磨抛机结构设计

摘要
石材既是人类历史上最古老的建筑材料，又是全球最具艺术价值和经济价值的建筑装饰材料。

随着科学技术的进步，特别是机械设备及金刚石工具在石材产业中的大量应用，使得世界石材产业迅速发展为国际化产业。

对其发展中石材行加工设备扮演者不可或缺的角色。

本课题来源于石材磨抛送料机，石材磨抛机是指毛板石材进行整平、磨抛的一种大型高功效专业机器设备。

因石材本身较重、运输定位难等特征导致石材磨抛必须需要一套对应的特殊送料设备才可更好的完成相关抛磨工作。

本文运用大学所学知识，设计了一款磨抛送料机构，本送料机通过送料机构的旋转或翻转可更好的适应不同抛磨加工要求，并避免了石材加工过程中运输、翻转、定位等诸多麻烦。

关键字：机械设备、石材加工，送料机，磨抛机
Abstract
Stone is not only the history of mankind's oldest building materials, and is the world's most artistic and economic value of building decoration materials. With the progress of science and technology, particularly mechanical equipment and diamond tools in the stone industry in the large number of applications, so that the world stone industry developed rapidly into an international industry. An integral role in its development of stone processing equipment line actor.
The subject comes from the feeder grinding and polishing stone, stone grinding and polishing machine means leveling stone wool board, a large, professional-efficient grinding and polishing equipment. Because the stone itself is heavy, difficult to transport positioning characteristics leading to stone grinding and polishing must be a corresponding need special feeding device can be better to complete the relevant work polishing.
I have learned with university paper proposes a simple and easy to use Grinding and polishing machine, designed a grinding and polishing feeding mechanism, this feeder through the feeding mechanism can be rotated or flipped polishing better adapt to different processing requirements, and avoids the transportation of stone processing, flip, positioning a lot of trouble.
Key words: Equipment,Stone processing,Feeder ,Grinding and polishing machine
目录
摘要 (I)
Abstract (II)
1 引言 (1)
1.1 课题的来源与研究的目的和意义 (1)
1.2 磨抛机送料机构的用途 (2)
1.3 磨抛机送料机构的特点 (1)
1.4 本课题研究的内容 (3)
1.5 proe设计基础 (4)
1.5.1 草图绘制 (5)
1.5.2 基准特征，参考几何体的创建 (6)
1.5.3 拉伸、旋转、扫描和放样特征建 (7)
1.5.4 工程图的设计 (10)
1.5.5 装配设计 (11)
2 磨抛机送料机构的总体设计 (12)
2.1 磨抛机送料机构的总体方案图 (12)
2.2 磨抛机送料机构的工作原理 (15)
2.3 磨抛机送料机构的设计计算 (17)
2.3.1齿轮的设计计算 (18)
2.3.2联轴器的选型 (19)
2.3.3液压缸的选型计算 (19)
3 磨抛机送料机构的三维建模 (24)
4.1总体结构三维建模 (25)
4.2齿轮系三维建模 (25)
4.3液压缸的三维建模 (27)
5 三维软件设计总结 (29)
结论 (30)
致谢 (31)
参考文献 (32)
1 引言
1.1课题的来源与研究的目的和意义
石材既是人类历史上最古老的建筑材料，又是全球最具艺术价值和经济价值的建筑装饰材料。

人类利用大理石、花岗石作建筑装饰材料的历史可谓源远流长：我国万里长城北京南口段的城楼、城墙是利用南口花岗石块砌成的，历经千百年的风雨侵蚀，至今仍巍然屹立；坐落在古罗马元老院门前的古罗马第一位国王——罗莫洛之墓，始建于公元前六世纪，该墓所用材料即为黛色大理石。

古往今来，花岗岩、大理石等石材建筑装饰的各种建筑物遍及全球各地，以坚固朴实、雄伟壮丽的英姿载入了人类史册。

以北京房山出产的汉白玉为例，数百年前曾用于故宫、圆明园、颐和园的建设，后来又用于建造人民英雄纪念碑、人民大会堂、毛主席纪念堂，均显示出庄严、肃穆、美观大方的不凡气象。

长期以来，由于石材产品量产困难，世界石材业发展缓慢。

直到20世纪60年代，随着科学技术的进步，特别是石材加工机械设备及金刚石工具在石材产业中的大量应用，世界石材产业迅速发展为国际化产业。

近年来，国际社会对建筑材料出现追求环保和反璞归真的热潮，世界石材产品的需求迅猛增加，更加快了石材产业的发展。

我国石材产业在改革开放后依靠资源丰富的优势获得了蓬勃发展，目前，全国石材企业近五万家，其中中型以上企业超过三千家。

这些企业不仅利用国内石材资源，还从世界各地大量引进优质荒料和半成品加工成各种石材制品，供国内消费并部分销往国外。

相关数据表明，我国石材产量、消费量、进出口贸易量均位于世界首位，已成为名副其实的石材工业大国。

但是，客观地说，我国石材行业总体上仍处于粗放发展阶段，生产加工企业大多是在乡镇企业甚至是家庭作坊的基础上发展起来的，前店后厂式的企业在我国石材行业中占有相当大的比例。

这些企业大多具有“小、土、散、乱”的特点，生产工艺和技术装备落后，缺乏核心竞争力，不利于形成规模优势和产业集群。

企业技术创新能力不高，产品档次总体偏低，产品同质化现象严重，出口的产品往往是“好货践卖”。

总之，在成为石材大国之后，我国距离石材强国的道路还很漫长。

究其根本我国石材加工机械设备与国外先进生产线用相当大的差距，这也依赖于我国石材加工设备及相关制造产业的大力发展才可得到根本性的改变。

机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。

不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。

机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。

因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。

机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，都需要机械工程的服务。

概括说来，现代机械工程有五大
服务领域：研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研制和提供各种机械武器。

不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同，主要有：建立和发展机械工程的工程理论基础。

例如，研究力和运动的工程力学和流体力学；研究金属和非金属材料的性能，及其应用的工程材料学；研究热能的产生、传导和转换的热力学；研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学；研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学等等。

研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要。

机械产品的生产，包括：生产设施的规划和实现；生产计划的制订和生产调度；编制和贯彻制造工艺；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制。

机械制造企业的经营和管理。

机械一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品。

生产批量有单件和小批，也有中批、大批，直至大量生产。

销售对象遍及全部产业和个人、家庭。

而且销售量在社会经济状况的影响下，可能出现很大的波动。

因此，机械制造企业的管理和经营特别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。

机械产品的应用。

这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。

机械产品的应用。

这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。

研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染，和自然资源过度耗费方面的问题，及其处理措施。

这是现代机械工程的一项特别重要的任务，而且其重要性与日俱增。

机械的种类繁多，可以按几个不同方面分为各种类别，如：按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等；按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。

另外，机械在其研究、开发、设计、制造、运用等过程中都要经过几个工作性质不同的阶段。

按这些不同阶段，机械工程又可划分为互相衔接、互相配合的几个分支系统，如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维修等。

这些按不同方面分成的多种分支学科系统互相交叉，互相重叠，从而使机械工程可能分化成上百个分支学科。

例如，按功能分的动力机械，它与按工作原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力机械、核动力装置、
内燃机、燃气轮机，以及与按行业分的中心电站设备、工业动力装置、铁路机车、船舶轮机工程、汽车工程等都有复杂的交叉和重叠关系。

船用汽轮机是动力机械，也是热力机械、流体机械和透平机械，它属于船舶动力装置、蒸汽动力装置，可能也属于核动力装置等等。

19世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程，19世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。

进入20世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。

这种分解的趋势在20世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。

由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。

但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。

封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。

因此自20世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。

人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。

械工程以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来研制和发展新的机械产品。

在未来的时代，新产品的研制将以降低资源消耗，发展洁净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。

机械可以完成人用双手和双目，以及双足、双耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。

现代机械工程创造出越来越精巧和越来越复杂的机械和机械装置，使过去的许多幻想成为现实。

人类现在已能上游天空和宇宙，下潜大洋深层，远窥百亿光年，近察细胞和分子。

新兴的电子计算机硬、软件科学使人类开始有了加强，并部分代替人脑的科技手段，这就是人工智能。

这一新的发展已经显示出巨大的影响，而在未来年代它还将不断地创造出人们无法想象的奇迹。

人类智慧的增长并不减少双手的作用，相反地却要求手作更多、更精巧、更复杂的工作，从而更促进手的功能。

手的实践反过来又促进人脑的智慧。

在人类的整个进化过程中，以及在每个人的成长过程中，脑与手是互相促进和平行进化的。

人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系，其区别仅在于人工智能的硬件还需要利用机械制造出来。

过去，各种机械离不开人的操作和控制，其反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限制，人工智能将会消除了这个限制。

计算机科学与机械工程之间的互相促进，平行前进，将使机械工程在更高的层次上开始新的一轮大发展。

19世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程，19世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。

进入20世纪，随着机械工程技术的发展
和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。

这种分解的趋势在20世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。

由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。

但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。

封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。

因此自20世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。

人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。

综合-专业分化-再综合的反复循环，是知识发展的合理的和必经的过程。

不同专业的专家们各具有精湛的专业知识，又具有足够的综合知识来认识、理解其他学科的问题和工程整体的面貌，才能形成互相协同工作的有力集体。

综合与专业是多层次的。

在机械工程内部有综合与专业的矛盾；在全面的工程技术中也同样有综合和专业问题。

在人类的全部知识中，包括社会科学、自然科学和工程技术，也有处于更高一层、更宏观的综合与专业问题。

1.2磨抛机送料机构的用途
石材磨抛过程中根据加工要求对石材加工件进行搬运、旋转、翻转等大量操作，其中旋转和翻转操作尤为多见。

因石材本身较重无法用人工翻转和旋转操作，石材磨抛机需一个可有效翻转和旋转石材加工件的机构与之配合才可完成相关较复杂的加工。

本文所涉及送料机通过送料机构的旋转或翻转可适应不同抛磨加工的要求。

1.3 抛磨机送料机构工作特点
磨抛机送料机构是用液压马达通过齿轮系作用于与底座固定的中心轴，从而使得反作用力下带动整个旋转工作台达到工件的0到360度的自由旋转，工作台的翻转由液压杆伸缩的推力实现。

本文所提磨抛机的送料机构有以下特点：
1、通过顶面夹具板可轻松、牢固固定各类石料板材从而避免加工过程滑动及脱落。

2、通过液压驱动，结构合理、安装维修简单、牢固耐用。

3、根据加工要求送料机构可旋转0到360度、可翻转0到85度。

4、旋转及翻转速度通过液压系统可控制，更加适合各种要求。

1.4本课题研究的内容
本论文主要研究运用proe对抛磨机送料机构进行设计。

在设计过程中，了解proe
的各种功能。

并更灵活的运用大学所学机械相关专业知识结合实际生产制造过程设计出合格的抛磨机送料机构。

Pro/ENGINEER（简称Pro/e）是由美国PTC公司推出的一套博大精深的三维CAD/CAM 参数化软件系统，其内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图输出，到生产加工成品的全过程，其中还包含了大量的电缆及管道布线、模具设计与分析等实用模块，应用范围涉及航空、汽车、机械、数控（NC）加工、电子等诸多领域。

由于Pro/ENGINEER具有强大而完美的功能，因此几乎成为三维CAD/CAM领域的一面旗帜和标准。

由于SolidWorks出色的技术和市场表现，不仅成为CAD行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。

终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将SolidWorks全资并购。

公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了CAD行业的世界纪录。

并购后的SolidWorks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为CAD行业一家高素质的专业化公司。

SolidWorks三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的CAD产品。

Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。

另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。

Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。

它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。

Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。

1．参数化设计
相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。

2．基于特征建模
Pro/E是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、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。

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。

3．单一数据库（全相关）
Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不像一些传统的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，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。

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，一旦工程详图有改变，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的结合，使得一件产品的
设计结合起来。

这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。

在目前的中国市场应用上，pro-e的应用主要集中于消费电子、高科技领域和玩具的产品设计和模具设计，因此也决定了用户的关注热点比较集中于零件建模、曲面造型、工程图、优化设计方法、分模和模具设计和逆向造型等模块。

而随着国内用户三维软件技术应用水平的不断提高，关注软件数据管理和产品生命周期（PLM)的用户也越来越多。

Pro/Engineer是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。

Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。

这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。

这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。

造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。

Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上 Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用 C语言编程，以增强软件的功能。

它在单用户环境下（没有任何附加模块）具有大部分的设计能力，组装能力（人工）和工程制图能力（不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS标准），并且支持符合工业标准的绘图仪（HP，HPGL）和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。

3.PRO/CABLING折叠
Pro/CABLING提供了一个全面的电缆布线功能，它为在Pro/ENGINEER的部件内真正设计三维电缆和导线束提供了一个综合性的电缆铺设功能包。

三维电缆的铺设可以在设计和组装机电装置时同时进行，它还允许工程设计者在机械与电缆空间进行优化设计。

Pro/CABLING功能包括：
4.PRO/CAT折叠
Pro/CAT是选用性模块，提供 Pro/ENGINEER与 CATIA的双向数据交换接口，CATIA 的造型可直接输入 Pro/ENGINEER软件内，并可加上 Pro/ENGINEER的功能定义和参数工序，而 Pro/Engineer也可将其造型输出到 CATIA软件里。

这种高度准确的数据交换技术令设计者得以在节省时间及设计成本的同时，扩充现有软件系统的投资。

5.PRO/CDT折叠
Pro/CDT是一个Pro/ENGINEER的选件模块，为CADAM 2D工程图提供PROFESSIONALCADAM与 Pro/ENGINEER双向数据交换直接接口。

CADAM工程图的文件可以
直接读入Pro/ENGINEER，亦可用中性的文件格式，经由PROFESSIONAL CADAM输出或读入任何运行 Pro/ENGINEER 的工作站上。

Pro/CDT避免了一般通过标准文件格式交换信息的问题，并可使新客户在转入 Pro/ENGINEER后，仍可继续享用原有的 CADAM数据库。

6.PRO/COMPOSITE折叠
Pro/COMPOSITE是一个Pro/ENGINEER的选件模块，需配用Pro/ENGINEER及Pro/SURFACE环境下运行。

该模块能用于设计、复合夹层材料的部件。

Pro/COMPOSITE在Pro/ENGINEER的应用环境里具备完整的关联性，这个自动化工具提供的参数化、特征技术．适用于整个设计工序的每个环节。

7.PRO/DEVELOP折叠
Pro/DEVELOP是一个用户开发工具，用户可利用这软件工具将一些自己编写或第三家的应用软件结合并运行在 Pro/ENGINEER软件环境下。

Pro/IDEVELOP包括‘C’语言的副程序库，用于支援 Pro/ENGINEER的交接口，以及直接存取Pro/ENGINEER数据库。

8.PRO/DESIGN折叠
Pro/DESIGN可加速设计大型及复杂的顺序组件，这些工具可方便地生成装配图层次等级，二维平面图布置上的非参数化组装概念设计，二维平面布置上的参数化概念分析．以及3D部件平面布置。

Pro/DESIGN也能使用2D平面图自动组装零件。

它必须在Pro/Engineer环境下运行。

其功能有：
9.Pro/ENGINEER提供了一个很宽的生成工程图的能力，包括：自动尺寸标注、参数特征生成，全尺寸修饰，自动生成投影面，辅助面，截面和局部视图，Pro/DETAIL扩展了Pro/ENGINEER这些基本功能，允许直接从Pro/ENGINEER的实体造型产品按ANSI/ISO/JIS/DIN标准的工程图。

10.PRO/DIAGRAM折叠
Pro/DIAGRAM，是专将图表上的图块信息制成图表记录及装备成说明图的工具。

应用范围遍及电子线体、导管、HVAC、流程图及作业流程管理等。

11.PRO/DRAFT折叠
Pro/DRAFT是一个功能二维绘图系统，用户可以直接产生和绘制工程图，丽无需光进行三维造型。

Pro/DRAFT允许用户通过 IGES及 DXF等文件接口接收一些其它CAD系统产生的工程图。

12.PRO/ECAD折叠
参数化印刷线路板（PCB）的设计图可以通过 Pro/ENGINEER生成，或者经由ECAD系统输入。

PCB的组成元件可以经由 Pro/ENGINEER的元件库取得，并自动装组到 PCB里。

元件造型亦可以传送到Pro/ENGINEER以制作实体元件，然后自动组装到 PCB上，还包括此PCB组件的卡笼（CardCage）及结构设计（Housing Designs）可以作为修订、“度身订造”、群体特性及风格等等之评估。

13.PRO/FEATURE折叠。