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重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 軸套雙面自動切端面倒角機(jī)—總體三維及運動仿真
目 錄
摘 要 ……………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract …………………………………………………………………………Ⅱ
1 緒論…………………………………………………………………………………1
2 總體設(shè)計……………………………………………………………………………1
2.1 方案分析 ………………………………………………………………………2
3 工作原理……………………………………………………………………………2
4 三維設(shè)計……………………………………………………………………………3
4.1 實現(xiàn)軟件介紹…………………………………………………………………3
4.2 三維實體造型…………………………………………………………………3
4.2.1 料倉實體三維造型…………………………………………………………3
4.2.2 振動式料盤的實體三維造型 ……………………………………………7
4.2.3 夾具機(jī)構(gòu)汽缸的實體三維造型…………………………………………17
4.2.4 夾具結(jié)構(gòu)的滑座實體三維造型…………………………………………24
4.2.5 夾具機(jī)構(gòu)的汽缸實體三維造型…………………………………………26
4.2.6 進(jìn)給加工系統(tǒng)的箱體實體三維造型……………………………………31
4.2.7 其他零件的三維造型……………………………………………………35
4.3 虛擬裝配 ……………………………………………………………………42
4.3.1 裝配綜述…………………………………………………………………42
4.3.2 裝配實例…………………………………………………………………42
5 運動仿真 …………………………………………………………………………45
5.1 運動仿真的創(chuàng)建………………………………………………………………45
6 結(jié)論 ………………………………………………………………………………48
致謝 …………………………………………………………………………………49
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………50
文獻(xiàn)綜述 ……………………………………………………………………………51
摘 要
隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)對軸套加工的效率也越來越高。于此，本組設(shè)計了一個軸套雙面自動切端面倒角的專用機(jī)床，車兩端面和倒角只需要5秒鐘。本文用SolidWorks軟件對軸套雙面自動切端面倒角機(jī)床進(jìn)行三維造型和運動仿真，模擬軸套加工的真實環(huán)境。運動結(jié)果與真實環(huán)境中軸套的加工一致，具有一定的參考性。
關(guān)鍵詞：專用機(jī)床；三維造型；運動仿真
I
Abstract
With the development of economy and technology, enterprise of shaft processing efficiency is also more and more high. In this design, the machine automatically cut end surface chamfer an axle sleeve double-side, only need 5 seconds two face and chamfer. In this paper, using SolidWorks software for axle sleeve double-side automatic cut end chamfering machine for 3D modeling and motion simulation, simulation of the real environment of shaft processing. Consistent results with the shaft sleeve machining motion in real environment, has a certain reference.
Key words: Special machine tool; modeling; simulation
II
1 緒論
計算機(jī)仿真技術(shù)是世界各國十分重視的一項高新技術(shù)。仿真是以計算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，根據(jù)用戶的要求，建立實際系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并使之轉(zhuǎn)換為仿真模型，在不同的工況下，在計算機(jī)系統(tǒng)中運行演示，從而真實地展現(xiàn)實際系統(tǒng)運行狀態(tài)的過程。它是涉及計算數(shù)學(xué)、工程控制、各種實際系統(tǒng)的專業(yè)知識，計算機(jī)軟硬件技術(shù)等多科學(xué)領(lǐng)域的一項綜合性高科技技術(shù)。是科學(xué)工作者、工程技術(shù)人員、運行操作人員進(jìn)行系統(tǒng)分析、優(yōu)化設(shè)計、性能評估、運行試驗、教育培訓(xùn)、操作訓(xùn)練的有力工具。它在國防、能源、交通、航空航天等重要的軍事與非軍事領(lǐng)域，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。美國1992年提出的22項國家重點發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)報告中，計算機(jī)仿真技術(shù)被列為16項。同年提出的21項國防及軍事重點發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)報告中，被列為第6項。足見其在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中的重要地位。[1]
傳統(tǒng)的設(shè)計方法是首先在設(shè)計者頭腦中建立起產(chǎn)品的三維實體形狀后借助于正投影的方法，把頭腦的中的三維實體投影為多二維視圖。在讀圖時又需要將各個視圖的信息通過想象加以綜合，在頭腦中恢復(fù)回原來的三維實體形狀，再進(jìn)行工藝設(shè)計，加工等工作。這樣一個復(fù)雜的過程，大大降低工作效率，且容易出錯。運用SolidWorks系統(tǒng)進(jìn)行三維實體設(shè)計技術(shù)，采用新的三維-二維-三維的新模式，通過計算設(shè)計訓(xùn)練，培養(yǎng)了空間想象力和設(shè)計思想表達(dá)能力。[2]
目前，計算機(jī)仿真技術(shù)的已經(jīng)廣泛地在各個領(lǐng)域里：汽車制造業(yè)、工程機(jī)械、航天航空業(yè)、國防工業(yè)及通用機(jī)械制造業(yè)；所設(shè)計到的產(chǎn)品從龐大的卡車到照相機(jī)的快門，天上的火箭到輪船上的錨機(jī)。在各個領(lǐng)域里，針對各種不同的產(chǎn)品，虛擬模型技術(shù)都為用戶節(jié)省了開支和時間，并提供了滿意的設(shè)計方案。[3]
SolidWorks以其優(yōu)異的三維設(shè)計功能，操作簡單等一系列的優(yōu)點，極大地提高了設(shè)計效率。利用SolidWorks不僅可以生成二維工程圖，而且可以生成三維零件，實現(xiàn)零件的三維實體造型。用戶還可以利用其運動防真功能，通過運動仿真來展現(xiàn)零件加工的真實動作。
SolidWorks軟件在造型設(shè)計和仿真領(lǐng)域里占有一席之地，是世界銷售套數(shù)最多的三維軟件，占有率第一，顧客滿意度高，是市場快速增長的領(lǐng)軍者。[4]為了模擬所設(shè)計的軸套雙面自動切端面倒角機(jī)的真實工作情況和對軸套加工的直觀認(rèn)識與后續(xù)機(jī)床的改進(jìn)，用SolidWorks軟件對設(shè)計的軸套切端面自動倒角機(jī)的零件進(jìn)行三維造型并裝配和運動仿真。
2 總體方案設(shè)計
根據(jù)本組的討論，設(shè)計方案有二
方案1：采用水平布局，以工件為原點，X方向為左右動力系統(tǒng)，由氣動滑臺、電機(jī)、主軸箱和刀盤組成。Y方向為夾具系統(tǒng)，由V型塊夾具、氣功滑臺組成。左動力頭后方為自動上料系統(tǒng)，由料倉、振動式料盤、料道、機(jī)械手組成。
方案1各機(jī)構(gòu)動作順序：
振動式料盤將工件整理排序→運送到料道儲料→隔料機(jī)構(gòu)將工件分隔→機(jī)械手將工件送到夾具到位→夾具夾緊→左右動力頭同時進(jìn)刀到位→左右動力頭退刀到位→夾具松開→自動落料→機(jī)械手將工件送到夾具到位→循環(huán)工作
方案2：采用水平布局，以工件為原點，X方向為左右動力系統(tǒng)，由氣動滑臺、電機(jī)、主軸箱和刀盤組成。Y方向為夾具系統(tǒng)，由V型塊夾具、氣功滑臺組成。左動力頭后方為自動上料系統(tǒng)，由料倉、振動式料盤、料道、推料裝置組成。
方案2各機(jī)構(gòu)動作順序：
振動式料盤將工件整理排序合格→運送到料道儲料→隔料機(jī)構(gòu)將工件分隔離→自動送料機(jī)構(gòu)將工件送到夾具到位→夾具夾緊→夾具送到加工位置→左右動力頭進(jìn)刀→加工到位→左右動力頭退刀到位→夾具退回→夾具松開→自動落料→自動上料機(jī)構(gòu)工作→循環(huán)工作
2.1 方案分析
方案1和方案2在切削方式，主運動和進(jìn)給運動上保持一致。主要是自動上料機(jī)構(gòu)和自動上料方式有所不同。不同點如下：
方案1采用機(jī)械手可以提高機(jī)床的自動化程度，提高加工效率。機(jī)械手占用空間小，布局更加方便。
方案2采用機(jī)構(gòu)方式實現(xiàn)自動上料，振動式料盤將工件整理后由料道運送到待加工位置，料道同時也有儲料的作用。推桿將工件推到夾具中到位，同時也將工件隔開。夾具夾緊，推桿退回。推桿同時也起到隔料的作用。
最終我們小組討論決定放棄第一種方案，選擇了方案2來加以細(xì)化，將方案2進(jìn)一步具體化。
3. 工作原理
控制料倉倉門的氣缸1得電，料倉門打開，貯存在料倉中的毛坯落入振盤；振動式料盤將工件整理排序，氣缸2推桿機(jī)構(gòu)的氣缸得電，氣缸推桿把毛坯送入夾具中，夾具機(jī)構(gòu)控制夾具的汽缸3得電，夾具夾緊毛坯，氣缸推桿退回原位；夾具機(jī)構(gòu)控制滑臺滑動的的汽缸4得電，夾具滑動到加工位置，夾具機(jī)構(gòu)保持靜止；控制進(jìn)給加工機(jī)構(gòu)的氣缸5和6得電，進(jìn)給加工機(jī)構(gòu)對毛坯進(jìn)給加工；加工完后，進(jìn)給加工機(jī)構(gòu)退回原位；汽缸4得電夾具退回原位，汽缸3得電，夾具松開，自動落料。往復(fù)以上循環(huán)。裝配圖如圖1。
4 三維設(shè)計
4.1實現(xiàn)軟件簡介
SolidWorks是功能強(qiáng)大的三維CAD設(shè)計軟件，是美國SolidWorks公司開發(fā)的基于Windows操作系統(tǒng)的設(shè)計軟件。SolidWorks相對于其他CAD設(shè)計軟件來說，簡單易學(xué)，具有高效的。簡單的實體建模功能，并可以利用SolidWorks集成的輔助功能對設(shè)計的實體模型進(jìn)行一系列計算機(jī)輔助分析，以便更好地滿足設(shè)計需要，節(jié)省設(shè)計成本，提高設(shè)計效率。[5] 不僅如此，Solidworks還是世界銷售套數(shù)最多的三維軟件，占有率第一，顧客滿意度最高，是市場快速增長的領(lǐng)軍者, 是集零件設(shè)計、虛擬裝配、機(jī)構(gòu)仿真、模具開發(fā)、逆向工程、有限元分析等功能于一體的新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng),能夠?qū)⒃O(shè)計至生產(chǎn)全過程集成到一起,實現(xiàn)并行工程設(shè)計。于此根據(jù)本組組員所設(shè)計零件的二維圖紙，用SolidWorks軟件對設(shè)計的零件進(jìn)行三維造型并用造型的三維零件裝配成機(jī)構(gòu)。
4．2 三維實體造型
solidworks是以基于特征、參數(shù)化設(shè)計和單一數(shù)據(jù)庫而著稱于世,工程設(shè)計人員采用具有智能特性的特征生成模型, 如凸臺( Pad ) 、筋( Ribs) 、倒角(Chamfers)和抽殼( Shells)等,特征的參數(shù)通過符號式賦予形體尺寸,任何一個參數(shù)改變,其也相關(guān)的特征也會自動修正,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。
軸套雙面自動切端面倒角機(jī)造型的過程就是對每個零部件進(jìn)行三維模型設(shè)計的過程。按照設(shè)計的要求,利用solidworks中的凸臺、旋轉(zhuǎn)、陣列、圓角等基本操作建立各個零件三維模型。當(dāng)模型參數(shù)尺寸進(jìn)行更改時,三維模型的形狀,也會隨之做相應(yīng)的改變。進(jìn)行實體造型后,零件的體積、重心及質(zhì)量只要通過查看物理特性就可以列表形式表示出來,提高了設(shè)計的工作效率。
4.2.1料倉實體三維造型
(1)單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“新建”工具，新建一個零件文件。
(2)在特征管理器設(shè)計樹中選擇“前視基準(zhǔn)面”，單擊草圖繪制工具。
(3)單擊“邊角矩形”工具，繪制一個“原點”在矩形框內(nèi)的矩形，并用單擊“智能尺寸”，根據(jù)圖紙輸入數(shù)據(jù)，如圖2所示，并單擊確定。
圖2
(4)單擊“退出草圖”，并單擊“拉伸凸臺”，高度設(shè)為100.單擊“確定”。
(5)單擊參考幾何體工具欄上的“基準(zhǔn)面”，第一參考點“前視基準(zhǔn)面”，距離設(shè)定為200，并勾選“反轉(zhuǎn)”，如圖3所示。
圖3
(6)右擊基準(zhǔn)面1，單擊“草圖繪制”，單擊以原點的“邊角矩形”工具，以原點投影到“前視基準(zhǔn)面”的點為中心畫一矩形，單擊“智能尺寸”，按圖紙輸入數(shù)據(jù)，退出草圖。如圖4。
圖4
(7)單擊“放樣”，在“輪廓”選項下單擊草圖2和面1，點擊“確定”。如圖5所示
圖5
(8)單擊“抽殼”，在“參數(shù)”欄輸入數(shù)據(jù)5，在“移除的面”欄選擇面1,單擊確定。
(9)捕捉下底面的矩形并拉伸一個高度為80的凸臺。
(10) 在特征管理器設(shè)計樹中選擇“上視基準(zhǔn)面”，右擊選擇“草圖繪制”，按二維圖紙的數(shù)據(jù)輸入一個平心四邊形，退出草圖，拉伸高度為300的凸臺。
(11)在(10)步中的凸臺的側(cè)面編輯草圖，單擊“智能尺寸”，按圖紙所標(biāo)注的數(shù)據(jù)輸入尺寸，退出草圖，單擊“拉伸凸臺”，輸入數(shù)據(jù)5,單擊確定。在以“鏡向”命令鏡向凸臺。
(12)在料倉內(nèi)部底面按圖紙編輯草圖，拉伸切除至草圖尺寸，如圖6所示。
圖6
在與滑道連接的面上編輯草圖至圖紙尺寸，退出草圖，另編輯一側(cè)面的草圖，繪制一直線，退出草圖，單擊“掃描切除”，如圖7。
圖7
(13)在“前視基準(zhǔn)面”上，繪制草圖并拉伸凸臺至圖紙尺寸。
(14)在料倉的四個邊角拉伸凸臺至圖紙尺寸。
(15)在滑道下地面繪制草圖并拉伸凸臺。
(16) 右擊設(shè)計樹中的“上視基準(zhǔn)面”，單擊正視于；以導(dǎo)向塊的左側(cè)面為第一參考，單擊平行，距離輸入61.5，在該基準(zhǔn)面上繪制草圖，尺寸按圖紙上的數(shù)據(jù)輸入，退出草圖，拉伸凸臺。
(17) 在(16)步建的凸臺基礎(chǔ)上繪制M16的螺紋孔。
(18) 按設(shè)計圖紙繪制各橫梁，并在底端繪制M8的螺紋孔。料倉三維零件圖
如圖8所示。
圖 8
4.2.2振動式料盤的實體三維造型
(1)單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“新建”工具，新建一個零件文件。
(2)在特征管理器設(shè)計樹中選擇“前視基準(zhǔn)面”，單擊草圖繪制工具
(3)以原點為中心，繪制直徑為350的圓，退出草圖，單擊“拉伸凸臺”，拉伸高度輸入160。
(4)拉伸切除凸臺至圖紙設(shè)計尺寸。
(5)在“上視基準(zhǔn)面”上建一草圖，如圖9所示，退出草圖，單擊“旋轉(zhuǎn)”，如圖10所示。
圖9
圖10
(5)以料盤底面為第一參考，距離為61.5創(chuàng)建一基準(zhǔn)面，如圖11所示，在該基準(zhǔn)面上繪制一以原點為圓心的圓，退出草圖，單擊“曲線”菜單下“螺旋線/渦狀線”，彈出一圖框，如圖12所示，輸入數(shù)據(jù)，點擊“確定”。
圖11
圖12
(6)在螺旋凸臺的末端繪制草圖，如圖13，單擊智能尺寸，按圖紙設(shè)計尺寸輸入數(shù)據(jù)，退出草圖，單擊“拉伸凸臺” ，長度輸入120，單擊“確定” ， 退出草圖。
圖13
(7)在上一步繪制的凸臺末端編輯草圖，繪制如圖14所示的草圖，按圖紙設(shè)計尺寸輸入數(shù)據(jù)，退出草圖，單擊“拉伸切除”，在給定深度一欄輸入數(shù)據(jù)120，
勾選“確定” 。
圖14
(8)繪制如圖15所示的草圖，拉伸凸臺120 。
圖15
繪制如圖16所示的草圖，拉伸凸臺120 。
圖16
(9) 右擊料盤內(nèi)部的凸臺，繪制草圖，捕捉原點，繪制“點”，退出草圖，在特征工具欄上單擊“異形孔向?qū)А保鐖D17，孔類型選擇柱“形沉頭孔”，
“標(biāo)準(zhǔn)”選擇為Gb，“類型”為六角頭螺栓C級GB/T5780—2000，孔規(guī)格為M14，“終止條件”為完全貫穿。單擊“位置”并選擇草圖的“點”，點擊確定。如圖18。
圖17
圖18
(10) 在料倉內(nèi)部，掃描兩凸臺。如圖19 。
、
圖19
(11)單擊設(shè)計樹中基準(zhǔn)面14，繪制草圖，如圖20所示，退出草圖；右擊滑道凸臺，繪制草圖，單擊“智能尺寸”，根據(jù)設(shè)計圖紙的設(shè)計尺寸，繪制草圖，如圖21所示，退出草圖，在特征工具欄上單擊掃描，彈出一對話框，輪廓選項選擇草圖41，路徑選項選擇草圖43，如圖22，勾選“確定”按鈕。
圖20
圖21
圖22
(12)單擊設(shè)計樹中的“前視基準(zhǔn)面” ，單擊特征工具欄“參考幾何體”選擇“基準(zhǔn)面” ，彈出一對話框，在第一參考欄選擇草圖43中的“點108”，如圖23，點擊“確定”。
圖23
(13)右擊滑道末端，繪制草圖，如圖24所示，退出草圖。右擊設(shè)計樹中的基準(zhǔn)面16，繪制草圖，單擊“智能尺寸”，按設(shè)計圖紙上的尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖25所示，退出草圖，單擊特征工具欄中的“掃描”，彈出一對話框，如圖26，輪廓選擇草圖50，路徑選擇草圖52 ，勾選“確定” 。
圖24
圖25
圖26
(14)單擊設(shè)計樹中的“上視基準(zhǔn)面”，單擊特征工具欄“參考幾何體”選擇“基準(zhǔn)面”，彈出一對話框，在第二參考欄選擇草圖52中的直線4，如圖27，勾選“確定”。
圖27
(15)右擊滑道末端，繪制草圖，如圖28所示，退出草圖。右擊設(shè)計樹中的基準(zhǔn)面20，繪制草圖，單擊“智能尺寸”，按設(shè)計圖紙上的尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖29所示，退出草圖，單擊特征工具欄中的“掃描”，彈出一對話框，如圖30，輪廓選擇草圖55，路徑選擇草圖54 ，勾選“確定”。
圖28
圖29
圖30
(16)在于滑到接觸的凸臺添加圓角。振盤三維實體圖如圖31所示。
圖31
4.2.3夾具機(jī)構(gòu)底座的實體三維造型
(1)單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“新建”工具，新建一個零件文件。
(2)在特征管理器設(shè)計樹中選擇“前視基準(zhǔn)面”，單擊草圖繪制工具。
(3)按設(shè)計的二維圖紙，繪制草圖，單擊“智能尺寸”，按設(shè)計圖紙的設(shè)計尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖32所示。退出草圖，在特征工具欄上單擊“拉伸凸臺”，終止條件為兩側(cè)對稱，深度為52，單擊“確定”。
圖34
(6)右擊設(shè)計樹中的“上視基準(zhǔn)面”，正視于，右擊小凸臺繪制草圖，繪制一點，單擊“智能尺寸”，按設(shè)計圖紙標(biāo)注的尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖35所示，退出草圖，單擊特征工具欄中的“異形孔向?qū)А?，孔類型下選擇直螺紋孔，孔規(guī)格選擇M8，終止條件為給定深度，盲孔深度為22.25，螺紋線深度為16，單擊確定。單擊特征工具欄中的“鏡向”命令，“鏡向面/基準(zhǔn)面” 選擇“前視基準(zhǔn)面”，“要鏡向的特征”選擇M8螺紋孔11，單擊確定，如圖37所示。
圖35
圖36
圖37
(7) 右擊設(shè)計樹中的“前視基準(zhǔn)面”，正視于，右擊長凸臺左側(cè)面繪制草圖，運用特征工具欄中的“異形孔向?qū)А薄ⅰ扒谐臁?、“鏡向”命令生成設(shè)計圖紙中的螺紋孔。三維造型如圖38所示。
圖38
(8) 右擊設(shè)計樹中的“前視基準(zhǔn)面”，正視于，右擊長凸臺繪制草圖，單擊“智能尺寸”，按設(shè)計圖紙標(biāo)注的尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖39所示，退出草圖，拉伸切除凸臺，如圖40所示。
圖39
圖40
(9)右擊設(shè)計樹中的“前視基準(zhǔn)面”，正視于，右擊左上凸臺繪制草圖，并按設(shè)計草圖標(biāo)注的尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖41所示，單擊特征工具欄中的“拉伸凸臺”命令，拉伸厚度為2，擊確定。單擊鏡向命令，以前視基準(zhǔn)面為鏡向面，要鏡向的特征選擇凸臺-拉伸4，單擊確定。右擊設(shè)計樹中的“上視基準(zhǔn)面” ，正視于，右擊底座底面繪制草圖，繪制如圖42的草圖，退出草圖，單擊特征工具欄中的“拉伸凸臺” ，拉伸厚度設(shè)為30 ，單擊確定。右擊底座繪制草圖，捕捉并繪制矩形，如圖43所示，退出草圖，在特征工具欄中單擊“拉伸切除” ，完全貫穿。
圖41
圖42
圖43
(10)拉伸底面的凸臺的長度，拉伸高度為46，以“前視基準(zhǔn)面”為鏡向面，鏡向凸臺-拉伸6。建立一個與底座左側(cè)面平行且距離為151.885的基準(zhǔn)面，右擊設(shè)計樹中的“前視基準(zhǔn)面” ，正視于，右擊斜形凸臺繪制草圖，如圖44所示，拉伸切除凸臺，完全貫穿，在直角處添加一半徑為5圓角。
圖44
(11)右擊設(shè)計樹中的“上視基準(zhǔn)面” ，正視于，右擊底面凸臺繪制草圖，并按設(shè)計草圖標(biāo)注的尺寸輸入數(shù)據(jù)繪制草圖，如圖45所示，退出草圖，右擊特征工具欄中的“異型孔向?qū)А?，成形M6的螺紋，完全貫穿，單擊確定。鏡向螺紋，如圖46所示。
圖45
圖46
4.2.4 夾具機(jī)構(gòu)的滑座實體三維造型
(1)單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“新建”工具，新建一個零件文件。
(2)在特征管理器設(shè)計樹中選擇“前視基準(zhǔn)面”，單擊草圖繪制工具。
(3)按設(shè)計的二維圖紙，繪制草圖，單擊“智能尺寸” ，按設(shè)計圖紙的設(shè)計尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖47，退出草圖，單擊特征工具欄中的“拉伸凸臺”命令，終止條件為兩側(cè)對稱，厚度回60 ，單擊確定。
(4)右擊設(shè)計樹中的“前視基準(zhǔn)面” ，右擊凸臺繪制草圖，如圖48，退出草圖，拉伸凸臺，高度為25，繪制邊線的圓角，半徑為2 。以前視基準(zhǔn)面為鏡向面，鏡向凸臺，如圖49。
圖47
圖48
圖49
(5)右擊設(shè)計樹中的“上視基準(zhǔn)面” ，正視于，右擊中間凸臺繪制草圖；繪制一“點” ，如圖50所示，退出草圖。單擊特征工具欄“異型孔導(dǎo)向” ，成形為盲孔深度為6，螺旋線深度為4的M6螺紋孔。分別以前視基準(zhǔn)面，右視基準(zhǔn)面為鏡向面，鏡向螺紋孔。如圖51 。
圖50
圖51
4.2.5夾具機(jī)構(gòu)汽缸的實體三維造型
(1)單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“新建”工具，新建一個零件文件。在特征管理器設(shè)計樹中選擇“前視基準(zhǔn)面” ，單擊草圖繪制工具，繪制草圖。以原點為中心，繪制一矩形框，單擊“智能尺寸” ，按設(shè)計圖紙的設(shè)計尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖52所示。退出草圖，在特征工具欄上單擊“拉伸凸臺” ，終止條件為兩側(cè)對稱，深度為20，單擊“確定”。
圖52
(2)右擊設(shè)計樹中的“前視基準(zhǔn)面” ，正視于，右擊凸臺繪制一以原點為原心，半徑為23的圓，退出草圖，右擊特征工具欄中的“拉伸凸臺” ，給定深度為5。單擊“確定” 。右擊該凸臺，繪制以原點為圓心，直徑為35的圓的草圖，退出草圖，拉伸切除，終止條件為完全貫穿。
(3)以凸臺的另一面繪制草圖，草圖如圖53所示，退出草圖，拉伸凸臺，拉伸距離為35 。以該面為基準(zhǔn)面繪圖，以原點為圓心，直徑為61畫圓，退出草圖，拉伸切除，完全貫穿。又以該面為基準(zhǔn)面繪制一圓環(huán)，拉伸凸臺，拉伸距離為160 。
圖53
(4)單擊“前視基準(zhǔn)面”，正視于，在矩形凸臺上繪制草圖，如圖54所示。
退出草圖，單擊“異型孔向?qū)А?，生成盲孔深度為48.5,螺紋線深度為36的M18螺紋孔。以上視基準(zhǔn)面和右視基準(zhǔn)面為鏡向面鏡向M18的螺紋孔。如圖55所示。
圖54
圖55
(5)以凸臺-拉伸3拉伸的凸臺的末端為基準(zhǔn)面繪制一正方形，如圖56所示，拉伸凸臺，拉伸長度為40，在此拉伸凸臺的末端繪制以原點為圓心的直徑為61的圓的草圖，退出草圖，拉伸切除，拉伸距離為40。
圖56
(6)如圖57所示，在該凸臺上繪制一圓環(huán)，拉伸凸臺，拉伸長度為155。以圓環(huán)的末端為基準(zhǔn)面繪制以原點為中心，邊長為80的正方形，拉伸凸臺，拉伸長度為25。單擊設(shè)計樹中的“前視基準(zhǔn)面”，以小凸臺為基準(zhǔn)面繪制草圖，如圖59所示，退出草圖，單擊“異型孔向?qū)А?，生成盲孔深度?00，螺紋線深度為390的M8螺紋孔。以上視基準(zhǔn)面和右視基準(zhǔn)面為鏡向面鏡向M8的螺紋孔。
圖57
圖59
(7)拉伸凸臺繪制一凸臺，如圖60所示。在該凸臺的兩側(cè)面中興拉伸切除直徑為4，長度為20的圓孔，在凸臺的前后面拉伸切除直徑為6，長度為15的圓孔，如圖61。
圖60
圖61
4.2.6 進(jìn)給加工系統(tǒng)箱體的實體三維造型
(1)單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“新建”工具，新建一個零件文件。
(2)在特征管理器設(shè)計樹中選擇“前視基準(zhǔn)面” ，單擊草圖繪制工具，繪制草圖。以原點為中心，繪制一矩形框，單擊“智能尺寸” ，按設(shè)計圖紙的設(shè)計尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖61所示。退出草圖，在特征工具欄上單擊“拉伸凸臺” ，終止條件為兩側(cè)對稱，深度為20，單擊“確定”
圖61
(3)右擊設(shè)計樹中的“右視圖基準(zhǔn)面” ，正視于，在該凸臺上繪制一個以原點為圓心，直徑為80的圓，拉伸切除，拉伸深度為100。在凸臺的另一面，繪制一原點為圓心，直徑為64草圖，拉伸切除，終止條件為成形到一面。
(4) 右擊設(shè)計樹中的“前視圖基準(zhǔn)面” ，正視于，在正視于的面上繪制一矩形，單擊“智能尺寸” ，按設(shè)計圖紙的標(biāo)注尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖62，退出草圖，拉伸凸臺，拉伸長度為22。以“前視基準(zhǔn)面”為鏡向面，鏡向該凸臺。、
圖62
(5)右擊凸臺，單擊草圖，繪制一矩形，用智能尺寸修改草圖尺寸，修改后的草圖如圖63所示，退出草圖，單擊特征工具欄上的“異型孔向?qū)А保蒑10的螺紋孔。以“前視基準(zhǔn)面”為鏡向面，鏡向M10的螺紋孔。
圖63
(6)右擊設(shè)計樹中的“右視圖基準(zhǔn)面” ，正視于，在箱體頂面繪制草圖，如圖64所示，退出草圖，單擊特征工具欄上的“異型孔向?qū)А?，生成盲孔深度為27.50，螺紋線深度為20的M10螺紋孔。以“前視基準(zhǔn)面”為鏡向面，鏡向兩M10的螺紋孔。
圖64
(7)正視于Φ64的異型孔，在該面上繪制草圖如圖65所示，退出草圖，單擊特征工具欄上的“異型孔向?qū)А?，如圖65所示，生成一盲孔深度為23.50，螺線深度為16的M10螺紋孔。以“右視基準(zhǔn)面”和“原點”建立基準(zhǔn)軸2,以基準(zhǔn)軸2為陣列軸，陣列6個M10的螺紋孔。同理，正視于Φ80的異型孔，在該面上繪制草圖如圖67所示，退出草圖，單擊特征工具欄上的“異型孔向?qū)А?，生成一盲孔深度?3.50，螺線深度為16的M10螺紋孔。以該基準(zhǔn)軸2為陣列軸，陣列6個M10的螺紋孔。
圖65
圖66
箱體的三維造型完成，如圖68所示。
圖67
圖68
4.2.7 其他零件的三維造型
(1)料倉氣缸零件的三維造型氣缸支撐架，如圖69
圖69
氣缸鎖緊螺母，如圖70
圖70
氣缸推桿，如圖71
圖71
氣缸推桿，如圖72
圖72
(2)夾具機(jī)構(gòu)零件的三維造型。
夾具1，如圖73
圖73
夾具1，如圖74
圖74
夾具支板，如圖75
圖75
夾具汽缸連接零件，如圖75-76
圖75
圖76
夾具支座，如圖77
圖77
（1） 進(jìn)給系統(tǒng)零件的三維造型馬達(dá)，如圖78
圖78
工字型支座，如圖79
圖79
端蓋，如圖80-81
圖80
圖81
帶輪，如圖82-83
圖82
圖82
錐套，如圖83
圖83
主軸，如圖84
圖85
刀盤，如圖86
圖86
刀具刀盤連接零件，如圖87-1、87-2
圖87-1
圖87-2
刀具，如圖88
如圖88
滑動導(dǎo)軌，如圖89
圖89
床身，如圖90
圖90
4．3 虛擬裝配
4.3.1 裝配綜述
裝配是將組件通過組織，定位，組成具有一定功能的產(chǎn)品模型的過程，裝配操作不是將組件復(fù)制到裝配體中去，而是在裝配體中對組件進(jìn)行引用，一個組件可以被多個裝配引用，也可以被一個裝配體引用多次，當(dāng)零件被修改時，裝配部件也隨之改變。solidworks是一個參數(shù)化組裝管理系統(tǒng),能提供用戶自定義手段去生成一組組裝系列及可自動地更換零件。軸套雙面自動切端面倒角機(jī)是一個復(fù)雜的裝配體,包含自動上下料裝置、推桿機(jī)構(gòu)、夾具機(jī)構(gòu)、加工進(jìn)給系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)件等,根據(jù)已經(jīng)建立的三維零件模型,按照各零部件裝配位置關(guān)系,利用平行、重合、同軸心等約束關(guān)系,在工作臺上建立總裝配體。
4.3.2 裝配實例
(1)新建一個裝配體，在開始裝配體中添加零件，進(jìn)入繪圖界面的第一個零件自動固定，添加完零件后，添加配合，按照所需要的配合，進(jìn)行零件裝配。
(2)夾具機(jī)構(gòu)裝配體,如圖91-1,91-2所示。
圖91-1
圖92-2
(2)料倉裝配體,如圖91-3所示。
圖91-3
(2)振動式料盤裝配體,如圖91-4所示
圖91-4
(3)進(jìn)給加工系統(tǒng)裝配體,如圖91-4所示
圖91-4
(4)氣缸推桿機(jī)構(gòu)裝配體,如圖91-5所示
圖91-5
(5)總裝配體,如圖91-6、91-67、91-8所示
圖91-6
圖91-7
圖91-8
5 運動仿真[6]
運動仿真模塊（motion simulation）是CAE應(yīng)用軟件，是基于運動機(jī)構(gòu)的模型，分析其運動規(guī)律，運動仿真模塊自動復(fù)制主模塊的裝配文件，并建立起一系列的不同的運動仿真，每個運動仿真均可獨立的修改，而不影響裝配主模型，一旦完成優(yōu)化設(shè)計方案，即可直接更新裝配主模型以反應(yīng)優(yōu)化設(shè)計結(jié)果。
仿真步驟一般為：首先，用solidworks進(jìn)行三維造型、裝配；其次，轉(zhuǎn)到“Motion 分析”，裝配約束將自動轉(zhuǎn)化為仿真模型約束；最后，添加必要的重力、接觸，材料以及其它約束，建立仿真模型，就可以模擬機(jī)械運行狀況，對機(jī)器進(jìn)行運動和動力分析。
5.1 運動仿真的創(chuàng)建
在本次運動仿真中，由于整個裝配體的零件太多，運動仿真的計算量太大，
計算機(jī)運行時間較長，涉及到的冗余比較多，故把整個裝配體的零件簡化，整個裝配體的運動仿真簡化為推桿機(jī)構(gòu)、夾具機(jī)構(gòu)、進(jìn)給系統(tǒng)的相互動作的運動仿真。
打開總裝配體文件，單擊繪圖區(qū)左下方的標(biāo)簽，切換到“運動算例1”選項卡。單擊“算例類型”選擇“Motion分析”。單擊MotionManager工具欄中的“引力”，設(shè)置參數(shù)如圖92-1所示。分別給推桿機(jī)構(gòu)、夾具機(jī)構(gòu)，中的推桿添加一個直線“馬達(dá)” ，“運動”選擇為數(shù)據(jù)點，輸入的數(shù)據(jù)則根據(jù)動作的不同而輸入不同的數(shù)據(jù)，圖92-2，是推桿機(jī)構(gòu)中氣缸推桿動作的數(shù)據(jù)；圖92-3，是夾具機(jī)構(gòu)中上汽缸推桿動作的數(shù)據(jù)，圖92-4，是夾具機(jī)構(gòu)中汽缸推桿動作的數(shù)據(jù)，，圖92-5，是進(jìn)給系統(tǒng)中氣缸推桿動作的數(shù)據(jù)，橫軸是推桿運動的時間（s），縱軸是推桿運動的位移（mm）。
圖92-1
圖92-2
圖92-3
圖92-4
圖92-5
與軸套相接觸的零件都要添加“接觸” 。
單擊MotionManager工具欄中的“計算”， 開始運動仿真。初始位置如圖92-6所示。
圖92-6
6 結(jié)論
分別分析軸套運動的時間和X方向的線性位移與Y方向的線性位移。分析仿真結(jié)果如圖92-7、92-8所示。
圖92-7 X方向的線性位移
圖92-8 Y方向的線性位移
軸套仿真運動結(jié)果表明：軸套經(jīng)推桿機(jī)構(gòu)運動從原點進(jìn)給到夾具處軸套移動的線性位移為94mm，夾具加緊毛坯，夾具與毛坯一起運動到待加工處，移動了250mm，進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)給加工毛坯，待加工后，進(jìn)給系統(tǒng)退回原位，夾具機(jī)構(gòu)退回原位，加工后的軸套自動掉落。整個過程用時5s，與設(shè)計預(yù)期相符。
致 謝
四個月過去了，我的畢業(yè)設(shè)計也差不多完工了，回顧這段時間，感覺還是很充實的，這讓我學(xué)到了許多的知識，這其中還真的要感謝我們的指導(dǎo)老師羅宏老師，還要感謝張晉西老師和本組的同學(xué)對我的幫助。在做課題的過程中，遇到的困難不少，但我還是克服了。平時遇到一些難題就先和同學(xué)們一起探討，在和同學(xué)們討論無果的情況下再和老師共同研討，一起解決難題。羅老師真的給了我很大的幫助。他給我們提供很多的參考資料，讓我們從中學(xué)到了許多的知識。能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計，離不開羅老師辛勤的付出。這此畢業(yè)設(shè)計，給我們增加了一些經(jīng)驗，這在以后的工作中會帶來更多的幫助。
通過這次練習(xí)，讓我學(xué)到了許多的和人相處的能力，也學(xué)到了更多關(guān)于電腦操作技能，鍛煉了我的雙手，豐富了自己的大腦，真的要好好感謝我們的指導(dǎo)老師，感謝他對我悉心的指導(dǎo)。
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