消除了定位誤差，其定位可靠，用于加工中能夠嚴(yán)格保證零件的同軸度要求。3.2 銑床夾具的裝配在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)師首先繪制裝配圖，然后根據(jù)裝配圖拆畫零件圖。Pro/E中裝配體的設(shè)計(jì)是從組成裝配體的單個(gè)零件的三維設(shè)計(jì)開始。完成了組成裝配體的各個(gè)零件設(shè)計(jì)后，將設(shè)計(jì)的零件按設(shè)計(jì)要求的約束條件或連接方式裝配在一起才能

55、形成一個(gè)完整的產(chǎn)品或機(jī)構(gòu)裝置。裝配是產(chǎn)品生命周期中的重要環(huán)節(jié)，是根據(jù)確定的精度標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，將一組零散的零件通過合理的工藝流程與各種必要的方式聯(lián)結(jié)組合起來，使之成為產(chǎn)品的過程；是影響產(chǎn)品性能、質(zhì)量、開發(fā)周期和成本的主要因素之一11。在Pro/E的裝配模式下選兩個(gè)有裝配關(guān)系的零件，以默認(rèn)位置在裝配環(huán)境里，利用Pro/E提供的約束形式（如匹配、共面、旋轉(zhuǎn)曲面共軸與曲面相切等）進(jìn)行裝配。三維裝配形象、直觀，可實(shí)現(xiàn)“爆炸”和動(dòng)畫，用以指導(dǎo)裝配現(xiàn)場(chǎng)操作，比較直觀，易于理解。裝配過程中要將某元件在空間定位，必須限制其在X、Y、Z三個(gè)軸向的平移和旋轉(zhuǎn)。元件的組裝過程就是一個(gè)將元件用約束條件在空間限位的過程

56、。不同的組裝模型需要的約束條件不同，完成一個(gè)元件的完全定位需要同時(shí)滿足幾種約束條件。元件常用的多種約束類型分別是:自動(dòng)、匹配、對(duì)齊、插入、坐標(biāo)系、相切、線上點(diǎn)、曲面上的點(diǎn)、曲面上的線和缺省。創(chuàng)建元件同時(shí)要考慮到：從一個(gè)基本元件開始創(chuàng)建組件；將第一個(gè)零件或子組件裝配在缺省組件基準(zhǔn)上。然而第一個(gè)元件裝配完成后，一般處于完全約束狀態(tài)，因此第一個(gè)零件最好是固定件。以銑八方夾具為例，由于此夾具零部件較多，因此選取幾個(gè)較為典型的零件來進(jìn)行裝配介紹。裝配第一個(gè)零件創(chuàng)建組件的第一步是輸入基準(zhǔn)元件并自動(dòng)將其零件坐標(biāo)系對(duì)齊組件的坐標(biāo)系。1.單擊文件新建?！靶陆ā睂?duì)話框打開。2.在“類型”字段中選取組件并輸入組件名

57、稱“zhuangpei”。不使用缺省模板。3.單擊確定。在彈出的“新文件選項(xiàng)”對(duì)話框中選擇公制模板mmns_asm_design，單擊確定進(jìn)入零件設(shè)計(jì)界面。4.單擊將原件添加到組件命令，在彈出的“打開”對(duì)話框中選取“ti.part”文件。5.在“自動(dòng)”約束集列表中單擊缺省約束集，以將元件裝配到缺省約束位置。此約束將零件坐標(biāo)系與組件坐標(biāo)系對(duì)齊并且此時(shí)會(huì)看到零件的Front、 Right和Top零件基準(zhǔn)平面與它們各自的組件基準(zhǔn)平面對(duì)齊，如圖3-12所示?！盃顟B(tài)”行指示基礎(chǔ)元件已完全約束。6.接受并保存組件。并繼續(xù)裝配。圖3-12 坐標(biāo)系、基準(zhǔn)平面約束對(duì)齊裝配第二個(gè)零件：?jiǎn)螕魧⒃砑拥浇M件命令，在

58、彈出的“打開”對(duì)話框中選取“dingweijian.part”文件；單擊放置，在“約束類型”中選擇對(duì)齊，在“偏移”中選擇重合，然后選取兩個(gè)零件的兩個(gè)軸A_4 與A_59，如圖3-13所示；單擊新建約束匹配重合選取需要匹配的兩個(gè)面F5和F12，如圖3-14所示；接受并保存組件。圖3-13 軸約束對(duì)齊圖3-14 曲面約束匹配重合依次進(jìn)行裝配，裝配過程中可對(duì)零件視圖操作：按下CTRL和ALT鍵，并按下鼠標(biāo)中鍵，可以轉(zhuǎn)動(dòng)剛調(diào)入的零件進(jìn)行查看；按下CTRL和ALT鍵，并按下鼠標(biāo)右鍵，可以移動(dòng)剛調(diào)入的零件進(jìn)行查看；選擇構(gòu)成約束的元素時(shí)，可按下鼠標(biāo)右鍵進(jìn)行不同元素的切換。應(yīng)用上面的零件移動(dòng)方法將零件移動(dòng)到合

59、適的位置，然后定義約束，則系統(tǒng)智能選擇的約束類型更加合適，裝配可能更合理。以下是完成裝配后的模型，如圖3-15、圖3-16所示。圖3-15 夾具裝配圖一圖3-16 夾具裝配圖二3.3 銑床夾具的動(dòng)畫仿真12Pro/ E動(dòng)畫功能 (Animation)是Pro/ E的一種讓組件運(yùn)動(dòng)起來的技術(shù),用戶可以在不設(shè)定運(yùn)動(dòng)副的情況下,通過運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的指定,仿造動(dòng)畫影片的制作過程,一步步快拍產(chǎn)生關(guān)鍵幀,最后連續(xù)播放這些關(guān)鍵幀制造影像。在動(dòng)作過程中,與時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理的結(jié)構(gòu)、部件干涉的地方、動(dòng)作不協(xié)調(diào)的部位,保證產(chǎn)品的裝配關(guān)系、產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)間隙、產(chǎn)品理論尺寸的正確性,提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量,減少不必要的設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)、設(shè)計(jì)

60、反復(fù)時(shí)間,極縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期13。本夾具為靜態(tài)機(jī)構(gòu)，因此可通過動(dòng)畫的形式清晰地展示夾具的組裝過程與各零件之間的相互配合。以下為銑八方夾具動(dòng)畫的制作過程。首先打開裝配文件（重新用連接的方法裝配），單擊應(yīng)用程序動(dòng)畫按鈕重命名為xibafangjiajv_donghua關(guān)閉按鈕每個(gè)主體一個(gè)零件ground編輯選擇ti.prt確定拖動(dòng)封裝元件調(diào)整好夾具零件位置（注意順序）點(diǎn)擊 拍下當(dāng)前配置的快照重復(fù)以上步驟，依次抓取快照將最后一個(gè)零件拖出來并拍照創(chuàng)建新關(guān)鍵幀序列以相反的順序插入關(guān)鍵幀工具時(shí)間域修改一下時(shí)間應(yīng)用確定啟動(dòng)動(dòng)畫 回放捕捉確定即可得到夾具的裝配動(dòng)畫。部分步驟如下圖所示：圖3-17 創(chuàng)建主體零件