【正文】 32 mm；單面 V型坡口； 1980雙面 x型坡口。 （ 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 和圖 ； （ 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）選擇螺旋曲面和整個(gè)絲杠外圓柱面 ,點(diǎn)擊“編輯” “相交”，軟件自動(dòng)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(shí)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 。草繪一圓，直徑取任意值，拉伸長(zhǎng)度也取默認(rèn)值。 （ 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(gè)齒槽。面對(duì)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(kù)，河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 快速而又準(zhǔn)確地創(chuàng)建了諸如螺栓、軸承等零件。 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(jiǎn)單介紹。所以，如果在裝配中采用重復(fù)性裝配，就能夠快速地解決此類問題。 （ 8）根據(jù)創(chuàng)建第一對(duì)陣列點(diǎn)的方法創(chuàng)建第二對(duì)陣列點(diǎn)，但是實(shí)數(shù)值取 20 和 40，陣列河南機(jī)電高等專科學(xué)校 個(gè)數(shù)相同，增量值相同。 （ 1）運(yùn)行 PRO/E 軟件，新建一個(gè)組件，命名為“ ZHOUZUJIAN”； （ 2）單擊“插入” “元件”，調(diào)入“ ZHOU”零件，按照默認(rèn)方式裝配，即坐標(biāo)對(duì)齊。以下是創(chuàng)建伺服電機(jī)的步驟： （ 1）單擊菜單中“ MECHANISM” “伺服電機(jī)” “新”，彈出伺服電機(jī)對(duì)話框； （ 2）在主窗口中選擇一個(gè)連接軸，然后單擊“特性”選項(xiàng)卡，用來設(shè)置伺服電機(jī)的位置、速度、加速度等參數(shù)； （ 3）其中“?！狈指魴谥邪ň欧N時(shí)間函數(shù)來定義運(yùn)動(dòng)輪廓： ① Constant：常量。 ⑨ User Defined：用戶用函數(shù)自我定義。所以，在運(yùn)行立式焊機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真前，必須解 決如何實(shí)現(xiàn)鏈條的運(yùn)動(dòng)的問題。 （ 6）定義完成后點(diǎn)擊“應(yīng)用程序” “ mechanism”，進(jìn)入機(jī)構(gòu)分析模塊，首先定義活動(dòng)導(dǎo)軌與絲杠組件的槽連接，將絲杠組件的螺旋線取消隱藏。 本文介紹的焊機(jī)仿真是通過 PRO/ENGINEER 軟件實(shí)現(xiàn)的，該軟件作為 3D 設(shè)計(jì)軟件的頂尖產(chǎn)品，無論是在建模還是裝配，抑或是在運(yùn)動(dòng)仿真過程中，都表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。焊機(jī)采用配重塊通過鏈條平衡焊槍運(yùn)動(dòng)部件的重量，減輕了 Z 軸電機(jī)和絲杠的承載。下面，就來介紹一下如何利用 PRO/E 的運(yùn)動(dòng)仿真模塊來作出和絲杠傳動(dòng)原理一樣的運(yùn)動(dòng)。 （ 9）單擊 OK 按鈕接受設(shè)置值。用于電機(jī)的配置文件， Y=A+B*t+C*t2+D*t3， A=常數(shù)項(xiàng)系數(shù)；B=一次項(xiàng)系數(shù)； C=二次項(xiàng)系數(shù)； D=三次項(xiàng)系數(shù)。 機(jī)構(gòu)分析前需要定義大量的連接關(guān)系，類似第四章的裝配定義，但是，裝配定義好的組件是不能運(yùn)動(dòng)的 。 （ 4）點(diǎn)擊“命令和設(shè)置”快捷鍵，選擇“選取”，在模型樹中選中 ，在新名稱中輸入 ,點(diǎn)擊確定，系統(tǒng)提示“已將零件從磁盤和進(jìn)程中改名”。 以“實(shí)數(shù)”方式創(chuàng)建第二點(diǎn)，輸入距離為 20。 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(shí)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。而且，我們可以利用此功能開發(fā)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，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。 （ 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。最后，將該 曲線鏡像到齒輪本體的背面。 （ 3）點(diǎn)擊“工具” “程序” “編輯設(shè)計(jì)”，在彈出的程序編輯對(duì)話框中按照如下方式輸入程序： VERSION REVNUM 78 零件 CHILUN 的列表 INPUT 此處插入程序 1 END INPUT RELATIONS 此處插入程序 2 END RELATIONS ADD FEATURE (initial number 1) 內(nèi)部特征標(biāo)識(shí) 1 點(diǎn)擊“文件” “保存”，系統(tǒng)會(huì)詢問是否將所做修改體現(xiàn)到當(dāng)前模型中，點(diǎn)擊“是” 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 “當(dāng)前值”。由于零部件總數(shù)眾多，對(duì)每個(gè)零件的建模過程都作相應(yīng)介紹顯然是不現(xiàn)實(shí)的。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 另外，目前自保護(hù)立焊設(shè)備的價(jià)格也比氣保護(hù)立焊設(shè)備的價(jià)格低得多。 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。通過本課題的研究，我們需要達(dá)到的要求有： ① 熟悉氣電立焊的國(guó)內(nèi)外歷史及其發(fā)展前景； ② 正確合理分析理解氣電立焊原理、特點(diǎn)及其工藝特點(diǎn)和設(shè)備知識(shí)； ③ 了解立式環(huán)縫自動(dòng)焊接機(jī)主要零部件的特點(diǎn)及作用； ④ 充分理解，明白各個(gè)零部件的位置及作用； ⑤ 對(duì)于虛擬設(shè)計(jì)，能夠掌握各個(gè)部分的設(shè)計(jì)原則以及合理分析各因素對(duì)設(shè)計(jì)的影響； ⑥ 熟練運(yùn)用 Pro/ENGINEER 軟件。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對(duì)工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。 過去我國(guó)對(duì)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(chǔ)油罐建設(shè)這些設(shè)備 ， 雖然性能良好但價(jià)格昂貴 ， 國(guó)內(nèi)一些中小企業(yè)無力購(gòu)買 ， 受進(jìn)口設(shè) 備和國(guó)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 。 最后，我們進(jìn)行了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) 設(shè)計(jì)。利用 PRO/E 的零件 建模功能 ，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。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)尺寸的橋梁箱式梁腹板及大型儲(chǔ)罐側(cè)板的中厚板的焊接。全相關(guān)性鼓勵(lì)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。由此可知， 采用計(jì)算機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真，將對(duì)氣電立焊設(shè)備的設(shè)計(jì)開發(fā)產(chǎn)生重要的積極影響。 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。在襯墊的背面還有一塊鋼板，便于在裝配襯墊時(shí)用鋼楔子將襯墊與鋼板壓緊，避免陶瓷襯墊破碎。在三維建模過程中，我們充分利用了 TOPDOWN 的設(shè)計(jì)方法，以確保整機(jī)設(shè)計(jì)不出錯(cuò)誤，同時(shí)也利用一些建模技巧，盡量縮短了建模過程所占的時(shí)間。齒輪本身有很多種類，由于此次自動(dòng)焊接機(jī)的仿真過程中只用到直齒輪，同時(shí)也是受時(shí)間的約束，我們只對(duì)直齒輪做了參數(shù)化設(shè)計(jì)。 圖 拉伸一圓柱體 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 圖 定義齒輪本體參數(shù) 圖 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， DTM1 為向上面。 （ 13）設(shè)置新的圖層將多余的曲面、曲線隱藏掉。點(diǎn)擊確定；如圖 ； （ 3）點(diǎn)擊“工具” “族表”，彈出族表對(duì)話框； （ 4）點(diǎn)擊“插入” “列”，彈出族項(xiàng)目對(duì)話框，點(diǎn)擊“尺寸”，雙擊墊片三維模型，出現(xiàn)尺寸符號(hào)； （ 5）按住 CTRL 鍵依次復(fù)選 1d ， 2d ， thick，點(diǎn)擊確定，彈出族表欄； 點(diǎn)擊“插入” “實(shí)例行”，按照自己需要的墊片尺寸在相應(yīng)欄里填入尺寸，每一個(gè)實(shí)例行均代表一種墊片。 （ 9）自動(dòng)約束：“自動(dòng)”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(duì)齊，系統(tǒng)就放置原始組件中的元件。 （ 2）新建一個(gè)裝配文件，首先根據(jù)鏈條的運(yùn)動(dòng)軌跡創(chuàng)建一條軌跡線。 下面以立式焊機(jī)中撓性聯(lián)軸器組件中的改名操作，來講述如何在裝配環(huán)境下對(duì)零件改名。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 5 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)虛擬設(shè)計(jì) 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析模塊（ MECHANISM）是 PRO/ENGINEER 中一個(gè)集運(yùn)動(dòng)仿真和機(jī)構(gòu)分析于一身的、功能強(qiáng)大的模塊。 ⑥ Parabolic：拋物線。 （ 6）其中“鎖定圖元”的作用是運(yùn)行運(yùn)動(dòng)分析時(shí)鎖定主體或連接，則在已定義的分析中，這些鎖定的 主體或連接將不會(huì)相互移動(dòng)。 （ 17）單擊“創(chuàng)建新測(cè)量”，類型選擇“位置”，“點(diǎn)或連接軸”選擇第一節(jié)鏈條的基準(zhǔn)點(diǎn)，點(diǎn)擊“確定”， （ 18）點(diǎn)擊繪制結(jié)果集，系統(tǒng)輸出“位置 時(shí)間”圖表， 至此，運(yùn)動(dòng)型鏈條的仿真創(chuàng)建結(jié)束。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 6 結(jié)論與展望 經(jīng)過兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，立式自動(dòng)焊接機(jī)虛擬設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。 隨著 CAD/CAM/CAE 軟件的不斷發(fā)展， PRO/ENGINEER 軟件一定會(huì)不斷改進(jìn)，使功能更加全面、操作更加簡(jiǎn)便、界面更趨人性化，牢牢地奠定自己在三維設(shè)計(jì)軟件中領(lǐng)頭羊的地位。 （ 9）點(diǎn)擊“ mechanism” “伺服電機(jī)”，系統(tǒng)彈出伺服電機(jī)定義對(duì)話框，點(diǎn)擊“新建”，“連接”選擇絲杠組件的銷釘連接，“規(guī)范”選擇“速度”，“?！陛斎?80。用連接方式中的“銷釘”連接放置 CHAIN2， （ 5）保存文件并關(guān)閉窗口； （ 6）新建一裝配件，命名為“ CHAIN”，在 裝配環(huán)境下創(chuàng)建一曲線并將其拖至曲線旁邊，以便裝配， （ 7）點(diǎn)擊“插入” “元件”，調(diào)入剛才創(chuàng)建的裝配件“ GUANJIE”， （ 8）用連接定義中的“平面”連接，定義 GUANJIE 組件中 FRONT 面和曲線所在基準(zhǔn)平面的連接，進(jìn)入 MECHANISM 模塊， 將 GUANJIE 組件中三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)和曲線的槽連接，讓 GUANJIE 組件運(yùn)動(dòng)時(shí)三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)總保持在曲線上。 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)分析 運(yùn)行分析命令允許用戶定義一個(gè)機(jī)構(gòu)在一定時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方式，通過向機(jī)構(gòu)中增加伺服電機(jī)，然后設(shè)置時(shí)間周 期和運(yùn)動(dòng)增量，可以定義組件的運(yùn)動(dòng)增量，可以定義組件的運(yùn)動(dòng)方式，回放機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的畫面或?qū)⒔Y(jié)果保存在磁盤中，便于以后重新演示。運(yùn)動(dòng)隨時(shí)間呈線形變化， Y=A+B*T，其中 A， B都是常量。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 （ 5）單擊“插入” “元件”，調(diào)入“ CHILUN”零 件，用“匹配”約束使齒輪端面和軸肩面相重合，用“匹配”約束使齒輪鍵槽側(cè)面和鍵的側(cè)面相重合，用“插入”約束使齒輪孔的軸線和軸的軸線對(duì)齊。 裝配件的改名操作是一個(gè)非常重要的操作技巧，特別是在創(chuàng)建大型裝配件的時(shí)候，更有掌握的必要。這種裝配方式為裝配過程節(jié)省了大量的時(shí)間，而且不容易出錯(cuò)。 （ 3）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。 圖 CAXA提取圖符對(duì)話框 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 圖 調(diào)出標(biāo)準(zhǔn)件圖 圖 創(chuàng)建滾子 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 圖 圓錐滾子軸承創(chuàng)建完畢 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。 （ 10）點(diǎn)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(diǎn)擊確定。點(diǎn)擊“確定” “編輯” “再生” “當(dāng)前值”。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?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)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(dòng)生成新的齒輪三維模型。焊機(jī)的整體機(jī)架內(nèi)具有自動(dòng)提升機(jī)構(gòu)和自動(dòng)鎖定裝置，便于船體立縫焊接時(shí)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)。水溫度和流量對(duì)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(shí)應(yīng)減少水流量；焊接薄板時(shí)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。板的厚度在 12～ 80 mm最適宜。高級(jí)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。如何解決好產(chǎn)品市場(chǎng)壽命縮短和新產(chǎn)品開發(fā)周期長(zhǎng)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。焊接時(shí)，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 2CO 及熔渣的保護(hù)，藥芯焊絲熔化后產(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(duì)熔池起保護(hù)作用，同時(shí)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。河南機(jī)電高等專科學(xué)校 摘 要 氣電立焊是由普通熔化 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 液化天然氣氣瓶 的 焊接，也可應(yīng)用于 相應(yīng)的其它零部件的 焊接。 圖 氣電立焊 在焊接前，首先在