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1、毕业设计（论文）题目：铣床专用夹具三维造型虚拟设计分析作者：系 （部）：专业班级： 年月 日 目录一 绪论 11.PROE软件模块简介 12.夹具的概述 33.国内外计算机辅助夹具设计发展现状 54.课题的意义及内容 6二 设计课题的分析计算过程及平面图绘制 8 1.分析题目 92.定位装置设计 93.夹紧机构设计 144.对刀装置设计 165.夹具体与定位键 176.夹具总图上的尺寸、公差和技术要求 187.加工精度分析 21三、 铣床夹具三维造型设计25四、论文总结34五、谢辞35六、主要参考资料36七、附录37八、附文48 摘要 计算机辅助夹具设计(CAFD)作为CIMS集成中的一个重要
2、环节，克服传统夹具设计存在的设计周期长，设计效率低等问题，降低了设计人员的劳动强度，提高了夹具设计的质量，从而能够大幅度缩短产品开发周期，提高企业的市场竞争力。论文在回顾了夹具的概念、发展、组成以及国内外应用现状后，详细介绍了夹具的总体设计和各组成部分的设计，并着重阐述了设计研究过程中的各项所需的关键技术在对国内外众多夹具设计系统进行仔细的分析研究之后，本课题确定以专用夹具为对象，以铣床夹具为主要开发内容，设计一种适合国内企业现状的具有先进性和实用性的铣床夹具。运用了大量的软件对夹具进行辅助设计，基于Autocad强大的二维绘图能力，对夹具进行完整的三视图绘制，著名的3D CAD/CAM系统P
3、ro/E由于具有参数化设计特性，在全世界范围内受到广泛应用。在Pro/E环境下对所设计的铣床夹具进行了三维仿真的实体造型和虚拟装配关键词：三维造型设计;Pro/e模块;AUTOCAD；计算机辅助夹具设计(CAFD)第一章 绪论1.1PROE软件模块简介 本世纪的一个重大变革是全球市场的统一，它使市场竞争更加激烈，产品更新更快，但是有限的资源加上消费者对复杂产品的需求日益增加，使你合很难保持市场分额。在这种背景下，CAD(计算机辅助设计)/CAM(计算机辅助制造)/CAE（计算机辅助测量）技术得到迅速普及和极大发展。海湾战争结束当年，美国评出的最具影响的十大技术中，CAD/CAM/CAE技术便榜
4、上有名。在为数众多的CAD/CAM/CAE软件中， 主流软件包种类繁多，PRO/E，UG，CIMATRON，MDT，IDEAS，MASTERCAM都是个中极品，但PRO/E工业解决方案地位显赫，它是美国PTC公司的拳头产品，技术领先，在机械、电子、航空、航天、邮电、兵工、纺织等各行各业都有应用，是CAD/CAM/CAE领域少有的顶尖“人物”。PRO/ENGINEER软件包的产品开发环境在支持并行工作，它通过一系列完全相关的模块表述产品的外形、装配及其他功能。PRO/E能够让多个部门同时致力于单一的产品模型。包括对大型项目的装配体管理、功能仿真、制造、数据管理等。其中PRO/E V2000I更增
5、加了行为建模技术使其成为把梦想变为现实的杰出工具。 PRO/E的最新版本为PRO/Ewildfire3.0，它可运行于Windows/NT和UNIX平台上，共有六大主模块：（1）工业设计(CAID)模块 工业设计模块主要用于对产品进行几何设计，以前，在零件未制造出时，是无法观看零件形状的，只能通过二维平面图进行想象。现在，用3DS可以生成实体模型，但用3DS生成的模型在工程实际中是“中看不中用”。用PRO/E生成的实体建模，不仅中看，而且相当管用。事实上，PRO/E后阶段的各个工作数据的产生都要依赖于实体建模所生成的数据。包括： PRO/3DPAINT(3D建模)、 PRO/ANIMATE(动
6、画模拟)、 PRO/DESIGNER(概念设计)、PRO/NETWORKANIMATOR(网络动画合成)、PRO/PERSPECTA-SKETCH（图片转三维模型）、PRO/PHOTORENDER(图片渲染)几个子模块。（2）机械设计(CAD)模块 机械设计模块是一个高效的三维机械设计工具，它可绘制任意复杂形状的零件。在实际中存在大量形状不规则的物体表面，如图1中的摩托车轮轱，这些称为自由曲面。随着人们生活水平的提高，对曲面产品的需求将会大大增加。用 PRO/E生成曲面仅需2步3步操作。PRO/E生成曲面的方法有：拉伸、旋转、放样、扫掠、网格、点阵等。由于生成曲面的方法较多，因此PRO/E可以
7、迅速建立任何复杂曲面。它既能作为高性能系统独立使用，又能与其它实体建模模块结合起来使用，它支持GB、ANSI、ISO和JIS等标准。包括：PRO/ASSEMBLY（实体装配）、PRO/CABLING（电路设计）、PRO/PIPING（弯管铺设）、PRO/REPORT（应用数据图形显示）、PRO/SCAN-TOOLS（物理模型数字化）、PRO/SURFACE（曲面设计）、PRO/WELDING（焊接设计）（3） 功能仿真(CAE)模块 功能仿真(CAE)模块主要进行有限元分析。我们中国有句古话：“画虎画皮难画骨，知人知面不知心”。主要是讲事物内在特征很难把握。机械零件的内部变化情况是难以知晓的。
8、有限元仿真使我们有了一双慧眼，能“看到”零件内部的受力状态。利用该功能，在满足零件受力要求的基础上，便可充分优化零件的设计。著名的可口可乐公司，利用有限元仿真，分析其饮料瓶，结果使瓶体质量减轻了近20，而其功能丝毫不受影响，仅此一项就取得了极大的经济效益。包括：PRO/FEMPOST（有限元分析）、PRO/MECHANICA CUSTOMLOADS（自定义载荷输入）、PRO/MECHANICA EQUATIONS（第三方仿真程序连接）、PRO/MECHANICA MOTION（指定环境下的装配体运动分析）、PRO/MECHANICA THERMAL（热分析）、PRO/MECHANICA TIR
9、E MODEL（车轮动力仿真）、PRO/MECHANICA VIBRATION（震动分析）、PRO/MESH （有限元网格划分）。（4） 制造(CAM)模块 在机械行业中用到的 CAM制造模块中的功能是NC Machining(数控加工)。说到数控功能，就不能不提八十年代著名的“东芝事件”。当时，苏联从日本东芝公司引进了一套五座标数控系统及数控软件CAMMAX，加工出高精度、低噪声的潜艇推进器，从而使西方的反潜系统完全失效，损失惨重。东芝公司因违反“巴统”协议，擅自出口高技术，受到了严厉的制裁。在这一事件中出尽风头的CAMMAX软件就是一种数控模块。PRO/ES的数控模块包括：PRO/CAST
10、ING（铸造模具设计）、PRO/MFG（电加工）、PRO/MOLDESIGN（塑料模具设计）、PRO/NC-CHECK（NC仿真）、PRO/NCPOST（CNC程序生成）、PRO/SHE Create Solid Cut ExtrudesolidDoneOne sideDone 选择特征的上表面 选择Okay以确认切除方向朝向下 Bottom 选择Bottom参考面：圆柱的下表面 绘制所要的剖面 RegenerateDone 选择Okay以确认切除方向朝向下 Thru All Done 在特征建立对话框中单击OK按钮 完成Cut的建立步骤6 以同样的方法建立侧面的销孔特征完成造型如图6-4所示
11、图6-46.5：夹具体的创建过程步骤1 建立默认基准面 File/New Create Datum Plane Default 产生默认基准面DTM1、DTM2、DTM3步骤2 建立夹具体的大体特征 Create solid Protrusion Extrusion SolidDone One SideDone 选择绘图平面：DTM2 选择Okay以确定实体体积往上（即Y方向）延伸 Bottom 选择Bottom参考面：DTM3 绘制所要拉伸的剖面 RegenerateDone BlindDone 输入特征的宽度 在特征建立对话框中单击OK按钮 完成Protrusion的建立步骤3 以Cut方
12、式建立夹具体的固定特征 Create Solid Cut ExtrudesolidDoneOne sideDone 选择分度盘放置的平面 选择Okay以确认切除方向朝向下 Bottom 选择Bottom参考面：夹具体的侧面 绘制所要的剖面 RegenerateDone 选择Okay以确认切除方向朝向下 Blind Done 输入特征的深度150 在特征建立对话框中单击OK按钮 完成Cut的建立步骤4 以Cut的方式建立步骤3特征上的螺钉固定孔Create Solid Cut ExtrudesolidDoneOne sideDone 选择底板平面 选择Okay以确认切除方向朝向下 Bottom
13、选择Bottom参考面：夹具体的侧面 绘制所要的剖面 RegenerateDone 选择Okay以确认切除方向朝向下 Thru All Done 在特征建立对话框中单击OK按钮 完成Cut的建立步骤5 Mirror步骤4建立的特征 Feature Copy New RefsMirrorSelectIndependentDone选择步骤2建立的特征 Done Sel 选择 基准面DTM2 Done步骤6 建立止推销底座 Create solid Protrusion Extrusion SolidDone One SideDone 选择绘图平面：步骤3建立的特征的上表面 选择Okay以确定实体体
14、积往上（即Y方向）延伸 Bottom 选择Bottom参考面：夹具体的任意侧面 绘制所要拉伸的剖面 RegenerateDone THR NextDone 在特征建立对话框中单击OK按钮 完成Protrusion的建立步骤7 建立夹具体油缸空腔 以类似步骤4建立的方法建立步骤8 在夹具体上的上表面建立V型块的螺钉固定孔 Create Solid Cut ExtrudesolidDoneOne sideDone 选择夹具体侧面 选择Okay以确认切除方向朝向内 Top 选择Top参考面：夹具体的上表面 绘制所要的剖面 RegenerateDone 选择Okay以确认切除方向朝向下 Blind D
15、one 输入深度5 完成Cut的建立 Feature Create Solid Cut AdvancedSolidDone Helical SwpDone ConstantNorm To TrajRight HandedDone Setup New Make Datum Through pick 选择A5中心轴 Done 绘制轨迹线和中心线 regenerateDone 输入导程1.5 按回车 虚线交点处绘制边长为1.5的等边三角形 RegenerateDone 在特征建立对话框中单击OK按钮步骤9 用同样的方法在下表面做液呀缸的定位孔步骤10 同样以Cut的方式建立夹具体的定位槽步骤11 建立Round特征 Create Solid Round SimpleDone ConstantEdge ChainDone 选择夹具体的任何边Done 输入圆角值：1 在特征建立对话框中单击OK按钮 完成Round的建立完成造型如图6-5所示图6-5
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