基于proe的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)論.doc

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1、 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) Anhui Vocactional & Technical College of Industry & Trade畢 業(yè) 論 文基于Pro/E的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)Machine tool fixture design based on Pro/E所在系院： 機(jī)械工程系 專業(yè)班級： 數(shù)控（四）班 學(xué)生學(xué)號： 2011180441 學(xué)生姓名： 林飛躍 指導(dǎo)教師： 吳焱 2013年 07 月 01日畢業(yè)論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)）任務(wù)書學(xué)生姓名專業(yè)年級畢業(yè)論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)）題目：畢業(yè)論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)）目的、要求：畢業(yè)論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)）的主要內(nèi)容：指導(dǎo)教師評語：指導(dǎo)教師（簽名）：年月日

2、填寫說明：1.此表由指導(dǎo)教師填寫，必須用藍(lán)、黑色墨水書寫；字跡必須清晰工整。2.將此表裝訂在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的第一頁。基于Pro/E的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)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，必須重新繪制其對應(yīng)的幾何模型，以至于工程師們不得不花費(fèi)大量的時間進(jìn)行幾乎相同的公式計(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)精度及效率的有效途徑。本論文正是針對上述問題，利用Pro/E軟件的建模功能建立三維模型；然后應(yīng)

3、用Pro/E軟件的運(yùn)動仿真、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)Machine tool fixture design based on Pro/EABSTRACT :Due to the complicated structure and milling fixture higher accuracy, and milling machine fixture in low efficiency, the traditional design of trad

4、itional 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 almost the same, and in th

5、e 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; modeling functions. Then app

6、ly 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 practicability and popular

7、ize value. Key words: Pro/E, milling fixture, digital designII目 錄摘要（中文） 摘要（英文） 引言 1第一章 設(shè)計(jì)理念11.1 夾具概念設(shè)計(jì) 11.1.1 專用夾具及其設(shè)計(jì)概述 11.1.2 夾具的發(fā)展概況及現(xiàn)狀 31.1.3 夾具的分類及組成 31.1.4 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 61.2 數(shù)字化制造簡介 61.2.1 數(shù)字化是制造技術(shù)創(chuàng)新的手段 61.2.2 Pro/E軟件的數(shù)字化造型功能 8第二章 銑床夾具的造型及動畫仿真 102.1 銑床夾具零件的三維造型 102.2 銑床夾具的裝配 152.3銑床夾具的動畫仿真 17第三章

8、利用Pro/E進(jìn)行夾具若干零件特征的自動化設(shè)計(jì) 193.1 銑床夾具分度盤的自動化設(shè)計(jì) 19第四章 利用Pro/E進(jìn)行夾具若干零件的數(shù)控加工 224.1 Pro/E NC簡介 224.2 定位鍵的數(shù)控加工 22結(jié)論 27致謝 28參考文獻(xiàn) 29引言當(dāng)前三維設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了一個很高的境界，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、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)

9、的二維平面是必然的趨勢。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。這些軟件的一個共性就是它們都具備了尺寸參數(shù)驅(qū)動技術(shù)以及虛擬裝配技術(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)動分析等高級CAD的需求。Pro/Engineer系統(tǒng)是美國參數(shù)技術(shù)公司(PTC)的產(chǎn)品。PTC公司提出的單一數(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)

10、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、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。Pro/Engineer系統(tǒng)用戶界面簡潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣。整個系統(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。第1章 設(shè)計(jì)理念1.1 夾具概念設(shè)計(jì)1.1.1 專用夾具及其設(shè)計(jì)概述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

11、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) 確定對刀或?qū)蚍桨?，設(shè)計(jì)對刀或?qū)蜓b置。4) 確定夾具與機(jī)床的連接方式，設(shè)計(jì)連接元件及安裝基面。5) 確定和設(shè)計(jì)其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)型式，如分度裝置、預(yù)定位裝置及吊裝元件等。 6)確定夾具體的結(jié)構(gòu)型式及夾具在機(jī)床上的安裝方式。7) 繪制夾具草圖，并標(biāo)注尺寸、公差及技術(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，應(yīng)進(jìn)行工件加工精度分析。有動力裝置的夾具，需計(jì)算夾緊力。當(dāng)有幾種夾具方案時，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，

12、然后根據(jù)他們的意見對夾具方案作進(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)及其相互關(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、夾緊表面及加工表面繪制在各個視圖的合適位置上。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、對刀或?qū)蜓b置、其它裝置、夾具體及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)表及標(biāo)題欄。6.繪制夾具零件圖夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件均要畫零件圖，并按夾具總圖的要求，

13、確定零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。1.1.2 夾具的發(fā)展概況及現(xiàn)狀夾具雖然是機(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，必須設(shè)計(jì)專用夾具。安裝在機(jī)床上的夾具根據(jù)其安裝的位置分為兩個基本類型：安裝在車床主軸上的夾具和安裝在

14、車床床鞍上的夾具。1.1.3 夾具的分類及組成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1-1所示：圖1-1銑床夾具的分類1）通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、可用于一定范圍內(nèi)加工不同工件的夾具。如三爪自定心或四爪單動卡盤、機(jī)用虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺、萬能分度頭、磁力工作臺等。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)大工藝范圍。不論何種生產(chǎn)類型，都被廣泛利用。2）專用夾具在使用夾具裝夾工件時，有找正和不找正之分。在使用

15、專為工件的某道工序時，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

16、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相同的，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.，我們在認(rèn)識一定的數(shù)量的夾具之后，加以概括，找出他們的內(nèi)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，同時防止或減少振動。3）確定夾具位置的元件 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

17、之間的正確加工位置。4）對刀導(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，使之成為一個夾具整體。他們的基面一般都和機(jī)床工作臺或花盤相聯(lián)結(jié)。 上述六個組成部分，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1-2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、夾緊裝置直接與工件有關(guān)，故在設(shè)計(jì)時必須掌握與工件形狀、尺寸、技術(shù)要求等

18、有關(guān)資料;在設(shè)計(jì)對刀導(dǎo)相元件時，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，則應(yīng)依據(jù)機(jī)床工作臺或主軸端部的結(jié)構(gòu)形式和尺寸等 圖1-2 機(jī)床夾具組成示意圖1.1.4 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，必然對機(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(包括毛坯及半成品)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)、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)、自動線夾具標(biāo)準(zhǔn)等)。同時應(yīng)對專用夾具零部件，實(shí)行

19、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)用范圍，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

20、，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)，勢必要求機(jī)床夾具也相對精密。4.高效自動化為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工過程自動化，以改善勞動條件，提高生產(chǎn)率，降低加工成本，不僅是生產(chǎn)流水線、自動線的需要，而且對多品種、小中批量生產(chǎn)同樣可以考慮采用合適的高效自動化夾具，以獲得良好的效益。1.2 數(shù)字化制造簡介1.2.1 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)入了信息時代，計(jì)算機(jī)軟硬件的飛速發(fā)展給信息的普及、應(yīng)用提供了技術(shù)手段。面對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，如何將自然界的連續(xù)物理現(xiàn)象、模糊的不確定現(xiàn)象，以及人的經(jīng)驗(yàn)

21、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，需要對領(lǐng)域主導(dǎo)知識進(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、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)字化量及相互關(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

22、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競爭，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

23、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，由被動變成主動，即計(jì)算機(jī)能主動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）、CAPP（Computer Aided Press Plann

24、ing）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)的形成對產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度以及產(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)，簡稱CAD/CAM5。數(shù)字化改變了社會，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)用到數(shù)字化企業(yè)（Digital Enterprise）的

25、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。1.2.2 Pro/E軟件的數(shù)字化造型功能7Pro/Engineer操作軟件（以下簡稱Pro/E）是美國參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation，簡稱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)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

26、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，能將整個設(shè)計(jì)至生產(chǎn)過程集中在一起，他一共有20多個模塊供用戶選擇，讓所有的用戶能夠同時進(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

27、去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，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)立用戶都在為一件產(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，亦可以前后反映在整個設(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）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何改變，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，使得每一件

28、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，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)體零件及組裝造型，三維上色實(shí)體或線框造型、完整工程圖產(chǎn)生及不同視圖。Pro/E是一個功能定義系統(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應(yīng)用程序中完成從概念設(shè)計(jì)到制造的所有工作； 3) 自動將設(shè)計(jì)變更傳播到

29、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?？傊琍ro/E系統(tǒng)的參數(shù)化功能是采用符號式的賦予形體尺寸，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，任何一個參數(shù)改變，其他相關(guān)的特征也會自動修正。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圖形給予其他應(yīng)用軟件，諸如有限元分析及后置處理

30、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。第二章 銑床夾具的造型及動畫仿真2.1 銑床夾具零件的三維造型1. 夾具體及非標(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)將每個非標(biāo)準(zhǔn)件的繪制出來。夾具中除定位、夾緊、對刀、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及的零件有夾具體、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、銅套、螺堵、定位螺釘?shù)确菢?biāo)準(zhǔn)專用件，其余的

31、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 要素。掃描特征是由一組草圖輪廓或橫斷面，沿某

32、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?；旌咸卣鞯纳杀仨毦邆鋬蓚€或兩個以上的輪廓，其中輪廓可以是草圖也可以是其它特征的面，甚至可以是一個點(diǎn)。簡單三維實(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)的約束有兩種形式：一是幾何約束，包括相互平行、相互

33、垂直、相互同心、相互共線和等長等，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、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距離8。但在實(shí)際建模過程中，簡單特征可能通過以上任一種方法完成；但對復(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相同；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)體的建模過程一般為：零件結(jié)構(gòu)分析特征分解基準(zhǔn)體系分析

34、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、螺母的單個零件造型9,10。 圖2-1 夾具體 圖2-2 分度盤 圖2-3 定位銷 圖2-4 齒輪軸 圖2-5 芯軸 圖2-6 錐套 圖2-7 拉桿 圖2-8 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)中所涉及的問題及各種注意事項(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2-9和圖2-10是夾具結(jié)構(gòu)的示意圖，其主要零件為分度盤。圖2-9 銑八方夾具主視圖圖2-10 銑八方夾具左視圖銑八方夾具整體結(jié)構(gòu)示意圖（圖2-9、圖2-10）1.分度盤 2.手把2 3.拉桿 4.錐套 5.定位銷 6.手把 7.夾

35、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2-11為分度盤的平面圖，2個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)動分度盤；兩個沉孔可用螺釘將分度盤與錐套固定；而8個錐孔則是用于銑八方的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，每個錐孔代表要加工的一個平面，當(dāng)加工完一個平面時，只需轉(zhuǎn)動分度盤使定位銷嵌入下一個錐孔，依次加工，直至加工完工件的八個平面。圖2-11 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，在加工完一個面時，通過調(diào)整將錐套處于松動狀態(tài)，

36、通過6轉(zhuǎn)動齒輪軸16，經(jīng)由齒輪軸16與定位銷5的嚙合部分帶動定位銷5壓入盲孔中并擰緊螺釘17（將定位銷固定在盲孔內(nèi)），同時轉(zhuǎn)動分度盤使下一個錐孔對準(zhǔn)定位銷5，在反向擰動手把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)擰動螺母帶動拉桿使芯軸受到徑向力，同時有錐度的芯軸也受到軸向力的作用）的作用時，其與徑向?yàn)?號錐度夾角的斜邊產(chǎn)生變形使其外徑變大，內(nèi)孔變小

37、，同時消除了銅套內(nèi)孔與錐套外徑、錐套內(nèi)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，由于錐套的內(nèi)外徑與銅套、芯軸有間隙，安裝方便：拆卸時，只需松開螺母，錐套在沒有軸向力的作用時，可自動回彈到原尺寸，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。2.2 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零件的三維設(shè)計(jì)開始。完成了組成裝配體的各個零件設(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形成一個完整的產(chǎn)品或機(jī)構(gòu)裝

38、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及各種必要的方式聯(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)曲面共軸及曲面相切等）進(jìn)行裝配。三維裝配形象、直觀，可實(shí)現(xiàn)“爆炸”和動畫，用以指導(dǎo)裝配現(xiàn)場操作，比較直觀，易于理解。裝配過程中要將某元件在空間內(nèi)定位，必須限制其在X、Y、Z三個軸向的平移和旋轉(zhuǎn)。元件的組裝過程就是一個將元件用約束條件在空間限位的過程。不同的組裝模型需要的約

39、束條件不同，完成一個元件的完全定位需要同時滿足幾種約束條件。元件常用的多種約束類型分別是:自動、匹配、對齊、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)建元件同時要考慮到：從一個基本元件開始創(chuàng)建組件；將第一個零件或子組件裝配在缺省組件基準(zhǔn)上。然而第一個元件裝配完成后，一般處于完全約束狀態(tài)，因此第一個零件最好是固定件。以銑八方夾具為例，由于此夾具零部件較多，因此選取幾個較為典型的零件來進(jìn)行裝配介紹。裝配第一個零件創(chuàng)建組件的第一步是輸入基準(zhǔn)元件并自動將其零件坐標(biāo)系對齊組件的坐標(biāo)系。1.單擊【文件】【新建】?！靶陆ā睂υ捒虼蜷_。2.在“類型”字段中選取【組件】并輸入組件名稱“zhua

40、ngpei”。不使用缺省模板。3.單擊【確定】。在彈出的“新文件選項(xiàng)”對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”對話框中選取“ti.part”文件。5.在“自動”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)系對齊并且此時會看到零件的Front、 Right和Top零件基準(zhǔn)平面與它們各自的組件基準(zhǔn)平面對齊，如圖2-12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2-12 坐標(biāo)系、基準(zhǔn)平面約束對齊裝配第二個零件：單擊【將原件添加到組件】

41、命令，在彈出的“打開”對話框中選取“dingweijian.part”文件；單擊【放置】，在“約束類型”中選擇【對齊】，在“偏移”中選擇【重合】，然后選取兩個零件的兩個軸A_4 與A_59，如圖2-13所示；單擊【新建約束】【匹配】【重合】選取需要匹配的兩個面F5和F12，如圖2-14所示；接受并保存組件。圖2-13 軸約束對齊 圖2-14 曲面約束匹配重合依次進(jìn)行裝配，裝配過程中可對零件視圖操作：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，可以移動剛調(diào)入的零件進(jìn)行查看；選擇構(gòu)成約束的元素時，可按下鼠標(biāo)右鍵進(jìn)行不同元素的切換。應(yīng)

42、用上面的零件移動方法將零件移動到合適的位置，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2-15、圖2-16所示。 圖2-15 夾具裝配圖一 圖2-16 夾具裝配圖二2.3 銑床夾具的動畫仿真12Pro/ E動畫功能 (Animation)是Pro/ E的一種讓組件運(yùn)動起來的技術(shù),用戶可以在不設(shè)定運(yùn)動副的情況下,通過運(yùn)動性質(zhì)的指定,仿造動畫影片的制作過程,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。在動作過程中,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理的結(jié)構(gòu)、部件干涉的地方、動作不協(xié)調(diào)的部位,保證產(chǎn)品的裝配關(guān)系、產(chǎn)品的運(yùn)動間隙、產(chǎn)品理論尺寸的正確性,提高產(chǎn)品

43、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)反復(fù)時間,極大地縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期13。本夾具為靜態(tài)機(jī)構(gòu)，因此可通過動畫的形式清晰地展示夾具的組裝過程及各零件之間的相互配合。以下為銑八方夾具動畫的制作過程。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】【動畫】 按鈕重命名為xibafangjiajv_donghua【關(guān)閉】 按鈕【每個主體一個零件】ground【編輯】選擇ti.prt【確定】 【拖動封裝元件】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】【時間域】修改一下時間【應(yīng)

44、用】【確定】 【啟動動畫】 【回放】【捕捉】【確定】即可得到夾具的裝配動畫。部分步驟如下圖所示： 圖2-17 創(chuàng)建主體零件 圖2-18 定義動畫時域 圖2-19 拍下當(dāng)前配置快照 圖2-20 反序插入關(guān)鍵幀圖2-21 設(shè)置好時間域后的狀態(tài)第三章 利用Pro/E進(jìn)行夾具若干零件特征的自動化設(shè)計(jì)3.1 銑床夾具分度盤的自動化設(shè)計(jì)自動化設(shè)計(jì)是一種使用重要幾何參數(shù)快速構(gòu)造和修改幾何模型的造型方法，采用參數(shù)化模型通過調(diào)整參數(shù)來修改和控制幾何形狀從而自動實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的精確造型。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比,其最大的不同在于它存儲了設(shè)計(jì)的整個過程,能設(shè)計(jì)出一族而不是單一的產(chǎn)品模型。這種設(shè)計(jì)能夠使工程設(shè)計(jì)人員不需要考慮細(xì)節(jié)

45、而能盡快草擬出零件圖,并可以通過變動某些約束參數(shù)而不必運(yùn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全過程來更新設(shè)計(jì)14。因此它大大簡化了用戶生成和修改零件模型的操作,提高了設(shè)計(jì)效率,縮短了設(shè)計(jì)周期,并為初始設(shè)計(jì)、產(chǎn)品模型的修改、多方案比較和動態(tài)設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的手段15。圖3-1 分度盤示意圖分度盤示意圖如圖3-1所示，自動化設(shè)計(jì)中為銑削不同數(shù)量的平面，只需控制分度盤外圓D的大小及錐孔的個數(shù)，希望在零件設(shè)計(jì)完成后還能夠很容易地改變和控制其特征參數(shù)，為此采用Pro/E的“程序”功能，在Pro/E的分度盤3D圖界面里，由【程序】【編輯設(shè)計(jì)】進(jìn)入記事本編輯器，根據(jù)需要加入必要的程序，所寫代碼如下（其中黑體字為系統(tǒng)自動寫入的程序語句

46、）：VERSION 4.0REVNUM 1998零件FENDUPAN的列表INPUT FENDUPAN_DAYUAN_DIA YES_NO 是否改變分度盤大圓直徑? IF FENDUPAN_DAYUAN_DIA=YES DAYUAN_DIA NUMBER 請輸入大圓直徑數(shù)值： END IF FENDUPAN_ZHUIKONG YES_NO 是否改變分度盤錐孔個數(shù)? IF FENDUPAN_ZHUIKONG=YES NUMBER_OF_ZHUIKONG NUMBER 請輸入錐孔個數(shù)： END IFEND INPUTRELATIONSIF FENDUPAN_DAYUAN_DIA=YESD137=D

47、AYUAN_DIA D24=(D137-30)/2 D138=D24 ELSE D137=135 ENDIFIF FENDUPAN_ZHUIKONG=YES P11=NUMBER_OF_ZHUIKONG D27=360/P11ENDIFEND RELATIONS編輯完代碼后,對其保存并退出,如程序存在錯誤則還要重新編輯,如果正確無誤則會出現(xiàn)提示行:“是否要將所做的修改體現(xiàn)到模型中？”如回答“是”，繼續(xù)【輸入】【選取全部】（或根據(jù)需要選取某幾個特征）【完成選取】，Pro/E會繼續(xù)提示“是否改變分度盤大圓直徑”，“請輸入大圓直徑數(shù)值：”等，最終完成對所選取特征的修改和控制。以后根據(jù)具體加工零件的需

48、要，再要改變分度盤的某個特征參數(shù)時，就可以通過執(zhí)行前面已寫入的程序來完成改變。具體打開分度盤零件圖，執(zhí)行【再生】【輸入】選取要改變的特征參數(shù)【完成選取】，Pro/E會詢問原來改變的特征參數(shù)恢復(fù)原狀；輸入yes，可繼續(xù)改變特征參數(shù)為所需要的新值，過程演示見下圖。 程序相關(guān)菜單示意圖圖3-3 是否改變分度盤大圓直徑圖3-4 輸入大圓直徑數(shù)值圖3-5 是否改變分度盤錐孔個數(shù)圖3-6 輸入錐孔個數(shù)第四章 利用Pro/E進(jìn)行夾具若干零件的數(shù)控加工4.1 Pro/E NC簡介16Pro/Engineer是美國參數(shù)科技公司PTC（Parametric Technology Corporation）推出的大型

49、CAD/CAE/CAM軟件。Pro/Engineer NC加工是將Pro/Engineer生成的幾何模型與計(jì)算機(jī)輔助制造CAM相結(jié)合，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。在設(shè)計(jì)人員制定好規(guī)劃后，由計(jì)算機(jī)生成的加工刀具軌跡數(shù)據(jù)CL（Cutter Location）。設(shè)計(jì)人員在檢驗(yàn)加工軌跡符合要求后，經(jīng)過 Pro/E的后處理程序生成機(jī)床能識別的G代碼。Pro/Engineer NC 4.0有加工仿真功能，可以進(jìn)行干涉和過切檢查，節(jié)約加工成本。Pro/Engineer NC加工能生成工序單，控制了加工時間。Pro/Engineer NC加工不僅可以滿足數(shù)控銑床和

50、加工中心的編程要求，而且能滿足車床和線切割機(jī)床的編程要求。4.2 定位鍵的數(shù)控加工17,18,19以銑床夾具的定位鍵為例，簡單介紹零件的數(shù)控加工。1.創(chuàng)建NC加工文件進(jìn)入Pro/Engineer 4.0 工作界面以后，依次選擇主菜單上的【文件】【新建】【制造】【NC組件】取消對【使用默認(rèn)模板】復(fù)選框的勾選【確定】【mmns_mfg_nc】【確定】。2.創(chuàng)建制造模型在彈出的【制造】菜單中依次選擇【制造模型】【裝配】【參照模型】單擊裝配操控板如圖4-1所示上的【自動】 下拉框選項(xiàng)中的【默認(rèn)】 在系統(tǒng)彈出的如圖4-2所示的【創(chuàng)建參照模型】對話框中，單擊【確定】完成參照模型的創(chuàng)建【制造模型】【裝配】【

51、工件】【自動】【默認(rèn)】 在系統(tǒng)彈出的【創(chuàng)建毛坯工件】對話框中，單擊【確定】完成工件的創(chuàng)建。圖4-1 裝配操控板圖4-2 創(chuàng)建參照模型對話框1)體積塊銑削加工操作設(shè)置單擊【制造】菜單中的【制造設(shè)置】系統(tǒng)彈出如圖4-3所示的【操作設(shè)置】對話框 系統(tǒng)彈出如圖4-4所示的【機(jī)床設(shè)置】對話框，在【機(jī)床類型】下拉框中選擇【銑削】，在【軸數(shù)】下拉框中選擇【3軸】【確定】完成工作機(jī)床的定義在【操作設(shè)置】對話框中選擇【一般】選項(xiàng)卡，單擊【參照】中的 系統(tǒng)彈出【制造坐標(biāo)系】菜單，信息提示欄中提示 本文自行創(chuàng)建一個新的坐標(biāo)系，單擊 系統(tǒng)彈出【坐標(biāo)系】對話框，依次選取三個平面，此時【坐標(biāo)系】對話框的設(shè)如圖4-5所示【

52、確定】完成加工零點(diǎn)的定義在【操作設(shè)置】對話框中單擊【退刀】分組框中的 系統(tǒng)彈出【退刀設(shè)置】對話框，在【類型】下拉列表中選擇“平面”選項(xiàng)，接著輸入沿加工坐標(biāo)軸的深度值為“5” 【確定】完成退刀面的設(shè)置如圖4-6所示依次單擊【操作設(shè)置】對話框中的【確定】和【制造設(shè)置】菜單中的【完成/返回】，從而完成體積塊銑削加工操作的設(shè)置。圖4-3 操作設(shè)置對話框圖4-4 機(jī)床設(shè)置對話框 圖4-5 坐標(biāo)系對話框 圖4-6 退刀設(shè)置對話框2)創(chuàng)建NC序列在【制造】對話框中依次選擇【加工】【NC序列】選項(xiàng)在系統(tǒng)打開的【輔助加工】菜單中選擇【加工】、【體積塊】、【3軸】和【完成】選項(xiàng)在彈出的【序列設(shè)置】菜單中選擇【刀具

53、】、【參數(shù)】、【體積】和【完成】選項(xiàng)如圖4-7所示，在彈出的【刀具設(shè)定】對話框中設(shè)置刀具的各項(xiàng)幾何參數(shù)【應(yīng)用】【確定】結(jié)束刀具的設(shè)定后，系統(tǒng)彈出【編輯序列參數(shù)“體積塊銑削”】對話框，各項(xiàng)設(shè)置如圖4-8所示【確定】結(jié)束制造參數(shù)的設(shè)置在信息欄中系統(tǒng)提示 單擊 在圖形宣誓去下方彈出如圖4-9所示的拉伸特征操控板將鼠標(biāo)移動到圖形顯示區(qū)，單擊鼠標(biāo)右鍵【定義內(nèi)部草繪】彈出【草繪】對話框選擇工件上表面作為草繪平面，RIGHT 基準(zhǔn)面作為參考平面如圖4-10所示【草繪】進(jìn)入草繪界面在圖形顯示區(qū)中選擇工件的RIGNT和FRONT基準(zhǔn)面作為草繪截面的尺寸標(biāo)注參照如圖4-11所示【關(guān)閉】繪制如圖4-12所示的截面

54、完成草繪截面的繪制在操控板上輸入數(shù)值 完成序列NC序列新序列同理完成新序列的創(chuàng)建，至完成銑削體積塊的創(chuàng)建。圖4-7 刀具設(shè)定對話框圖4-8 編輯序列參數(shù)“體積塊銑削”圖4-9 拉伸特征操控板 圖4-10 草繪對話框 圖4-11 尺寸標(biāo)注參照對話框圖4-12 繪制草繪截面3)刀具路徑演示與檢測在系統(tǒng)打開的【NC序列】菜單中依次選擇【演示軌跡】【屏幕演示】系統(tǒng)彈出如圖4-13所示的【播放路徑】對話框適當(dāng)調(diào)整演示速度后單擊 系統(tǒng)開始在屏幕上動態(tài)演示刀具加工的路徑演示完后【關(guān)閉】播放路徑最后【NC檢測】進(jìn)行動態(tài)加工模擬。圖4-13 播放路徑對話框結(jié)論本文是在現(xiàn)有銑床夾具的基礎(chǔ)上利用Pro/E軟件的參數(shù)

55、化、特征建模、單一數(shù)據(jù)庫以及模擬裝配、零件的數(shù)控加工、自動生成工程圖等優(yōu)越性完成了銑床夾具裝置的設(shè)計(jì)?？v觀整個設(shè)計(jì)過程，Pro/E軟件的數(shù)字化優(yōu)勢得到了充分的體現(xiàn)，整個設(shè)計(jì)過程的思路比較明確。在設(shè)計(jì)初期，要認(rèn)真分析產(chǎn)品的外形和結(jié)構(gòu)，搞清各個零件的結(jié)構(gòu)關(guān)系和外形匹配，既要保證功能，又要保證造型。另外，在數(shù)字化設(shè)計(jì)過程中，一定要明確零件的參照，不致使參照混亂。實(shí)踐表明，這種數(shù)字化設(shè)計(jì)可以有效地提高生產(chǎn)效率，縮短制造周期，顯著提高了加工精度，有效地解決了傳統(tǒng)的銑床夾具設(shè)計(jì)效率低數(shù)字化程度不高這一現(xiàn)狀。本論文完成后，有望提高銑床夾具設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，避免夾具設(shè)計(jì)的重復(fù)性。推廣到產(chǎn)品，可以提高系列產(chǎn)品更

56、新?lián)Q代的速度。使用程序模塊可完成零件的自動化設(shè)計(jì)，且操作簡便，當(dāng)零件的幾何形狀變化時，即可以通過簡單的問答式的方式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，且利用Pro/E軟件的數(shù)控加工提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少廢品及重復(fù)率，節(jié)約了加工成本，故應(yīng)用前景非常廣闊。致 謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)得到了吳老師的熱心指導(dǎo)和幫助，吳老師具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和較高的理論水平，在整個設(shè)計(jì)過程中吳老師在設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法上給予我以充分的指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝。同時對于大學(xué)兩年來關(guān)心過、指導(dǎo)過、給予我以幫助的老師一并表示感謝。非常感謝系領(lǐng)導(dǎo)和老師給我提供了這次良好的深入學(xué)習(xí)的機(jī)會和寬松的環(huán)境條件。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不但使我能夠?qū)⒋髮W(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識再

57、次回顧學(xué)習(xí)，而且也使我學(xué)到了專業(yè)領(lǐng)域中一些前沿的知識。非常感謝在本次設(shè)計(jì)中曾給予我耐心指導(dǎo)和親切關(guān)懷的老師及幫助過我的同學(xué)，正是由于他們的幫助和鼓勵才使我能夠在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中克服種種困難，最終順利完成論文，他們的學(xué)識和為人也深深地影響著我。在此，請?jiān)试S我再次向曾直接給子我多次指導(dǎo)的老師表示最忠誠的敬意!參考文獻(xiàn)：1 徐憬.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000.62 張龍勛.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，19933 劉守勇.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具.機(jī)械工業(yè)出版社，2000.54 傅承基.夾具設(shè)計(jì).湖南科技出版社，19855 趙云龍.先進(jìn)制造技術(shù).西安電子科技大學(xué)

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