1、重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真目 录摘 要 Abstract 1 绪论12 总体设计1 2.1 方案分析 23 工作原理24 三维设计34.1 实现软件介绍34.2 三维实体造型34.2.1 料仓实体三维造型34.2.2 振动式料盘的实体三维造型 74.2.3 夹具机构汽缸的实体三维造型174.2.4 夹具结构的滑座实体三维造型244.2.5 夹具机构的汽缸实体三维造型264.2.6 进给加工系统的箱体实体三维造型314.2.7 其他零件的三维造型354.3 虚拟装配 424.3.1 装配综述424.3.2 装配实例425 运动仿真 455.1 运动仿真的创建
2、456 结论 48致谢 49参考文献 50文献综述 51重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真I摘 要随着经济和技术的发展，企业对轴套加工的效率也越来越高。于此，本组设计了一个轴套双面自动切端面倒角的专用机床，车两端面和倒角只需要 5秒钟。本文用 SolidWorks软件对轴套双面自动切端面倒角机床进行三维造型和运动仿真，模拟轴套加工的真实环境。运动结果与真实环境中轴套的加工一致，具有一定的参考性。关键词：专用机床；三维造型；运动仿真全套图纸，加 153893706重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真II重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切
3、端面倒角机总体三维及运动仿真IIIAbstractWith the development of economy and technology, enterprise of shaft processing efficiency is also more and more high. In this design, the machine automatically cut end surface chamfer an axle sleeve double-side, only need 5 seconds two face and chamfer. In this paper, using
4、SolidWorks software for axle sleeve double-side automatic cut end chamfering machine for 3D modeling and motion simulation, simulation of the real environment of shaft processing. Consistent results with the shaft sleeve machining motion in real environment, has a certain reference.Key words: Specia
5、l machine tool; modeling; simulation重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真11 绪论计算机仿真技术是世界各国十分重视的一项高新技术。仿真是以计算机系统为基础，根据用户的要求，建立实际系统的数学模型，并使之转换为仿真模型，在不同的工况下，在计算机系统中运行演示，从而真实地展现实际系统运行状态的过程。它是涉及计算数学、工程控制、各种实际系统的专业知识，计算机软硬件技术等多科学领域的一项综合性高科技技术。是科学工作者、工程技术人员、运行操作人员进行系统分析、优化设计、性能评估、运行试验、教育培训、操作训练的有力工具。它在国防、能源、交通、
6、航空航天等重要的军事与非军事领域，得到了越来越广泛的应用。美国 1992年提出的 22项国家重点发展的关键技术报告中，计算机仿真技术被列为 16项。同年提出的 21项国防及军事重点发展的关键技术报告中，被列为第 6项。足见其在现代科学技术领域中的重要地位。 1传统的设计方法是首先在设计者头脑中建立起产品的三维实体形状后借助于正投影的方法，把头脑的中的三维实体投影为多二维视图。在读图时又需要将各个视图的信息通过想象加以综合，在头脑中恢复回原来的三维实体形状，再进行工艺设计，加工等工作。这样一个复杂的过程，大大降低工作效率，且容易出错。运用 SolidWorks系统进行三维实体设计技术，采用新的三
7、维-二维-三维的新模式，通过计算设计训练，培养了空间想象力和设计思想表达能力。2目前，计算机仿真技术的已经广泛地在各个领域里：汽车制造业、工程机械、航天航空业、国防工业及通用机械制造业；所设计到的产品从庞大的卡车到照相机的快门，天上的火箭到轮船上的锚机。在各个领域里，针对各种不同的产品，虚拟模型技术都为用户节省了开支和时间，并提供了满意的设计方案。3SolidWorks以其优异的三维设计功能，操作简单等一系列的优点，极大地提高了设计效率。利用 SolidWorks不仅可以生成二维工程图，而且可以生成三维零件，实现零件的三维实体造型。用户还可以利用其运动防真功能，通过运动仿真来展现零件加工的真实
8、动作。重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真2SolidWorks软件在造型设计和仿真领域里占有一席之地，是世界销售套数最多的三维软件，占有率第一，顾客满意度高，是市场快速增长的领军者。 4为了模拟所设计的轴套双面自动切端面倒角机的真实工作情况和对轴套加工的直观认识与后续机床的改进，用 SolidWorks软件对设计的轴套切端面自动倒角机的零件进行三维造型并装配和运动仿真。2 总体方案设计根据本组的讨论，设计方案有二方案 1：采用水平布局，以工件为原点，X 方向为左右动力系统，由气动滑台、电机、主轴箱和刀盘组成。Y 方向为夹具系统，由 V型块夹具、气功滑台组成。左动力
9、头后方为自动上料系统，由料仓、振动式料盘、料道、机械手组成。方案 1各机构动作顺序：振动式料盘将工件整理排序运送到料道储料隔料机构将工件分隔机械手将工件送到夹具到位夹具夹紧左右动力头同时进刀到位左右动力头退刀到位夹具松开自动落料机械手将工件送到夹具到位循环工作方案 2：采用水平布局，以工件为原点，X 方向为左右动力系统，由气动滑台、电机、主轴箱和刀盘组成。Y 方向为夹具系统，由 V型块夹具、气功滑台组成。左动力头后方为自动上料系统，由料仓、振动式料盘、料道、推料装置组成。方案 2各机构动作顺序：振动式料盘将工件整理排序合格运送到料道储料隔料机构将工件分隔离自动送料机构将工件送到夹具到位夹具夹紧
10、夹具送到加工位置左右动力头进刀加工到位左右动力头退刀到位夹具退回夹具松开自动落料自动上料机构工作循环工作2.1 方案分析方案 1和方案 2在切削方式，主运动和进给运动上保持一致。主要是自动上料机构和自动上料方式有所不同。不同点如下：方案 1采用机械手可以提高机床的自动化程度，提高加工效率。机械手占用空间小，布局更加方便。重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真3方案 2采用机构方式实现自动上料，振动式料盘将工件整理后由料道运送到待加工位置，料道同时也有储料的作用。推杆将工件推到夹具中到位，同时也将工件隔开。夹具夹紧，推杆退回。推杆同时也起到隔料的作用。最终我们小组讨论决
11、定放弃第一种方案，选择了方案 2来加以细化，将方案 2进一步具体化。3. 工作原理控制料仓仓门的气缸 1得电，料仓门打开，贮存在料仓中的毛坯落入振盘；振动式料盘将工件整理排序，气缸 2推杆机构的气缸得电，气缸推杆把毛坯送入夹具中，夹具机构控制夹具的汽缸 3得电，夹具夹紧毛坯，气缸推杆退回原位；夹具机构控制滑台滑动的的汽缸 4得电，夹具滑动到加工位置，夹具机构保持静止；控制进给加工机构的气缸 5和 6得电，进给加工机构对毛坯进给加工；加工完后，进给加工机构退回原位；汽缸 4得电夹具退回原位，汽缸 3得电，夹具松开，自动落料。往复以上循环。装配图如图 1。4 三维设计4.1 实现软件简介Solid
12、Works是功能强大的三维 CAD设计软件，是美国 SolidWorks公司开发的基于 Windows操作系统的设计软件。SolidWorks 相对于其他 CAD设计软件重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真4来说，简单易学，具有高效的。简单的实体建模功能，并可以利用 SolidWorks集成的辅助功能对设计的实体模型进行一系列计算机辅助分析，以便更好地满足设计需要，节省设计成本，提高设计效率。 5 不仅如此，Solidworks 还是世界销售套数最多的三维软件，占有率第一，顾客满意度最高，是市场快速增长的领军者, 是集零件设计、虚拟装配、机构仿真、模具开发、逆向工程
13、、有限元分析等功能于一体的新一代的产品造型系统,能够将设计至生产全过程集成到一起,实现并行工程设计。于此根据本组组员所设计零件的二维图纸，用SolidWorks软件对设计的零件进行三维造型并用造型的三维零件装配成机构。42 三维实体造型solidworks是以基于特征、参数化设计和单一数据库而著称于世,工程设计人员采用具有智能特性的特征生成模型, 如凸台( Pad ) 、筋( Ribs) 、倒角(Chamfers)和抽壳( Shells)等,特征的参数通过符号式赋予形体尺寸,任何一个参数改变,其也相关的特征也会自动修正,这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。轴套双面自动切
14、端面倒角机造型的过程就是对每个零部件进行三维模型设计的过程。按照设计的要求,利用 solidworks中的凸台、旋转、阵列、圆角等基本操作建立各个零件三维模型。当模型参数尺寸进行更改时,三维模型的形状,也会随之做相应的改变。进行实体造型后,零件的体积、重心及质量只要通过查看物理特性就可以列表形式表示出来,提高了设计的工作效率。4.2.1料仓实体三维造型(1)单击标准工具栏中的“新建”工具，新建一个零件文件。(2)在特征管理器设计树中选择“前视基准面” ，单击草图绘制工具。(3)单击“边角矩形”工具，绘制一个“原点”在矩形框内的矩形，并用单击“智能尺寸” ，根据图纸输入数据，如图 2所示，并单击
15、确定。重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真5图 2(4)单击“退出草图” ，并单击“拉伸凸台” ，高度设为 100.单击“确定” 。(5)单击参考几何体工具栏上的“基准面” ，第一参考点“前视基准面” ，距离设定为 200，并勾选“反转” ，如图 3所示。图 3(6)右击基准面 1，单击“草图绘制” ，单击以原点的“边角矩形”工具，以原点投影到“前视基准面”的点为中心画一矩形，单击“智能尺寸” ，按图纸输入数据，退出草图。如图 4。重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真6图 4(7)单击“放样” ，在“轮廓”选项下单击草图 2和面 1，点击
16、“确定” 。如图 5所示图 5(8)单击“抽壳” ，在“参数”栏输入数据 5，在“移除的面”栏选择面 1,单击确定。(9)捕捉下底面的矩形并拉伸一个高度为 80的凸台。(10) 在特征管理器设计树中选择“上视基准面” ，右击选择“草图绘制” ，按二维图纸的数据输入一个平心四边形，退出草图，拉伸高度为 300的凸台。(11)在(10)步中的凸台的侧面编辑草图，单击“智能尺寸” ，按图纸所标注的数据输入尺寸，退出草图，单击“拉伸凸台” ，输入数据 5,单击确定。在以“镜向”命令镜向凸台。重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真7(12)在料仓内部底面按图纸编辑草图，拉伸切除
17、至草图尺寸，如图 6所示。图 6在与滑道连接的面上编辑草图至图纸尺寸，退出草图，另编辑一侧面的草图，绘制一直线，退出草图，单击“扫描切除” ，如图 7。图 7(13)在“前视基准面”上，绘制草图并拉伸凸台至图纸尺寸。(14)在料仓的四个边角拉伸凸台至图纸尺寸。(15)在滑道下地面绘制草图并拉伸凸台。(16) 右击设计树中的“上视基准面” ，单击正视于；以导向块的左侧面为第一参考，单击平行，距离输入 61.5，在该基准面上绘制草图，尺寸按图纸上的数据输入，退出草图，拉伸凸台。(17) 在(16)步建的凸台基础上绘制 M16的螺纹孔。重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真
18、8(18) 按设计图纸绘制各横梁，并在底端绘制 M8的螺纹孔。料仓三维零件图如图 8所示。图 84.2.2振动式料盘的实体三维造型(1)单击标准工具栏中的“新建”工具，新建一个零件文件。(2)在特征管理器设计树中选择“前视基准面” ，单击草图绘制工具(3)以原点为中心，绘制直径为 350的圆，退出草图，单击“拉伸凸台” ，拉伸高度输入 160。(4)拉伸切除凸台至图纸设计尺寸。(5)在“上视基准面”上建一草图，如图 9所示，退出草图，单击“旋转” ，如图 10所示。重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真9图 9图 10(5)以料盘底面为第一参考，距离为 61.5创建一
19、基准面，如图 11所示，在该基准面上绘制一以原点为圆心的圆，退出草图，单击“曲线”菜单下“螺旋线/涡状线” ，弹出一图框，如图 12所示，输入数据，点击“确定” 。图 11重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真10图 12(6)在螺旋凸台的末端绘制草图，如图 13，单击智能尺寸，按图纸设计尺寸输入数据，退出草图，单击“拉伸凸台” ，长度输入 120，单击“确定” ， 退出草图。图 13重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真11(7)在上一步绘制的凸台末端编辑草图，绘制如图 14所示的草图，按图纸设计尺寸输入数据，退出草图，单击“拉伸切除” ，
20、在给定深度一栏输入数据120，勾选“确定” 。图 14(8)绘制如图 15所示的草图，拉伸凸台 120 。图 15绘制如图 16所示的草图，拉伸凸台 120 。重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真12图 16(9) 右击料盘内部的凸台，绘制草图，捕捉原点，绘制“点” ，退出草图，在特征工具栏上单击“异形孔向导” ，如图 17，孔类型选择柱“形沉头孔” ，“标准”选择为 Gb， “类型”为六角头螺栓 C级 GB/T57802000，孔规格为M14， “终止条件”为完全贯穿。单击“位置”并选择草图的“点” ，点击确定。如图 18。图 17图 18重庆理工大学毕业论文 轴
21、套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真13(10) 在料仓内部，扫描两凸台。如图 19 。、图 19(11)单击设计树中基准面 14，绘制草图，如图 20所示，退出草图；右击滑道凸台，绘制草图，单击“智能尺寸” ，根据设计图纸的设计尺寸，绘制草图，如图 21所示，退出草图，在特征工具栏上单击扫描，弹出一对话框，轮廓选项选择草图 41，路径选项选择草图 43，如图 22，勾选“确定”按钮。图 20重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真14图 21图 22(12)单击设计树中的“前视基准面” ，单击特征工具栏“参考几何体”选择“基准面” ，弹出一对话框，在第一参考栏选择
22、草图 43中的“点 108”，如图23，点击“确定” 。重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真15图 23(13)右击滑道末端，绘制草图，如图 24所示，退出草图。右击设计树中的基准面 16，绘制草图，单击“智能尺寸” ，按设计图纸上的尺寸输入数据，如图 25所示，退出草图，单击特征工具栏中的“扫描” ，弹出一对话框，如图26，轮廓选择草图 50，路径选择草图 52 ，勾选“确定” 。图 24重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真16图 25图 26(14)单击设计树中的“上视基准面” ，单击特征工具栏“参考几何体”选择“基准面” ，弹出一对
23、话框，在第二参考栏选择草图 52中的直线 4，如图 27，勾选“确定” 。重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真17图 27(15)右击滑道末端，绘制草图，如图 28所示，退出草图。右击设计树中的基准面 20，绘制草图，单击“智能尺寸” ，按设计图纸上的尺寸输入数据，如图 29所示，退出草图，单击特征工具栏中的“扫描” ，弹出一对话框，如图30，轮廓选择草图 55，路径选择草图 54 ，勾选“确定” 。图 28重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真18图 29图 30(16)在于滑到接触的凸台添加圆角。振盘三维实体图如图 31所示。图 314
24、.2.3夹具机构底座的实体三维造型(1)单击标准工具栏中的“新建”工具，新建一个零件文件。(2)在特征管理器设计树中选择“前视基准面” ，单击草图绘制工具。(3)按设计的二维图纸，绘制草图，单击“智能尺寸” ，按设计图纸的设计重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真19尺寸输入数据，如图 32所示。退出草图，在特征工具栏上单击“拉伸凸台” ，终止条件为两侧对称，深度为 52，单击“确定” 。图 34(6)右击设计树中的“上视基准面” ，正视于，右击小凸台绘制草图，绘制一点，单击“智能尺寸” ，按设计图纸标注的尺寸输入数据，如图 35所示，退出草图，单击特征工具栏中的“异
25、形孔向导” ，孔类型下选择直螺纹孔，孔规格选择 M8，终止条件为给定深度，盲孔深度为 22.25，螺纹线深度为 16，单击确定。单击特征工具栏中的“镜向”命令， “镜向面/基准面” 选择“前视基准面”， “要镜向的特征”选择 M8螺纹孔 11，单击确定，如图 37所示。图 35重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真20图 36图 37(7) 右击设计树中的“前视基准面” ，正视于，右击长凸台左侧面绘制草图，运用特征工具栏中的“异形孔向导” 、 “切除拉伸” 、 “镜向”命令生成设计图纸中的螺纹孔。三维造型如图 38所示。图 38重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面
26、倒角机总体三维及运动仿真21(8) 右击设计树中的“前视基准面” ，正视于，右击长凸台绘制草图，单击“智能尺寸” ，按设计图纸标注的尺寸输入数据，如图 39所示，退出草图，拉伸切除凸台，如图 40所示。图 39图 40(9)右击设计树中的“前视基准面” ，正视于，右击左上凸台绘制草图，并按设计草图标注的尺寸输入数据，如图 41所示，单击特征工具栏中的“拉伸凸台”命令，拉伸厚度为 2，击确定。单击镜向命令，以前视基准面为镜向面，要镜向的特征选择凸台-拉伸 4，单击确定。右击设计树中的“上视基准面” ，正视于，右击底座底面绘制草图，绘制如图 42的草图，退出草图，单击特征工具栏中的“拉伸凸台” ，
27、拉伸厚度设为 30 ，单击确定。右击底座绘制草图，捕捉并绘制矩形，如图 43所示，退出草图，在特征工具栏中单击“拉伸切除” ，完全贯穿。重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真22图 41图 42图 43(10)拉伸底面的凸台的长度，拉伸高度为 46，以“前视基准面”为镜向面，镜向凸台-拉伸 6。建立一个与底座左侧面平行且距离为 151.885的基准面，右重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真23击设计树中的“前视基准面” ，正视于，右击斜形凸台绘制草图，如图 44所示，拉伸切除凸台，完全贯穿，在直角处添加一半径为 5圆角。图 44(11)右击
28、设计树中的“上视基准面” ，正视于，右击底面凸台绘制草图，并按设计草图标注的尺寸输入数据绘制草图，如图 45所示，退出草图，右击特征工具栏中的“异型孔向导” ，成形 M6的螺纹，完全贯穿，单击确定。镜向螺纹，如图 46所示。图 45重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真24图 464.2.4 夹具机构的滑座实体三维造型(1)单击标准工具栏中的“新建”工具，新建一个零件文件。(2)在特征管理器设计树中选择“前视基准面” ，单击草图绘制工具。(3)按设计的二维图纸，绘制草图，单击“智能尺寸” ，按设计图纸的设计尺寸输入数据，如图 47，退出草图，单击特征工具栏中的“拉伸凸
29、台”命令，终止条件为两侧对称，厚度回 60 ，单击确定。(4)右击设计树中的“前视基准面” ，右击凸台绘制草图，如图 48，退出草图，拉伸凸台，高度为 25，绘制边线的圆角，半径为 2 。以前视基准面为镜向面，镜向凸台，如图 49。图 47重庆理工大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真25图 48图 49(5)右击设计树中的“上视基准面” ，正视于，右击中间凸台绘制草图；绘制一“点” ，如图 50所示，退出草图。单击特征工具栏“异型孔导向” ，成形为盲孔深度为 6，螺旋线深度为 4的 M6螺纹孔。分别以前视基准面，右视基准面为镜向面，镜向螺纹孔。如图 51 。图 50重庆理工
30、大学毕业论文 轴套双面自动切端面倒角机总体三维及运动仿真26图 514.2.5夹具机构汽缸的实体三维造型(1)单击标准工具栏中的“新建”工具，新建一个零件文件。在特征管理器设计树中选择“前视基准面” ，单击草图绘制工具，绘制草图。以原点为中心，绘制一矩形框，单击“智能尺寸” ，按设计图纸的设计尺寸输入数据，如图52所示。退出草图，在特征工具栏上单击“拉伸凸台” ，终止条件为两侧对称，深度为 20，单击“确定” 。图 52(2)右击设计树中的“前视基准面” ，正视于，右击凸台绘制一以原点为原心，半径为 23的圆，退出草图，右击特征工具栏中的“拉伸凸台” ，给定深度为 5。单击“确定” 。右击该凸台，绘制以原点为圆心，直径为 35的圆的草图，退出草图，拉伸切除，终止条件为完全贯穿。
