PYQ202C平壓壓痕切線機(jī)的CAD三維造型與動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)

東南大學(xué) 碩士學(xué)位論文 PYQ202C平壓壓痕切線機(jī)的CAD三維造型與動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì) 姓名 錢(qián)袁萍 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別 碩士 專(zhuān)業(yè) 機(jī)械制造及自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 陳南 王鈞 20030210 摘要 虛擬現(xiàn)實(shí)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是現(xiàn)代機(jī)械行業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最新技術(shù) 而C A D 三維 造型技術(shù)和C A E 分析技術(shù)是這一現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)和核心 利用C A D 技術(shù) 能 迅速 精確 形象地建立產(chǎn)品的二維工程圖和三維實(shí)體圖 并可以檢查裝配中的 干涉 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的模擬 并能生成有限元模型進(jìn)行C A E 分析 便于設(shè)計(jì)者及 時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 進(jìn)行修改 提高設(shè)計(jì)質(zhì)量 縮短設(shè)計(jì)周期 利用C A E 分析技術(shù) 如 采用有限元技術(shù) 可以對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行各種靜態(tài) 模態(tài) 瞬態(tài)等分析 在虛擬環(huán)境下 預(yù)測(cè)產(chǎn)品的性能 獲得產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案 本文以張家港印刷機(jī)械總廠生產(chǎn)的P Y Q 2 0 2 C 平壓壓痕切機(jī)為研究對(duì)象 從有 限元建模 模態(tài)分析 靜力分析 瞬態(tài)動(dòng)力分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等幾個(gè)方面闡述了有 限元法在P Y Q 2 0 2 C 平壓壓痕切機(jī)機(jī)座 壓架等零部件開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用 并為壓痕機(jī) 的開(kāi)發(fā)提供了卓有成效的指導(dǎo)意見(jiàn) 本課題以工廠的二維平面圖紙為基礎(chǔ) 完成 了以下主要工作 l 據(jù)現(xiàn)有的原P Y Q 2 0 2 C 平壓壓痕切機(jī)二維設(shè)計(jì)圖紙 利用P R O E 軟件為工具 建立了該機(jī)器零部件的C A D 模型 建立了所有部件裝配模型和整機(jī)模型 2 將全部三維零件圖轉(zhuǎn)換成了相應(yīng)的工程圖 3 基于A N S Y S 分析軟件 對(duì)P Y Q 2 0 2 C 平壓壓痕切機(jī)的主要零件機(jī)座 壓架 連桿等進(jìn)行了靜態(tài)分析 得出了這些零件在工作載荷下的變形云圖和V o n m i s s 云 圖 對(duì)壓架零件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn) 調(diào)整了壓架各部分的應(yīng)力分布和變形分布 使 各部分的應(yīng)力和變形值更加合理 既保證零件的強(qiáng)度和剛度 又最大限度地節(jié)省 材料的使用量 從而降低了壓架的重量和制造成本 4 對(duì)機(jī)座 壓架進(jìn)行了模態(tài)分析 通過(guò)對(duì)機(jī)座各階模態(tài)的研究和分析 指出 了機(jī)器結(jié)構(gòu)剛度的薄弱環(huán)節(jié)和影響機(jī)器性能的原因 有效地解決原設(shè)計(jì)中P Y Q 2 0 2 C 平壓壓痕切機(jī)機(jī)座嚴(yán)重振動(dòng)的問(wèn)題 通過(guò)對(duì)壓架結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后的模態(tài)分析 表明 該零件比機(jī)座零件具有更好的剛性 改進(jìn)設(shè)計(jì)后的壓架 不僅重量得到下降 而 且具有更好的動(dòng)態(tài)性能 5 通過(guò)對(duì)機(jī)座零件四周璧厚t l 和工作面板厚度t 2 的動(dòng)態(tài)靈敏分析 完成了 機(jī)座零件的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案 在保證機(jī)座的動(dòng)態(tài)性能的前提下 減少了材料消耗 降低了生產(chǎn)成本 并為生產(chǎn)所采用 6 通過(guò)對(duì)壓架瞬態(tài)動(dòng)力分析 了解了壓架在實(shí)際動(dòng)態(tài)載荷的作用下變形較大 的節(jié)點(diǎn)的變形情況 證實(shí)了對(duì)壓架進(jìn)行的結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案的合理性和模態(tài)分析結(jié)果 的正確性 本文的研究成果得到了工廠的實(shí)際應(yīng)用 事實(shí)證明 用該方法設(shè)計(jì)的P Y Q 2 0 2 C 平壓壓痕切機(jī)性能 精度等都有很大的提高 材料消耗比原來(lái)減少了5 0 0 k g 有效 地降低了生產(chǎn)成本 提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益 關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實(shí)C A D 三維造型C A E 分析靜態(tài)分析模態(tài)分析瞬態(tài) 分析優(yōu)化設(shè)計(jì)靈敏度分析 A B S T R A C T V i r t u a ld e s i g ni san e wk i n do f t e c h n o l o g yi nm o d e mm a c h i n ed e s i g nt o d a y T h e C A D3 Dm o d e l i n gt e c h n o l o g ya n dt h eC A E a n a l y z i n gt e c h n o l o g ya r et h ef o u n d a t i o n a n dc o r eo ft h em o d e m d e s i g n i n gm e t h o d W i t hC A D w e c a nn o to n l ye x p r e s sq u i c k l y a c c u r a t e l ya n dv i v i d l yp r o d u c et h e2 De n g i n e e r i n gd r a w i n ga n d3 Dm o d e lo ft h e c o m p o n e n t sb u ta l s oc h e c kt h ei n t e r f e r e n c ei nt h ea s s e m b l i n g s i m u l a t et h em o t i o n a l s t r u c t u r e sa n df o r mt h ef i n i t ee l e m e n tm o d e la n dm a k eC A E a n a l y s i s w h i c hc a u s e st h e d e s i g n e r st of i n dt h ep r o b l e m si nt i m et om a k em o d i f i c a t i o n s r a i s et h eq u a l i t yo f t h e d e s i g na n dr e d u c et h ec y c l eo fd e s i g n W i t hC A Ea n a l y z i n gt e c h n o l o g y w ec a nm a k e v a r i o u s s t a t i c d y n a m i c t r a n s i e n ta n a l y s i so n t h ed e s i g n e dm e c h a n i c a lp r o d u c t sa n d u n d e rt h ev i r t u a le n v i r o n m e n t w ec a n p r e d i c t t h ep r o p e r t yo ft h ep r o d u c t sa n do b t a i na n o p t i m i z e dp r o d u c t s T h i s p a p e r b a s i n g o nt h e P Y Q 2 0 2 CP r e s sm a n u f a c t u r e db yZ h a n g j i a g a n g G e n e r a lP r i n t i n gM a c h i n e r yF a c t o r y s p e c i f i e sa p p l i c a t i o n so fF i n i t eE l e m e n tM e t h o d F E M i nt h e b a s ea n dt h e p r e s s i n gf l a m eo fP Y Q 2 0 2 CP r e s sd e v e l o p i n g w h i c h i n c l u d eF E A m o d e l i n g m o d a la n a l y s i s s t r u c t u r a l s t a t i c a n a l y s i s t r a n s i e n td y n a m i c a n a l y s i sa n ds t r u c t u r a lo p t i m i z a t i o n I tg i v e ss o m ei n s t r u c t i v es u g g e s t i o nf o rt h ed e s i g n o ft h en e wP Y Q 2 0 2 CP r e s T h i sp r o j e c tr e g a r d st h e2 D d r a w i n g b y t h ef a c t o r yI st h e b a s i s w eh a v ec o m p l e t e dt h ef o l l o w i n gt a s k s 1 W i t ht h ee x i s t e n to r i g i n a l2 Dd e s i g n i n gd r a w i n go f P Y Q 2 0 2 C P r e s sM a c h i n e a n dw i t hP R O Ea st h et o o l t h eC A Dm o d e lo f t h e c o m p o n e n t so f t h em a c h i n eh a sb e e n m a d ea sw e l la st h em o d e l sf o ra l lt h e p a r t sf o ra s s e m b l y a n dt h ec o m p l e t em a c h i n e 2 A l lt h e3 Dm o d e l so ft h ec o m p o n e n t sh a sb e e nc o n v e r t e di n t o r e s p e c t i v e e n g i n e e r i n gd r a w i n g s 3 B a s e do nt h ef u n c t i o no f A N S Y S a n s t a t i ca n a l y s i sh a sb e e nm a d eo nt h eb a s e o ft h em a i nc o m p o n e n t s t h e p r e s s i n gf r a m ea n dl i n kt oa t t a i nt h ec l o u dp i c t u r eo f t h e d e f o r m a t i o na n dt h eV o n m i s s e q u i v a l e n ts t r e s sa n do f t h e s et h r e ec o m p o n e n t su n d e rt h e w o r k i n gl o a d T h r o u g ht h ei m p r o v e m e n to ft h es t r u c t u r ed e s i g no ft h ec o m p o n e n ta n d t h ea d j u s t m e n to ft h ed i s t r i b u t i o no f t h es t r e s sa n dd e f o r m a t i o no fe a c h p a r to f t h ep r e s s f l a m e t h es t r e s so ne a c hp a r ta n d t h ed e f o r m i n gv a l u eb e c a m em o r er e a s o n a b l e w h i c h n o to n l yg u a r a n t e e st h es t r e n g t ha n ds t i f f n e s so ft h ec o m p o n e n t sb u ta l s os a v e st h e c o n s u m p t i o no f t h em a t e r i a l s t h u sr e d u c i n gt h ew e i g h to ft h ep r e s sf r a m ea n dt h ec o s t o f t h em a c h i n e 4 Am o d e la n a l y s i sh a sb e e nm a d eo nt h eb a s ea n dt h ep r e s s i n gf r a m e T h r o u g h t h es t u d ya n da n a l y s i so fm o d e li nd i f f e r e n ts t a g e so ft h eb a s e t h ew e a kp o i n t so ft h e s t i f f n e s si nt h em a c h i n es t r u c t u r ea n dt h ef a c t o r sa f f e c t i n gt h ep e r f o r m a n c eo ft h e m a c h i n eh a sb e e nm a d ec l e a r T h es e r i o u sv i b r a t i o ni nt h eo r i g i n a ld e s i g no ft h eb a s eo f P Y Q 2 0 2 CP r e s sM a c h i n ee f f e c t i v e l ys o l v e d T h r o u g ht h es t u d ya n da n a l y s i so fm o d e l o f t h e p r e s s i n gf r a m es t r u c t u r eb e f o r ea n d a f t e ri m p r o v e m e n t i ti sc l e a rt h a tt h ep r e s s i n g f l a m ei so f b e t t e rs t i f f n e s st h a nt h eb a s e p a r t T h ep r e s s i n gf r a m eo f t h ei m p r o v e dd e s i g n n o to n l yr e d u c e st h ew e t g h tb u ta l s oi so f b e t t e rd y n a m i c p e r f o r m a n c e 5 T h r o u g h t h es e n s i t i v i t ya n a l y s i so f t h ed y n a m i cs t a t eo f t h ew a l lt h i c k n e s st lo f a r o u n dt h ec o m p o n e n t so nt h eb a s ea n dt h et h i c k n e s st 2o ft h ew o r k i n gb o a r d t h e i m p r o v e m e n to f t h ed e s i g ni nt h ec o m p o n e n t so nt h eb a s eh a sb e e na c h i e v e d O nt h e p r e r e q u i s i t eo fg u a r a n t e e i n gt h ed y n a m i cp e r f o r m a n c eo ft h eb a s e t h ec o n s u m p t i o no f t h em a t e r i a lw a sr e d u c e da n dt h ec o s tf o rp r o d u c t i o nw a sl o w e r e d w h i c hh a sb e e n a d o p t e di nt h ep r o d u c t i o n 6 T h r o u g ht h et r a n s i e n td y n a m i ca n a l y s i so ft h ep r e s s i n gf r a m e w ek n o wt h e d e f o r m a t i o no ft h el a r g e r d e f o r m e dn o d eu n d e ra c t u a l d y n a m i cl o a d s I tp r o v e dt h e r e a s o n a b l e n e s sw i t ht h ei m p r o v e ds t r u c m r eo f p r e s s i n gf r a m ea n dt h ec o r r e c t n e s so f r e s u l t so fm o d e l a n a l y s i s T h er e s e a r c hr e s u l to ft h i st h e s i sh a sp u tt op r a c t i c a lu s ei nt h ef a c t o r y I ti saf a c t t h a tt h ep e r f o r m a n c ea n da c c u r a c yo fP Y Q 2 0 2 CP r e s sM a c h i n eb yt h i s d e s i g n i n g m e t h o dh a sb e e nr a i s e dg i e a t l y t h ec o n s u m p t i o no ft h em a t e r i a li sr e d u c e db y5 0 0 k g t h a nt h eo r i g i n a lo n e w h i c he f f e c t i v e l yr e d u c e st h ep r o d u c t i o nc o s ta n dr a i s e se c o n o m i c e f f i c i e n c yo f t h ee n t e r p r i s e K e yw o r d s V i r t u a ld e s i g n S t a t i ca n a l y s i sM o d e l a n a l y s i s C A D3 D m o d e l i n g T r a n s i e n ta n a l y s i s C A E a n a l y s i s O p t i m i z e dd e s i g n 第一章緒論 1 1P Y Q 2 0 2 C 平壓壓痕切線機(jī)簡(jiǎn)介 1 1 1用途 P Y 0 2 0 2 C 平壓壓痕切線機(jī)適用于各種紙板 皮革 塑料等制品 可進(jìn)行各種 高級(jí) 精細(xì)印刷品的凹凸壓痕 軋盒 以獲得副于立體感 精制美觀的印刷制品 的專(zhuān)用設(shè)備 1 1 2 結(jié)構(gòu) 機(jī)器主要由機(jī)廩 壓架 電磁離合器傳動(dòng)及電器控制四大部分組成 圖卜1P Y Q 2 0 2 C 平壓壓痕切線機(jī) 1 1 3 機(jī)床工作原理 機(jī)器運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)通過(guò)三角膠帶帶動(dòng)飛輪運(yùn)轉(zhuǎn) 經(jīng)電器離合器的控制傳動(dòng)軸 的傳動(dòng) 傳動(dòng)軸上的小人字齒輪帶動(dòng)中問(wèn)軸的丈人字齒輪 中間軸兩端的小斜齒 輪帶動(dòng)主軸兩端的大斜齒輪 大斜齒輪上有一對(duì)偏心椿頭 隨著大斜齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng) 偏心椿頭也隨之作圓周運(yùn)動(dòng) 友右連桿一端連接壓架軸 一端連接偏心榫頭 隨 著偏心榫頭的圓周運(yùn)動(dòng)壓架隨之作往復(fù)擺動(dòng) 一個(gè)往復(fù)擺動(dòng)即完成一次壓印工作 1 1 4 主要技術(shù)參數(shù) 平板有效麗寬 9 2 0X6 6 0 工作速度1 4 0 0 張 d 時(shí) 電機(jī)功率3 千瓦 Y I O O L 2 4 機(jī)器外形尺寸 1 7 5 0X1 6 4 0X1 3 7 0 機(jī)器重量3 5 噸 1 1 5 存在問(wèn)題及解決的方法 存在的問(wèn)題 l 壓架中間段會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂 連桿危險(xiǎn)剖麗有時(shí)會(huì)被拉斷 2 機(jī)座 壓架的壁厚較厚 齒輪較寬 3 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有噪音 試圖解決的方法 1 P R 0 E 三維參數(shù)化建模 建立二維產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖 2 A N S Y S 有限元分析對(duì)主要零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化 3 在優(yōu)化分析的基礎(chǔ)上 建立新型設(shè)備的的參數(shù)化三維模型 達(dá)到的目標(biāo) l 機(jī)械結(jié)構(gòu)的改進(jìn) 2 新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā) 1 2 課題來(lái)源 本課題是來(lái)自江蘇張家港市印刷機(jī)械總廣的自選課題 張家港市印刷機(jī)械廠 以P Y 0 2 0 系列壓痕切線機(jī)為主導(dǎo)產(chǎn)品 并形成了大小不同的許多系列 每個(gè)系列 的產(chǎn)品年銷(xiāo)量達(dá)2 0 0 臺(tái) 過(guò)去 一直沿用傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方法 從去年開(kāi)始 引 進(jìn)了二維C A D 設(shè)計(jì)軟件 這種傳統(tǒng)的C A D 繪圖技術(shù)用固定的尺寸值定義幾何元素 輸入的每一條線都有確定的位置 要想修改圖面的內(nèi)容 只有刪除原有線條后重 畫(huà) 而新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)不可避免地要多次反復(fù)修改 進(jìn)行零件形狀和尺寸的綜 合協(xié)調(diào) 優(yōu)化 對(duì)于定型的產(chǎn)品設(shè)計(jì) 需要形成系列 以便針對(duì)用戶(hù)的生產(chǎn)特點(diǎn) 提供不同噸位 功率 規(guī)格的產(chǎn)品型號(hào) 隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈 工廠迫切需 要對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn) 在不降低性能的前提下 減少生產(chǎn)成本 同時(shí) 在開(kāi)發(fā)新 產(chǎn)品時(shí) 能確保產(chǎn)品成功率 縮短開(kāi)發(fā)周期 因此 提出以應(yīng)用三維參數(shù)化結(jié)構(gòu) 造型技術(shù) 結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化技術(shù) 機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)措施 使C A D 有限 元法 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析和優(yōu)化方法相結(jié)合 以P Y Q 2 0 壓痕模切機(jī)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ) 研 制開(kāi)發(fā)新型P Y Q 2 0 壓痕模切機(jī) 使其生產(chǎn)效率 機(jī)械精度 重量等各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到 國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平 通過(guò)對(duì)零部件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì) 開(kāi)發(fā)新機(jī)型 實(shí)現(xiàn)壓痕模切機(jī)的 系列化 本課題完成的是機(jī)座 壓架和傳動(dòng)部分的三維C A D 造型 A N S Y S 有限元分 析 通過(guò)本課題的研究 可以幫助企業(yè)掌握利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì) 提高產(chǎn)品的質(zhì)量 縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期 降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本 形成強(qiáng)有力的企 業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì) 1 3 課題研究背景及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 隨著我國(guó)加入W T O 經(jīng)濟(jì)全球化的形成 對(duì)我國(guó)機(jī)械產(chǎn)品參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)提出 了更高的要求 目前 國(guó)內(nèi)機(jī)械產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)外機(jī)械產(chǎn)品 主要表現(xiàn) 為 產(chǎn)品仿制多 創(chuàng)新少 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不足 利潤(rùn)低 設(shè)計(jì)方法落后 國(guó)內(nèi)傳統(tǒng) 的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 尚處于經(jīng)驗(yàn) 靜態(tài) 類(lèi)比的設(shè)計(jì)階段 沒(méi)有考慮結(jié)構(gòu)動(dòng) 靜態(tài) 特性對(duì)機(jī)械產(chǎn)品性能產(chǎn)生的影響 精度低 產(chǎn)品質(zhì)量難以保證 設(shè)計(jì)耗時(shí)多 成 功率低 反復(fù)設(shè)計(jì) 試制使開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng) 產(chǎn)品更新?lián)Q代慢 且成本高 為了增強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力 設(shè)計(jì)部門(mén)要不斷改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì) 以此適應(yīng)國(guó)內(nèi)外 市場(chǎng)需要 目前國(guó)內(nèi)機(jī)械設(shè)計(jì)工作的類(lèi)型大致可以分為以下三種 一是開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì) 應(yīng)用可行的新技術(shù) 創(chuàng)新構(gòu)思 設(shè)計(jì)工作原理和功能結(jié)構(gòu) 創(chuàng)新的產(chǎn)品 或趕超先進(jìn)水平 或適應(yīng)政策要求 或避開(kāi)市場(chǎng)熱點(diǎn)開(kāi)發(fā)有特色的 冷門(mén)產(chǎn)品 這種開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)效益高 風(fēng)險(xiǎn)大 但開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)的新產(chǎn)品一般都具有 性能良好 功能齊全 適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn) 二是適應(yīng)性設(shè)計(jì) 在適應(yīng)性設(shè)計(jì)中 工作原理方案保持不變 變更局部或增 設(shè)部件 加強(qiáng)輔助功能 采用適應(yīng)性設(shè)計(jì) 在C A D 系統(tǒng)中首先必須建立現(xiàn)有全部 零 部件的圖紙庫(kù) 以備設(shè)計(jì)過(guò)程中隨時(shí)調(diào)用 并利用交互修改功能 實(shí)現(xiàn)某些 功能的改變 可滿足用戶(hù)使用要求 三是變形設(shè)計(jì) 變形設(shè)計(jì)是在工作原理和功能結(jié)構(gòu)不變的前提下 通過(guò)變更 現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置和尺寸 或通過(guò)改進(jìn)材料工藝使產(chǎn)品某些性能有所改變 以滿 足用戶(hù)新的要求 工廠企業(yè)在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和工藝方法都較成熟的前提下 用參數(shù) 化設(shè)計(jì)方法來(lái)進(jìn)行變型設(shè)計(jì)可達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的系列化 模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化 在許多產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期中 大部分設(shè)計(jì)屬于類(lèi)似設(shè)計(jì) 隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益 激烈 要求各公司能盡快地推出新的產(chǎn)品 才能占領(lǐng)市場(chǎng) 因而使得參數(shù)化設(shè)計(jì) 技術(shù)成為C A D 圖形軟件的一大發(fā)展方向 基于參數(shù)化的設(shè)計(jì)能顯著提高設(shè)計(jì)效率 和質(zhì)量 縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期 實(shí)現(xiàn)C A D 自動(dòng)化 鑒于上述原因 參數(shù)化特征設(shè)計(jì)思想得到迅速發(fā)展 很多C A D C A E 技術(shù)公司 都采取積極措施 在C A D 系統(tǒng)中增加參數(shù)化特征設(shè)計(jì)模塊 如美國(guó)的P T C 公司開(kāi) 發(fā)了一個(gè)基于參數(shù)化特征造型模塊上的C A D C A M 系統(tǒng)一P r o E N G I N E E R 我國(guó)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)優(yōu)選設(shè)計(jì)的研究始于二十世紀(jì)八十年代初期 和國(guó)外 相比起步相對(duì)較晚 雖然近二十年來(lái) 我國(guó)一些科研院所在機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模 模型修正 結(jié)合面動(dòng)力學(xué)建模 阻尼技術(shù)等方面取得了一定成果 但很大程度上 處于理論研究階段 且我國(guó)技術(shù)力量和開(kāi)發(fā)能力相對(duì)薄弱 導(dǎo)致國(guó)內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品 在性能 精度 質(zhì)量 產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期和更新?lián)Q代周期 產(chǎn)品成本等方面與國(guó)外 同類(lèi)機(jī)械產(chǎn)品的差距越來(lái)越大 利用C A D 三維造型設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行三維設(shè)計(jì)造型在國(guó)內(nèi)還在起步階 段 機(jī)械行業(yè)在應(yīng)用結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化等先進(jìn)技術(shù)方面基本上屬空白 以P Y 0 2 0 2 C 平 壓壓痕切線機(jī)為對(duì)象 研究C A D 三維造型設(shè)計(jì)技術(shù)和機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化技術(shù)在 一般機(jī)械產(chǎn)品上的應(yīng)用 對(duì)于企業(yè)跟上技術(shù)的發(fā)展和適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 提高我國(guó)機(jī) 械的整體設(shè)計(jì)水平有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義 1 4 完成課題的途徑和目標(biāo) 本課題首先對(duì)P Y Q 2 0 2 C 平壓壓痕切機(jī)的零部件進(jìn)行了三維造型設(shè)計(jì) 并建立 其總裝模型 建模工具為P R O E 由于P R O E 具有參數(shù)化功能 因此 通過(guò)三維建 模 建立了參數(shù)化的全相關(guān)三維零件圖 部件圖和總裝圖相應(yīng)的全相關(guān)二維產(chǎn)品 設(shè)計(jì)圖 將在C A D 軟件中設(shè)計(jì)的三維模型轉(zhuǎn)換到大型有限元分析軟件A N S Y S 中 對(duì) P Y Q 2 0 2 C 平壓壓痕切機(jī)的主要零部件進(jìn)行有限元建模 對(duì)主要零部件進(jìn)行靜態(tài)應(yīng)力 分析和動(dòng)態(tài)分析 分析原設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn) 從而有的放矢地對(duì)主要零件進(jìn)行 結(jié)構(gòu)改進(jìn) 同時(shí) 對(duì)有關(guān)零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化 單件優(yōu)化的目標(biāo)是 改進(jìn)后的部 件與原部件相比 前幾階固有頻率 剛度能提高或基本保持不變的同時(shí) 其重量 有所降低 在提高產(chǎn)品性能的同時(shí) 降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本 在動(dòng)態(tài)分析的基礎(chǔ)上 建立新型設(shè)備的參數(shù)化三維模型 在產(chǎn)品改變系列或 修改時(shí)可以方便地通過(guò)修改產(chǎn)品的某些設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)直接形成新系列的全部產(chǎn)品 4 圖 通過(guò)采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 使模切機(jī)系列產(chǎn)品的生產(chǎn)效率 機(jī)械精度 重量等 各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平 通過(guò)對(duì)設(shè)備的三維C A D 建模 在開(kāi)發(fā)新機(jī)型 可 以利用現(xiàn)有的參數(shù)化C A D 模型 實(shí)現(xiàn)壓痕模切機(jī)的快速改型設(shè)計(jì) 1 5 課題在理論或?qū)嶋H應(yīng)用方面的價(jià)值 該課題是一項(xiàng)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在實(shí)際工程中應(yīng)用的課題 雖然其設(shè)計(jì)理論已基 本成熟 但這些理論在國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)中的應(yīng)用卻還剛剛開(kāi)始 其中結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化 等先進(jìn)技術(shù)在工業(yè)方面的應(yīng)用基本上屬空白 因此 通過(guò)本課題的研究 可以幫 助企業(yè)掌握利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì) 提高產(chǎn)品的質(zhì)量 縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì) 周期 降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本 形成強(qiáng)有力的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì) 同時(shí) 對(duì)提高我國(guó)機(jī) 械產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)水平有極其重要的價(jià)值 1 6 研究?jī)?nèi)容和主要成果 l 根據(jù)工廠提供的原P Y Q 2 0 2 C 平壓壓痕切機(jī)二維設(shè)計(jì)圖紙 利用P R O E 軟 件為工具 建立了該機(jī)器所有零件的C A D 模型 通過(guò)對(duì)C A D 裝配建模技術(shù)的研究 建立了所有部件裝配模型和整機(jī)模型 2 將全部三維零件圖轉(zhuǎn)換成了相應(yīng)的工程圖 3 對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中的有限元方法進(jìn)行了研究 4 利用在C A D 軟件中建立的C A D 模型傳入到大型有限元分析軟件A N S Y S 中 建立了P Y Q 2 0 2 C 平壓壓痕切機(jī)機(jī)座和壓架等零件的有限元模型 對(duì)P Y Q 2 0 2 C 平壓 壓痕切機(jī)的主要零件機(jī)座 壓架 連桿進(jìn)行了靜態(tài)分析 得出了該零件在工作載 荷下的V o n m i S S 和變形分布云圖 為改進(jìn)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù) 5 對(duì)P Y Q 2 0 2 C 平壓壓痕切機(jī)機(jī)座 壓架等進(jìn)行模態(tài)分析 通過(guò)對(duì)各階頻率 的振型研究 分析其在不同頻率振型下所受的應(yīng)力和變形 指出了結(jié)構(gòu)剛度的薄 弱環(huán)節(jié)并分析原機(jī)床在工作時(shí)產(chǎn)生較大振動(dòng) 影響機(jī)器性能的原因 6 對(duì)壓架瞬態(tài)動(dòng)力分析 了解了壓架在實(shí)際動(dòng)態(tài)載荷的作用下變形最大的 節(jié)點(diǎn)的變形情況 證實(shí)了對(duì)壓架進(jìn)行的結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案的合理性和模態(tài)分析結(jié)果的 正確性 第二章C A D 技術(shù)綜述 2 1C A D 技術(shù)的發(fā)展歷史回顧 C A D 技術(shù)起步于2 0 世紀(jì)5 0 年代后期 此時(shí)的C A D 技術(shù)處于二維設(shè)計(jì)階段 進(jìn)入8 0 年代后 C A D 技術(shù)逐步由二維向三維過(guò)渡 但早期的三維設(shè)計(jì)軟件 對(duì)硬 件的要求較高 主要在大中型機(jī)上或工作站上運(yùn)行 昂貴的軟 硬件價(jià)格使許多 企業(yè)望而卻步 因而早期的三維C A D 用戶(hù)大多為國(guó)際上的大企業(yè)和軍工企業(yè) 這 在一定程度上阻礙了三維設(shè)計(jì)軟件在工業(yè)中的推廣運(yùn)用 進(jìn)入9 0 年代后 隨著技 術(shù)的進(jìn)步 特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展 微機(jī)的性能有了很大的提高 如今的 微機(jī)性能指標(biāo)甚至超過(guò)以前的工作站的性能指標(biāo) 于是各大軟件公司紛紛推出自 己微機(jī)版三維設(shè)計(jì)軟件 這為三維設(shè)計(jì)軟件的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了條件 隨著三維設(shè) 計(jì)技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用 三維設(shè)計(jì)軟件將逐步完全取代二維設(shè)計(jì)軟件 成為設(shè) 計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)工作不可缺少的輔助工具 2 2C A D 技術(shù)綜述 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) c o m p u t e rA i d e dD e s i g n 簡(jiǎn)稱(chēng)C A D 是以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)為 基礎(chǔ) 利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)處理功能和高效率的圖形處理能力 輔助技術(shù)人 員進(jìn)行工程和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與分析 以達(dá)到理想的目的或取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù) 它是綜合了計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程設(shè)計(jì)方法的最新發(fā)展而形成的一門(mén)新興學(xué)科 計(jì)算 機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展是與計(jì)算機(jī)軟件 硬件技術(shù)的發(fā)展和完善 與工程設(shè)計(jì)方 法的革新緊密聯(lián)系的 采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已是現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)的迫切需要 它已 經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)技術(shù)水平的重要方面 它的內(nèi)容包括 三維建模 工程 分析 數(shù)據(jù)處理與管理 繪圖及技術(shù)文檔生成等 使用C A D 技術(shù) 可以提高設(shè)計(jì) 效率 縮短產(chǎn)品研制周期 提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量 加強(qiáng)現(xiàn)代化管理 有利于建立一 種全新的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)管理體制 由于C A D 技術(shù)的應(yīng)用能帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)效益 使企業(yè)充滿了創(chuàng)造性的競(jìng)爭(zhēng)活力 因此C A D 技術(shù)己得到了社會(huì)的普遍重視及廣泛 應(yīng)用 這極大地促使了C A D 技術(shù)的不斷發(fā)展和完善 當(dāng)前C A D 技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)為 C A D 系統(tǒng)的集成化 C A D 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化 C A D 系統(tǒng)的智能化 C A D 技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的主要應(yīng)用有以下幾個(gè)方面 6 一 二維繪圖 這是最普遍最廣泛的一種應(yīng)用 用來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工繪圖 二 參數(shù)化設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)化或系列化的零部件具有相似結(jié)構(gòu) 但尺寸需經(jīng)常改 變 采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法建立圖形程序庫(kù) 調(diào)出后賦以一組新的尺寸參數(shù)就能 生成一個(gè)新的圖形 三 三維造型 采用實(shí)體造型設(shè)計(jì)零部件結(jié)構(gòu) 經(jīng)消隱及著色等處理后顯示 物體的真實(shí)形狀 還可作裝配及運(yùn)動(dòng)仿真 以便觀察有無(wú)干涉等 四 工程分析 常見(jiàn)的有限元分析 優(yōu)化設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析等 此 外針對(duì)某個(gè)具體設(shè)計(jì)對(duì)象還有它們自己的工程分析問(wèn)題 如注塑模設(shè)計(jì)中要進(jìn)行 塑流分析 冷卻分析 變形分析等 五 設(shè)計(jì)文檔或生成報(bào)表 許多設(shè)計(jì)屬性需要制成文檔說(shuō)明或輸出報(bào)表 有 些設(shè)計(jì)參數(shù)需要用直方圖 餅圖 或曲線圖等來(lái)表達(dá) 上述這些工作常由一些專(zhuān) 門(mén)的軟件來(lái)完成 如文檔制作軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)軟件等 第三章基于特征的 參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件P R O E 概論 3 1 特征及參數(shù)化簡(jiǎn)述 3 1 1 特征的概念 所謂特征是指可以用參數(shù)驅(qū)動(dòng)的實(shí)體模型 通常 特征應(yīng)滿足如下條件 特征必須是一個(gè)實(shí)體或零件中的具體構(gòu)成之一 特征能對(duì)應(yīng)于某一形狀 特征應(yīng)該具有工程上的意義 特征的性質(zhì)是可以預(yù)料的 改變與特征相關(guān)的形狀與位置的定義 可以改變與模型相關(guān)的那些行位關(guān)系 對(duì)于某個(gè)特征既可以將其與某個(gè)已有的零件相聯(lián)結(jié) 也可以把它從某個(gè)已有的零 件中刪除掉 還可以與其他多個(gè)特征共同組合創(chuàng)建新的實(shí)體 P R 0 E 是基于特征的 實(shí)體造型軟件 基于特征 這個(gè)術(shù)語(yǔ)的意思是 零件模型的構(gòu)造是由各種特征來(lái) 生成的 零件的設(shè)計(jì)過(guò)程就是特征的連接過(guò)程 在P R O E 中 將增加體積的特征 稱(chēng)為增料特征或?qū)嶓w特征 P r o t r u s i o 番 將減去體積的特征稱(chēng)為減料特征或去除 特征 C u t 3 1 2 參數(shù)化的概念 所謂參數(shù)化是指對(duì)零件上的各種特征施加各種約束形式 各個(gè)特征的幾何形 狀與尺寸大小用變量參數(shù)的方式來(lái)表示 這個(gè)變量參數(shù)不僅可以是常數(shù) 而且可 以是某種代數(shù)式 如果定義某個(gè)特征的參數(shù)發(fā)生變化 P R O E 將會(huì)隨之重新生成相 關(guān)尺寸大小的特征 而不必重新繪圖 參數(shù)化設(shè)計(jì)一般是指設(shè)計(jì)對(duì)象的結(jié)構(gòu)形狀比較定型 可以用一組參數(shù)來(lái)約定 尺寸關(guān)系 參數(shù)的求解較簡(jiǎn)單 參數(shù)與設(shè)計(jì)對(duì)象的控制尺寸有顯式的對(duì)應(yīng) 設(shè)計(jì) 結(jié)果的修改受到尺寸驅(qū)動(dòng) 當(dāng)設(shè)計(jì)對(duì)象的修改需要更大的自由度時(shí) 可通過(guò)求解 一組約束方程組來(lái)確定產(chǎn)品的尺寸和形狀 約束方程驅(qū)動(dòng)可以是計(jì)劃關(guān)系 也可 以是工程計(jì)算條件 約束結(jié)果的修改受到約束方程驅(qū)動(dòng) 參數(shù)化設(shè)計(jì)常用在生產(chǎn) R 中的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì) 也可以應(yīng)用于公差分析 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào) 設(shè)計(jì)優(yōu)化 初步方案設(shè)計(jì)選型等 特征參數(shù)可分為幾何形狀參數(shù)與定位尺寸參數(shù) 通過(guò)控制各種參數(shù)即可達(dá)到 控制零件幾何形狀的目的 3 2P R 0 E 軟件介紹 P R O E 是新一代的C A D C A E C A M 集成化機(jī)械設(shè)計(jì)軟件 具有基于特征 全參 數(shù) 全相關(guān) 單一數(shù)據(jù)庫(kù)等特點(diǎn) 由于其強(qiáng)大的功能 現(xiàn)已成為當(dāng)今世界最流行 的C A D 軟件之一 傳統(tǒng)的C A D 系統(tǒng)僅提供繪圖工具 而P R O E 則提供了一套完整 的機(jī)械產(chǎn)品解決方案 包括工業(yè)設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì) 加工制造 機(jī)構(gòu)分 析 有限元分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 它具有以下特點(diǎn) 1 全參數(shù)化 P R O E 是世界上第一個(gè)商品化的參數(shù)軟件 參數(shù)化使零件的 設(shè)計(jì)修改變得方便易行 用戶(hù)在任何時(shí)候都可對(duì)零件的設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行修改 2 全相關(guān) 由于P R O E 采用了單一數(shù)據(jù)庫(kù) 這使得零件設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì) 加工制造等任何一個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)據(jù)的修改都可自動(dòng)地反映到其他相關(guān)的各個(gè)環(huán)節(jié) 從而保證設(shè)計(jì) 制造等各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的一致性 3 基于特征的實(shí)體建模 P R O E 采用基于特征的實(shí)體建模技術(shù) 零件是由 許多特征經(jīng)過(guò)疊加 相交 相切等操作構(gòu)造而成 實(shí)體建模是當(dāng)今C A D 技術(shù)的先 進(jìn)建模技術(shù) 基于特征的實(shí)體建模 使軟件的設(shè)計(jì)思想與工程師的設(shè)計(jì)思路完全 吻合 從而使設(shè)計(jì)工作變得簡(jiǎn)單易行 可以說(shuō) P R O E 為業(yè)界專(zhuān)業(yè)人士提供了一個(gè) 理想的設(shè)計(jì)環(huán)境 使機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期大為縮短 有力地推動(dòng)了企業(yè)的技術(shù)進(jìn) 步 使用P R O E 軟件繪圖時(shí) 首先要讀懂圖紙 把要繪制的零件的三維實(shí)體模型 在腦海中想象出來(lái) 接著分析該零件是由哪幾個(gè)特征通過(guò)怎樣的關(guān)系構(gòu)造而成的 確定繪圖特征的建立順序 接下來(lái)就是在繪圖窗口中建立第一個(gè)也是該零件最主 要最基本的特征 一般通過(guò)二維草圖剖面實(shí)現(xiàn) 然后是選擇第二個(gè)特征的性質(zhì) 增 料還是減料 通過(guò)尺寸關(guān)系確定其與第一個(gè)特征的位置關(guān)系 從而完成第二個(gè)特 征的建立 依此類(lèi)推 直至完成所有的特征 一個(gè)零件的建模過(guò)程 實(shí)際就是許 多個(gè)簡(jiǎn)單特征相互之間疊加 切割或相交的操作過(guò)程 按照特征的創(chuàng)建順序 構(gòu) 成零件的特征可分為基本特征和構(gòu)造特征 因此一個(gè)零件的實(shí)體建模的基本過(guò)程 可由如下幾個(gè)基本步驟組成 1 進(jìn)入零件設(shè)計(jì)模式 2 分析零件特征 并確定特征創(chuàng)建順序 3 創(chuàng)建與修改基本特征 4 創(chuàng)建與修改其它構(gòu)造特征 5 所有特征完成后 存儲(chǔ)零件模型 總結(jié)起來(lái)就是 分析 理解所設(shè)計(jì)的零件的結(jié)構(gòu) 確定其是由哪幾個(gè)特征通 過(guò)怎樣的相互關(guān)系構(gòu)成 然后按照主次順序依次完成各個(gè)特征的構(gòu)造 最終生成零 件模型 在P r o E 中常用的實(shí)體特征包含 圓孔 H o l e 圓軸 S h a f t 圓角 R o u n d 斜角 C h a m f e r 溝槽 S l o t 切 削 C u t 凸起 P r o t r u s i o n 軸頸 N e c k 凸緣 F l a n g e 加強(qiáng)筋 R i b 薄殼 S h e l l 及管件 P i p e 等 實(shí)體創(chuàng)建方法主要有下列4 種 拉伸 E x t r u d e 完成剖面后 沿著剖面的垂直方向長(zhǎng)出體積 旋轉(zhuǎn) R e v o l v e 將剖面圍繞著一個(gè)中心線旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)出體積 掃描 S w e e p 將一個(gè)音 面沿著一條軌跡線掃出一個(gè)實(shí)體體積 混合 B l e n d 將數(shù)個(gè)剖面連成一個(gè)實(shí)體體積 第四章壓痕機(jī)主要 零部件的三維C A D 造型及裝配 4 1 壓痕機(jī)主要零件的三維C A D 造型 4 1 1 壓痕機(jī)機(jī)座零件三維c A D 造型 1 機(jī)座基本形狀的生成 針對(duì)機(jī)座的形狀規(guī)則和對(duì)稱(chēng) 所以較多的用到長(zhǎng)出 切除 多個(gè)復(fù)制等功能 來(lái)完成 建立坐標(biāo)系對(duì)于三維造型非常重要 這對(duì)于以后的裝配模型的建立非常 有利 把絕對(duì)坐標(biāo)系建立在第三軸承座的中心線上 且在左側(cè)面 首先畫(huà)出機(jī)座毛坯的草圖如圖4 一l 所示 草圖經(jīng)過(guò)拉伸生成機(jī)座基體毛坯如圖4 2 所示 圖4 1 機(jī)座毛坯草圖 2 軸承孔的生成 圖4 2 機(jī)座基體毛坯 軸承孔由切除產(chǎn)生 在已產(chǎn)生的機(jī)座的一個(gè)側(cè)面繪出軸承孔的基本輪廓并標(biāo) 注尺寸如圖4 3 完成操作后產(chǎn)生的形狀如圖4 4 3 機(jī)座箱體外殼的形成 通過(guò)S H E L L 輸入厚度為1 5 確定后得圖4 5 4 機(jī)座中不規(guī)則特征的形成 通過(guò)C U T R I B P R O T R U S I O N 添加輔助特征 如圖4 6 所示 5 機(jī)座總圖 再通過(guò)其它輔助特征的添加 最后完成機(jī)座如圖4 7 所示 圖4 3 機(jī)座軸承孔圖4 4 機(jī)座孔的C U T 特 圖4 5 機(jī)座的S H E L L 特征4 6 機(jī)座的不規(guī)則特征 圖4 7 機(jī)座零件 2 機(jī)座部件上的其它零件也可以用類(lèi)似的方法進(jìn)行設(shè)計(jì) 4 1 2 壓痕機(jī)壓架零件三維c A D 造型 由于壓架的形狀比較規(guī)則和對(duì)稱(chēng)以及多孑L 所以較多的用到的是基體拉伸和 拉伸一切除 鏡像 異型孑L 切除等方法來(lái)進(jìn)行零件的實(shí)體造型 l 壓架基本形狀的生成 壓架的基本形狀是由草圖拉伸出的 草圖如圖4 8 所示 草圖經(jīng)過(guò)拉伸 形成三維圖4 9 所示 圖4 8 壓架毛坯草圖 2 其余特征的生成 圖4 9 壓架毛坯 通過(guò)C U T P R O T R U S I O N 添加輔助特征 如圖4 1 0 4 1 1 所示 圖4 1 0 壓架c u t p r o t r u s i o n 特征 圖4 1 1 壓架c u t p r o t r u s i o n 特征 3 壓架總圖如圖4 1 2 圖4 1 2 壓架 4 1 3 壓痕機(jī)傳動(dòng)部分主要零件三維C A D 造型 一 套筒扳手的造型 套筒扳手零件比較典型 先遺手柄的基本特征模型 即毛坯 然后再在基本模 型上用凸臺(tái)一拉伸和拉伸一切除形成手柄的頭部 再以手柄上平面為草繪平面切出 手柄兩側(cè)的兩平面 1 畫(huà)出套筒扳手毛坯的草圖如圖4 一1 3 所示 然后通過(guò)拉伸 生成機(jī)體毛坯如圖4 1 4 所示 圖4 1 3 套筒扳手毛坯草圖 圖4 1 4 套筒扳手毛坯 2 使用R O U N D P R O T R U S I O N 命令生成圖示4 一1 5 實(shí)體 3 2 以上表面為基準(zhǔn)用C U T 命令切出實(shí)體如圖4 1 6 所示 圖4 1 5 套筒扳手r o u n d p r o t r u s i o n 特征圖4 1 6 套筒扳手c u t 前后兩側(cè)面特征 4 使用C U T R O U N D F I L L E T C H A M F E R 等命令生成如圖4 1 7 所示 5 建立兩個(gè)與對(duì)稱(chēng)面傾斜且分別平行于前后兩側(cè)面的基準(zhǔn)面 以該兩基準(zhǔn)面為 繪圖平面 用切除一拉伸的方法 從兩側(cè)向中間切出扳手上 下面的凹槽 如圖4 一1 8 圖4 1 7 套筒扳手c u t lc h a m f e r 特征圖4 1 8 套筒扳手 4 2 壓痕機(jī)主要部件的裝配 在P r o e 零件的裝配中經(jīng)常用到的配合有 M a t e M a t e o f f s e t A I i g n A 1 i g n o f f s e t I n s e r t O r i e n t C o o r ds y s T a n g e n t P n to nS r f E d g eo nS r f 裝配的 般步驟 l F I L E N E w 一在T y p e 欄內(nèi)選中A s s e m b l y 輸入組合件名稱(chēng)一O K 2 選擇C o m p o n e n t 進(jìn)行零件的組合 3 選擇A s s e m b l y 調(diào)出一個(gè)零件或組合零件 零件出現(xiàn)在主窗口內(nèi) 4 再選擇A s s e m b l y 調(diào)出另一個(gè)零件 零件出現(xiàn)在主窗口內(nèi) 5 C o m p o n e n tP l a c e m e n t 對(duì)話框中 C o n s t r a i n tT y p e 欄主要用于指定配合關(guān) 系的種類(lèi) 6 選擇相應(yīng)的配合關(guān)系 第二個(gè)零件會(huì)自動(dòng)組合到主零件上 7 重復(fù)4 6 進(jìn)行其它零件的組合 4 2 1 機(jī)座部件裝配 l 機(jī)座與軸承蓋的裝配 首先新建一裝配體 選擇A s s e m b l y 調(diào)出機(jī)座零件 零件出現(xiàn)在主窗口內(nèi) 再選擇A s s e m b l y 調(diào)出軸承蓋 零件出現(xiàn)在主窗口內(nèi) 然后用M a t e 命令作為配合 關(guān)系分別選取兩個(gè)面如圖4 1 9 所示 再使用A l i g n 配合關(guān)系 A A 面 如圖4 2 0 所示 最后使用I n s e r t 配合關(guān)系 完成機(jī)座與軸承蓋的裝配 如圖4 2 1 所示 圖4 1 9 機(jī)座與軸承蓋m a t e 命令 4 彳0 機(jī)座與軸承蓋a li g n 命令 4 2 1 機(jī)座與軸承蓋i n s e r t 命令 2 機(jī)座部件總裝配 如圖4 2 2 圖4 2 2 機(jī)座裝配圖 3 機(jī)座部件裝配總圖爆炸圖 如圖4 2 3 圖4 2 3 機(jī)座部件裝配圖的爆炸圖 l7 4 2 2 壓架部件裝配 在壓架零件的裝配中經(jīng)常用到的配合有 同軸心 平行 垂直 相切 重合 等 l 局部零件的裝配 曲線環(huán)與擱角的裝配 首先新建一裝配體 選擇A s s e m b l y 調(diào)出擱角零件 零件出現(xiàn)在主窗口內(nèi) 再選擇A s s e m b l y 調(diào)出曲線環(huán)軸 該零件出現(xiàn)在主窗口內(nèi) 如圖4 2 4 然后用 M a t e 命令 使兩平面相密合 再選擇A l i g n 命令 使兩圓弧的中心線成一直線 兩零件裝配如圖4 2 5 接著以同樣的方法將曲線環(huán)與曲線環(huán)軸裝配 如圖4 2 6 和將曲線環(huán)軸與另一擱角裝配 如圖4 2 7 2 壓架與曲線環(huán)的裝配 如圖4 2 8 3 壓架部件總裝配圖 如圖4 2 9 圖4 2 4 擱角與曲線環(huán)軸 圖4 2 5 擱角與曲線環(huán)軸的裝配 圖4 2 6 曲線環(huán)與軸的裝配 圖4 2 7 曲線環(huán)軸與另一擱角的裝配 圖4 2 8 壓架與曲線環(huán)的裝配