基于ProENGINEER的钻床夹具的设计毕业论文.doc

1绪论.12设计任务.13设计理念.23.1概念设计.23.1.1夹具的分类.23.1.2夹具的功用.33.1.3夹具的组成.43.2选择夹具的类型.43.3确定夹具的零件.54实体建模.54.1底座的设计.54.2钻套的设计.64.3螺旋夹紧定位机构的设计.94.3.1支承块的设计.94.3.2V形压头的设计.104.3.3套筒和螺旋推进机构的设计.115夹具的装配.146工程图.167装配仿真.177.1进入机构模块.177.2定义伺服电动机.187.3结果回放及捕获.218结束语.22致谢.23参考文献.2311绪论当前三维设计技术已经达到了一个很高的境界,它能为产品开发人员提供更先进的设计方法和设计手段,具有形象生动、直观明了、快速响应等设计特点,其开发过程很符合设计人员的设计思维1。三维开发平台的出现和完善,为增强企业的开发能力、提高设计效率和产品质量,提供了强有力的技术支持。三维开发技术的应用和推广,可谓是传统的机械设计的一次革命；三维立体设计逐步替代传统的二维平面是必然的趋势目前,市面上可供选择的软件有很多,主要包括高端的Pro/Engineer,I-DEAS,UG,CATIA和中端的Solidworks,SolidEdge等3D设计软件2。这些软件的一个共是它们都具性就备了尺寸参数驱动技术以及虚拟装配技术；尤其是高端的3D设计软件还具备了智能化、集成化、并行化、模块化、相关性等特点，这些技术一般都能满足用户设计的各项诸如设计、计算分析、制造、虚拟装配、干涉检查、有限元分析、动分析等高级CAD的需求4。Pro/Engineer系统是美国参数技术公司（PTC）的产品。PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念，开发出来的第三代机CAD/CAE/CAM产品Pro/Engineer软件能将设计至生产全过程集成到一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程3。Pro/Engineer采用技术指标化设计、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。Pro/Engineer系统用户界面简洁，概念清晰，符合工程人员的设计思想与习惯。整个系统建立在统一的数据库上，具有完整而统一的模型。2设计任务夹具作为一种重要的机械元件，其规格和型号比较繁多，传统的开发过程繁琐、效率低下、绘图量大，Pro/E作为一款高效快捷的CAD/CAM软件，克服了以上的不足之处，大大提高设计人员的开发速度，本文将着重就Pro/E的实体建模、虚拟装配、机构仿真等功能通过夹具的设计进行深入和全面的研究。设计的具体要求为：(1)实现零件设计。(2)零件和部件的装配。(3)工程图样的生成。2(4)运动仿真。3设计理念使用Pro/E软件进行虚拟产品设计总的来说有俩种设计方法，它们分别是由底向上的产品设计和自顶向下的产品设计。由底向上的的产品设计就是先设计好产品的各个零部件，然后再把各个零部件逐一装配成完整产品的设计方法。由底向上的设计方法是一种比较简单、低级的方法，其设计思路比较清楚，设计原理也容易被广大用户接受，但是其设计理念还不够先进，设计方法不够灵活，还不能完全适应现代设计的基本要求。这种方法主要应用于一些已经比较成熟的产品的设计过程，可以获得比较高的设计效率5。由顶向下的装配设计与由底向上的设计方法正好相反。设计时，首先从整体上勾画出产品的整体结构关系或创建装配体的二维零件布局关系图，然后再根据这些关系或布局逐一设计出产品的零件模型。在现实的虚拟产品设计中，往往都是先设计出整个产品的外在概念和功能概念后，逐步对产品进行设计上的细化直至单个零件5。由顶向下的产品设计方法因其设计方法灵活和修改容易等优点，深受设计者喜爱。同时这种设计方法对设计者的要求较高，设计者不仅要熟练掌握Pro/E的各种应用技巧，而且要对产品有完整的构思。3.1概念设计概念设计是根据产品的功能和尺寸要求，进行产品功能创造、功能分解以及功能和子功能的结构设计；进行满足功能和结构要求的工作原理求解和进行实现功能结构的工作原理载体方案的构思和系统化设计。概念设计的过程是一个发散思维和创新设计的过程，是一个求解实现功能的，满足各种技术和经济指标的，可能存在的各种方案并最终确定综合最优方案的过程。3.1.1夹具的分类夹具的分类安专门化程度分类：（1）通用夹具3用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。这类夹具一般由专业工厂生产，作为机床附件提供给用户，其特点是适应性广，但生产效率低，主要适用于产品固定且批量较大的生产中。（2）专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具，其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将无法再使用，只适用于产品固定且批量较大的生产中。（3）通用可调夹具和组成夹具其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。组成夹具适用于相似零件的成组加工，与通用可调夹具相比，加工对象的针对性明确。（4）组合夹具组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具，其特点是灵活多变、通用性强、制造周期短、元件可反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。（5）随行夹具随行夹具是一种在自动线上适用的夹具、与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。按使用的机床分类：按所使用的机床不同，夹具可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。按夹紧动力源分类：根据夹具所采用的夹紧动力源不同，夹具可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等【17】。3.1.2夹具的功用（1）稳定保证工件的加工精度用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受人工技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。（2）减少辅助工时，提高来动效率使用夹具装夹工件无需划线找正，可以显著的减少辅助工时，方便快捷；可提高工件刚性，使用较大的切削用量；可实现多件，多工位同时装夹，可采用高效夹紧机构，提高劳动生产率。（3）扩大机床的使用范围，实现一机多能根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，可扩大机床的工艺范围