……………………………….…14第三章 机床夹具零件的创建过程…………………………………..….…17 3.1 机床夹具的设计方法…………………………………………………….…17 3.2 Pro/E 软件的一般造型过程…………………………………….…………..19 3.2.1 Pro/E 软件创建夹具零件图形库……………………………………...19 3.2.2 Pro/E 软件应用到夹具设计中的主要步骤…………………………...20 3.3 夹具零件的具体创建实例………………………………………………….20第四章 夹具的装配方法……………………………………………………..24 4.1 在 Pro/E 中夹具的装配方法步骤…………………………………………..24 4.2 夹具的具体装配过程……………………………………………………….25 4.3 爆炸图的生成……………………………………………………………….28第五章 总结与展望……………………………………………..……………..29参考文献………………………………………………………………..………...30 第一章 绪 论1.1CAD 技术的发展 CAD(计算机辅助设计,Computer Aided Design)是指工程技术人员以计算机为工具,用各自的专业知识,对产品进行总体设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。
计算机辅助设计是人和计算机相结合,各尽所长的一种新的设计方法。
在设计过程中,人是设计的主题,要进行创造性的思维,拟定工作原理、构思设计方案等。
计算机作为辅助工具,协助人来完成设计中大部分事务性的工作,诸如计算、绘图、查找数据资料、生成技术文件等。
一个好的计算机辅助设计系统既能充分发挥人的创造性作用,又能充分利用计算机的高速分析计算和大量存储数据的能力,找到人和计算机最佳结合点。
CAD 为设计提供了有力的支持,是制造业的支撑技术,CAD 技术的发展和应用水平是衡量一个国家的工业现代化、科学技术发展水平的重要标志之一。
CAD 技术起步于 20 世纪 50 年代,40 多年来 CAD 技术的发展经历了以下几个发展阶段: 1、60 年代,CAD 的主要技术特征是交互式二维绘图和三维线框模型。
利用解析几何的方法定义了有关图素(如点、线、圆等) ,用来绘制或显示直线、圆弧组成的图形。
2、70 年代,CAD 的主要技术特征是自由曲线曲面生长算法和表面造型理论,虽然表面造型技术可以解决 CAM 表面加工的问题, 但不能表达形体的质量、重心等特征,不利于实施 CAE 方法。
3、80 年代,CAD 的主要技术特征是实体造型(Solid Modeling)理论和几何建模(Geometric Modeling)方法。
实体建模的边界表示法(B-Rep)和构造实体几何表示法(CGS)在软件开发上得到应用。
4、90 年代以来,CAD 技术基础理论主要是以 PTC 的 Pro/Engineer 为代表的参数化造型理论和以 SDRC 公司的 I-DEAS 为代表的变量化造型理论,形成了基于特征的实体建模技术,为建立产品信息模型奠定了基础。
计算机辅助造型技术经过几十年的探索,已经发展到特征造型和参数化、变量化设计阶段,推动了工业自动化进程,促进了现代制造技术的发展。
1.2 计算机辅助夹具设计CAFD的研究状况 近年来,国内外许多制造企业已经在新产品开发过程中通过引入先进的科技手段如CAD、CAPP、CAM 及生产计划管理系统等,来解决产品开发周期、质量和成本问题,并取得了一定的效果。
人们将 CAD 技术引入到夹具设计中,形成了计算机辅助夹具设计(Computer Aided Fixture Design CAFD)方法,研制了相应的软件系统。
在系统中建立了夹具元件库,在计算机屏幕上显示工件的三维视图,用户交互地从夹具元件库中提取相应的夹具元件,在屏幕上形成夹具装配图,提高了设计和质量。
计算机辅助夹具设计(ComputerAided Fixture Design)是改变传统夹具设计作为计算机辅助夹具设计技术的一个应用方面,CAFD 和计算机辅助工艺设计CAPP共同组成了 CAD 和 CAM 的桥梁。
计算机辅助夹具设计系统的研制和开发是直接从零件CAD/CAPP 集成环境中获取夹具设计信息,包括 CAD 系统输出的零件几何信息和CAPP 系统输出的零件加工信息,然后将读取的几何信息和工程信息作为夹具设计的已知条件进行夹具的计算机辅助设计与分析,以其高速、准备、自动化的特点实现夹具的自动设计,提高夹具设计效率和质量,缩短产品开发周期和降低产品生产成本。
计算机辅助夹具设计方法的发展总趋势应该是具有更多的通用性、智能化和与 CAD、CAPP、CAM 的集成,计算机辅助设计中的新理论、新方法的发展和应用将进一步推动 CAFD在实用化的方向取得更大的成就。
1.3Pro/Engineer 软件的介绍 在夹具设计中采用 CAD 技术 并尽可能使用标准件是提高夹具设计效率的措施之一.这样夹具三维标准元件库以及标准件库与 CAD 系统的接口在夹具 CAD 系统中显得尤为重要.设计人员在原有基础上进行变形设计时就能够充分利用夹具三维标准元件库的资源避免不必要的重复劳动.本次毕业设计采用美国 PTC 公司开发的 CAD/CAM 软件Pro/E 为平台建立夹具三维标准元件库简称标准件库以适应新夹具的设计与开发. 这在多数的 CAD 软件中过度曲线部分由于加工方式不同而形状各异,很难精确的表现出来。
由于 CAD 技术的发展,出现了 Pro/Engineer 等大型优秀的 CAD 软件,其主要功能在于可进行强大的参数设计,使得复杂的实体造型成为可能。
鉴于上述原因,采用 Pro/E 进行精确的三维建模。
Pro/E 是一套设计至生产自动化的机械软件,是新一代产品造型系统,是一个参数化、基于特征的实体造型系统,并且具有单一数据库功能。
由于它能快捷地实现三维实体建模,并能方便地得到任何实体的几何参数,转动惯量任意截面的截面力学性能。
Pro/E有以下的特点: (1) 参数化设计和特征性能 Pro/Engineer 是采用参数化设计的、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,可以随意勾画草图,轻易改变模型。
(2) 单一数据库 Pro/Engineer 是建立在统一基层的数据库上,不象一些传统的 CAD/CAM 系统建立在多个数据库上。
所谓单一数据库,就是工程中的资料全部来自一个库,使得每一个用户在为一件产品造型而工作,不管它是哪个部门的。
换言之在整个设计过程的任何一处发生改动, 亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。
例如,一旦工程祥图有改变,NC(数控)工具路径也会自动更新;组装工程图如有任何变动,也完全同样反应在整个三维模型上。
这种独特的数据结构与工程设计的完整结合,使得一件产品的设计结合起来。
这一优点使得设计更加优化,成品质量更高。
1.4 本课题的目的与意义 本课题在学习机床专用夹具的基本知识和基本理论的同时,研究如何利用计算机来使用 CAD、Proe 等绘图软件来设计专用夹具以及如何对专用夹具进行可视化设计,形成专用夹具的三维爆炸视图。
本课题对学习和巩固机床夹具设计的专业知识具有极大的帮助,通过设计实践,能切实掌握设计制造专用夹具的基本理论和方法,全面熟悉机械制造工艺方面的知识,培养独立设计机械产品的能力和利用机械设计自动化程序的能力。
第二章 机床夹具设计计算过程及平面图纸绘制2.1 设计题目: 如图 2-1 所示,加工液压泵上体的三个阶梯孔,中批生产,根据工艺规程,在加工阶梯孔之前,工件的顶面与底面、两个φ8H7 孔和两个φ8mm 孔均已加工好。
本工序的加工要求有:三个阶梯孔的距离为 25±0.1mm三孔轴线与底面的垂直度,中间阶梯孔与四小孔
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