第二章基於Pro/E的典型零部件庫的創建

2.1軸類零件的創建

2.1.1軸類零件的介紹

軸類零件是機械加工中常見的典型零件之一。軸類零件大多數由位於同一軸線上數段直徑不同的回轉體組成,它們長度方向的尺寸一般比直徑尺寸大,根據設計、安裝、加工的要求,常見的結構有倒角、圓角、退刀槽、鍵槽及錐度等。

軸類零件主要用於支撐傳動零件,承受載荷,傳遞扭矩。

按結構形式不同,軸類零件可以分為階梯軸、錐度心軸、光軸、空心軸、曲軸、凸輪軸、偏心軸、各種絲杠等。

2.1.2階梯軸的建模

(1)進入Pro/E軟件,界麵。

(2)新建草繪模塊,方法,草繪界。

(3)在草圖上繪製圓。

(4)將草圖圓拉伸後效果。

(5)在上一個圓上繼續繪製圓。

(6)不斷在上一個圓的平麵上繪製所需要的圓,然後進行拉伸。

(7)添加第一個基準麵和鍵槽。

(8)添加第二個基準麵和鍵槽。

(9)完成圖。

2.2盤類零件的創建

2.2.1盤類零件的介紹

盤類零件是機械加工中常見的典型零件之一。盤類零件的主體一般為回轉體或其他平板形,厚度方向的尺寸比其他兩個方向的尺寸小,經常由鑄或鍛成毛坯,經必要的切削加工而成,常見的結構有凸台、凹坑、螺孔、銷孔、輪輻、鍵槽等。

盤類零件的應用範圍很廣,如支撐傳動軸的各種形式的軸承,夾具上的導向套,汽缸套等。盤類零件通常起支撐和導向作用。

2.2.2套筒零件的建模

(1)進入Pro/E軟件,界麵。

(2)新建草繪模塊,方法,草繪界麵。

(3)在草圖上繪製套筒圖形。

(4)將圖形拉伸。

(5)繪製內螺紋。

(6)加內螺紋退刀橫槽。

(7)畫套筒上部。

(8)套筒中部畫外螺紋退刀槽。

(9)繪製套筒下部。

(10)在套筒上部添加孔及孔內螺紋。

(11)倒角。

(12)添加套筒下部外螺紋,完成圖。

2.3其他零件的創建

除上述階梯軸體和套筒的建模外,還進行了其他零件的設計和建模,具體操作不再贅述,主要包括有微型調節支承的底座、支承杆、調節螺母和千斤頂的起重螺杆、頂蓋、底座、螺釘、旋轉杆、泵體、支架等。

第三章裝配體的設計

3.1Pro/E中裝配體的設計方法

在傳統設計中,工程師在設計時大腦中先產生的是三維實體圖像,然後利用工程圖學中的視圖、剖視圖、斷麵圖、局部放大、簡化畫法等表達方法及正投影規律,遵循工程圖學國家標準,把大腦中產生的三維實體圖像用二維圖形表達出來。而三維軟件的產生如Pro/E使工程師在大腦中先產生的是三維實體圖像可以直接仿真到屏幕上,既形象又直觀。因此,應用Pro/E軟件進行設計使工程師思想不經“翻譯”直接直觀的交流,是直接自然的思維過程,表達更直接、準確、清楚。與二維設計不同的是,在裝配體的設計中,不是先畫裝配圖。而是從每個零件的三維設計開始,然後進行裝配。在Pro/E軟件中裝配體設計有兩種方法:一種是在裝配環境中完成零件設計,這種方法稱為“自上而下”的設計方法。在設計中,工程師頭腦中先產生的是裝配體的外形,再通過裝配的總體構架具體進行每個零件的設計,最後把設計的零件自動裝配在裝配體上,無須添加任何約束。另一種方法是先設計每個零件,然後把設計好的零件一個個地進行裝配,發現問題及時進行修改,利用同軸、貼麵等裝配關係,經過簡單的拖拉就可以完成裝配。利用軟件的編輯功能,可以使工程師在設計中自由地對裝配體上零件進行修改,修改後會自動地同步反映到該零件圖上。

在這個裝配中我們采用由底向上的裝配設計,即首先生成基本的裝配零件,然後由這些零件利用同軸、貼麵等裝配關係,經過簡單的拖拉完成裝配。在Pro/E中裝配件也稱為組件,選擇【文件】—【新建】,或者在工具欄中單擊圖標,係統彈出對話框,在“類型”分組框中選中“組件”,在“子類型”分組框中選中“設計”,在“名稱”文本框中輸入文件名,或者采用係統默認的文件名,不使用缺省模板,選擇mmns_asm_design模板,這種模板符合我國國家標準,點擊“確定”,隨後進入Pro/E係統的裝配模塊。

3.2裝配體的設計內容

裝配體的設計主要包括千斤頂、虎鉗。具體的操作過程不再贅述,完成後的裝配體及爆炸過程如下圖。

千斤頂三維裝配模型和爆炸模型。(標明零件的名稱,如下麵千斤頂的圖)

虎鉗三維裝配模型和爆炸模型。

3.3結論

畢業設計是每個學生走出大學前經曆的最後一次重要的考驗,它給學生提供了一個學習新知識、綜合運用以前所學知識、綜合鍛煉多方麵的素質的機會,是銜接學校與企業、教學與實際應用的重要環節。

“基於三維CAD典型零件庫的創建”,將機械零部件按照類別進行實體建模,形成零部件二維圖紙庫和三維模型庫,一方麵幫助學生提高空間想象能力、形象思維能力、圖形表達能力和創新構形能力,以完善機械製圖新的課程體係,將機械製圖教學提高到一個新水平;另一方麵提供了豐富的三維模型,為機械設計類、機械製造類和工程實踐類後續課程學習提供必備的機械製圖的資源,減少這些零部件的重複設計與繪圖,同時可供教師講課選用和學生自學研究,促進了優質資源的共享。

此次畢業設計所需要用的Pro/E軟件,我們都沒有學習過,這給我們無形中增加了難度,但經由本課題組成員共同討論,確定了設計方案。在設計的過程中既有分工又有合作,在經曆了學習Pro/E軟件、繪圖、查閱資料等過程,最終完成了論文。

(指導教師黃桂雲)

(謝辭從略)

參考文獻

[1]李桂福.機械製圖[M].北京:北京理工大學出版社,2009.09.

[2]呂瑛波.機械製圖手冊[M].北京:化學工業出版社,2009.01.

[3]張培訓,李玉保.機械製圖[M].黃河水利出版社,2009.09.

[4]邱靜波,吳明明,董義香.機械製圖[M].北京:經濟科學出版社,2010.06.

[5]溫建民,王麗風,崔曉紅.Pro/ENGINEERWildfire3.0中文版基礎與進階[M].北京:機械工業出版社,2009.

【簡要評析】本課題主要是利用三維CAD技術,為在教學中使用的模型創建3D模型庫,使之成為《機械製圖》課程行之有效的媒體,更有助於提高學生空間想象能力、形象思維能力等的基本工程素質,為機械製圖新的課程體係的改革提供了必要的資源,為機械類後續課程的學習奠定堅實的基礎,減少這些零部件的重複設計與繪圖,促進資源共享,實現資源的整體優化。本說明書以微型調節支承為例,使用Pro/E軟件創建三維模型庫,並對繪製過程進行介紹,真實具體。

整個設計過程,認真刻苦,思路清晰,有效地完成設計任務。說明書撰寫比較規範,文圖結合良好,結構比較完整,層次分明。