【正文】 .. 19 4 基于 Pro/E 的零件建模及仿真 ....................................................................................... 21 Pro/E 的簡介 .................................................................................................................. 21 參數(shù)化設(shè)計 ................................................................................................................ 22 基于特征建模 ............................................................................................................ 22 單一數(shù)據(jù)庫 ................................................................................................................ 22 直觀裝配管理 ............................................................................................................ 22 零件的建模 ................................................................................................................... 23 Pro/E 中常用的的命令 ............................................................................................... 23 一些主要零件的建模 ................................................................................................ 24 II 組裝 ............................................................................................................................... 33 組裝過程中的預(yù)定義約束集 .................................................................................... 33 組裝圖 ........................................................................................................................ 35 總 結(jié) .................................................................................................................................. 36 參考文獻 .............................................................................................................................. 37 致 謝 .................................................................................................................................. 38 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 1 前言 概述 自動換刀系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分。加工中心則進一步采用了刀庫和換刀機械手，定現(xiàn)了大容量存儲刀具和自動交換刀具的功能，這種刀庫安放刀具的數(shù)量從幾十把到上百把，自動交換刀具的時間從十幾秒減少到幾秒甚至零 點幾秒。低造價高性能的加工中心將會被中小廠廣泛接收，這樣必將給自動換刀系統(tǒng)生產(chǎn)廠商和加工中心制造廠商帶來巨大的經(jīng)濟效益 數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架發(fā)展趨勢 數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢是：隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動和伺服驅(qū)動方向發(fā)展。 目前國內(nèi)數(shù)控刀架以電動為主，分為立式（如圖 ）和臥式（如圖 ）兩種。 （ 2） 減少換刀動作對加工范圍的干擾。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 2 機械設(shè)計 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 減速傳動機構(gòu)設(shè)計 普通的三項異步電動機因為轉(zhuǎn)速太快，所以不能直接驅(qū)動刀架進行換刀，必須要經(jīng)過適當(dāng)?shù)臏p速才行。當(dāng)?shù)都芴幱阪i緊狀態(tài)時，上刀體與下刀體的端面齒相互嚙合，因為這時上刀體不能與螺桿一起轉(zhuǎn)動，所以螺桿的轉(zhuǎn)動會使上刀體向上移動。 需要換刀時，控制系統(tǒng)發(fā)出刀架轉(zhuǎn)位信號，三相異步電動機正向旋轉(zhuǎn)，通過蝸桿副帶動螺桿正向轉(zhuǎn)動，與螺桿配合的上刀體 4 逐漸抬起，上刀體 4 與下刀體之間的端面齒慢慢脫開；與此同時，上蓋圓盤 1 也隨著螺桿正向轉(zhuǎn)動（上蓋圓盤 1 通過圓柱銷刀架電動機正轉(zhuǎn) 螺桿正轉(zhuǎn) 上蓋圓盤旋轉(zhuǎn) 上刀體抬起 到位回答 上刀體旋轉(zhuǎn) 端面齒錯開 圓柱銷落入上蓋圓 盤 刀架電動機旋轉(zhuǎn) 螺桿反轉(zhuǎn) 反靠銷 反靠端面齒嚙合 上刀體下降，粗定位 電動機停轉(zhuǎn) 延時鎖緊 精定位 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 8 與螺桿連接），當(dāng)轉(zhuǎn)過約 170 度時，上蓋圓盤 1 直槽的另一端轉(zhuǎn)到圓柱銷 2 的正上方，由于彈簧 3 的作用，圓柱銷 2 落入直槽內(nèi)，于是上蓋圓盤 1 就通過圓柱銷 2 使得上刀體 4 轉(zhuǎn)動起來（此時端面齒已經(jīng)完 全脫開），如圖 （ b）所示。已知電動機額定功率 WP 901? 。 按蝸輪接觸疲勞強度條件設(shè)計計算的公式 ? ?322 ?????????HPEKTa ZZ? (21) 式中 a—— 蝸桿副的傳動中心距，單位 mm ； K—— 載荷系數(shù)； 2T —— 作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 ，單位 mmN? ； EZ —— 彈性影響系數(shù)； ][ H? —— 許用接觸應(yīng)力，單位為 MPa 。][H? =268MPa 已知蝸桿為單頭，蝸輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時每個輪齒嚙合的次數(shù) j=1；蝸輪轉(zhuǎn)數(shù) 2n =24r/min；蝸桿副的使用壽命 hL =10000h。 ② 蝸輪參數(shù)與尺寸 齒數(shù) 312?z ，模數(shù) mmm ? ， 分度圓直徑為 mmmzd ?? ， 變位系數(shù) ? ?? ? ????? mddax ， 蝸輪喉圓直徑為 ? ? mmxhmdd aa 822 222 ???? ?， 蝸輪齒根圓直徑 ? ? mmcxhmdd af 702 222 ????? ??， 蝸輪咽喉母圓半徑 mmdar ag ??? 。 刀架體的設(shè)計 刀架體設(shè)計首先要考慮刀架體內(nèi)零件的布置及與刀架體外部零件的關(guān)系，應(yīng)考慮以下問題： (1) 滿足強度和剛度要求。鑄鐵的阻尼作用強，動態(tài)剛性和機加工性能好，價格適度。 圖 刀架發(fā)信盤的霍爾元件 第 1 腳： +12V 電源 第 2 腳： +12V 地線 第 3 腳： 4 個刀位信號輸出 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 圖 刀位信號的處理 發(fā)信電路 圖 刀架電動機正反轉(zhuǎn)控制電路， I/O 接口芯片 8255A 的 PB6 與 PB7 分別控制刀架電動機的功率只有 80W，所以圖 中刀架電動機與 380V 市電的接通可以選用大功率直流繼電器，而不必采用繼電器 接觸器控制電路，以節(jié)省成本，降低故障率。雖然 PTC 提供了相應(yīng)的 插件 以實現(xiàn)舊版本打開新版本文件的功能，但在很多情況下支持并不理想容易造成 軟件 的操作過程中直接跳出。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機上。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。 基準(zhǔn)是建模過程中不可或缺的、必須的特征。 操作方法： 旋轉(zhuǎn)圖標(biāo) 選擇草繪面 選擇參照面 作截面圖 選擇旋轉(zhuǎn)模式 選擇加材料或減材料 輸入旋轉(zhuǎn)角度 確定。 ③ D1?D2：距離選擇邊尺寸分別為 D1 與 D2 的位置建立一倒角。下面就是幾種集的類型。銷釘連接集有兩種約束：軸對齊和平面配對或?qū)R或點對齊 。 （ 5）平面 (Planar) 連接元件，以使其在一個平面內(nèi)彼此相對移動，在該平面內(nèi)有兩個自由度，圍繞與其正交的軸有一個自由度。 （ 7）焊接 (Weld) 將一個元件連接到另一個元件，使它們無法相對移動。對于第二個參照，在組件或元件上選擇邊、軸或曲線。 （ 11）槽 (Slot) 非直軌跡上的點。 （ 2）根據(jù)之前設(shè)計出的零件，在 Pro/E 建模，如蝸輪蝸桿、螺桿，上刀架體、下刀架體等等。尤其要強烈感謝我的論文指導(dǎo)老師，他 對我進行了無私的指導(dǎo)和幫助， 不厭其煩 的幫助進行論文的修改和改進。 感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。同時也繪制了電動機正反轉(zhuǎn)的電路圖和刀位信號處理的電路圖。軌跡具有在配置連接時所設(shè)置的端點。相切、 曲線上的點 和 非平面曲面上的點 不能用于 一般 (General) 連接。 （ 8）軸承 (Bearing) 球 (Ball) 和 滑塊 (Slider) 連接的組合，具有四個自由度。 （ 6）球 (Ball) 連接元件，使其可以 三個自由度在任意方向上旋轉(zhuǎn) (360176。 滑塊 (Slider) 連接集有 兩種約束：軸對齊和平面配對 /對齊以限制沿軸旋轉(zhuǎn)。剛性連接集約束類似于用戶定義的約束集。 在使用孔命令制作孔特征時，只需指定孔的放置平面并給定孔的定位尺寸及孔的直徑、深度即可。建立倒角的基本原則同倒圓角。它適于構(gòu)造等截面的實體特征。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。這一功能特性給工程設(shè)計者提供了在設(shè)計上從未有過的簡易和靈活，特別是在設(shè)計系列化產(chǎn)品上更是有得天獨到的優(yōu)勢。 本次設(shè)計仿真中使用的軟件是 ProeWildfire 。 Pro/E 作為當(dāng)今世界機械 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)今主流的模具和產(chǎn)品設(shè)計三維 CAD/CAM 軟件之一。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 18 3 電氣控制部分設(shè)計 自動回轉(zhuǎn)刀架的電氣控制部分主要包括收信電路和發(fā)信電路兩大塊 。 (3) 工藝性好。因此，螺桿的螺距 P 應(yīng)滿足 mmP ? ，今取螺桿的螺距 mmP 10? 。因為 ?Z 較大，所以上述計算結(jié)果可用。沖擊不大，可取?K 。本設(shè)計采用結(jié)構(gòu)簡單，制造方便的漸開線型圓柱蝸桿 (Z1 型 )。在此期間，上、下刀體的端面齒逐漸嚙合，實現(xiàn)精定位，經(jīng)過設(shè)定的延時時間后，刀架電動機停轉(zhuǎn)，整個換刀過程結(jié)束。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 6 圖 自動回轉(zhuǎn)刀架的傳動機構(gòu)示意圖 1發(fā)信盤 2推力軸承 3螺桿螺母副 4端面齒盤 5反靠圓盤 6三相異步電動機 7聯(lián)軸器 8蝸桿副