轴套双面自动切端面倒角机—总体三维及运动仿真设计

4.1 实现软件介绍…………………………………………………………………3 4.2 三维实体造型…………………………………………………………………3 4.2.1 料仓实体三维造型…………………………………………………………3 4.2.2 振动式料盘的实体三维造型 ……………………………………………7 4.2.3 夹具机构汽缸的实体三维造型…………………………………………17 4.2.4 夹具结构的滑座实体三维造型…………………………………………24 4.2.5 夹具机构的汽缸实体三维造型…………………………………………26 4.2.6 进给加工系统的箱体实体三维造型……………………………………31 4.2.7 其他零件的三维造型……………………………………………………35 4.3 虚拟装配 ……………………………………………………………………42 4.3.1 装配综述…………………………………………………………………42 4.3.2 装配实例…………………………………………………………………42 5 运动仿真 …………………………………………………………………………45 5.1 运动仿真的创建………………………………………………………………45 6 结论 ………………………………………………………………………………48 致谢 …………………………………………………………………………………49 参考文献 ……………………………………………………………………………50 文献综述 ……………………………………………………………………………51
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：
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。
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。
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。
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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
关键词：专用机床；三维造型；运动仿真
I
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Abstract
With 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 double­side, only need 5 seconds two face and chamfer. In this paper, using SolidWorks software for axle sleeve double­side 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: Special machine tool; modeling; simulation
II
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1 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、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]
(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，并单击确定。
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4 三维设计
4.1 实现软件简介 SolidWorks 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
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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。
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→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：
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最终我们小组讨论决定放弃第一种方案，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。
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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、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。 4．2 三维实体造型
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目录
摘 要 ……………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract …………………………………………………………………………Ⅱ
1 绪论…………………………………………………………………………………1 2 总体设计……………………………………………………………………………1 2.1 方案分析 ………………………………………………………………………2 3 工作原理……………………………………………………………………………2 4 三维设计……………………………………………………………………………3
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。[3]
SolidWorks 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动作。
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。
SolidWorks 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
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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。
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பைடு நூலகம்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]
轴套双面自动切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