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PROE牛头刨床设计开题报告
发表时间:2020-12-09 15:34

  PROE牛头刨床设计开题报告_电力/水利_工程科技_专业资料。青岛工学院 毕业设计 开题报告 题 目 基于 Pro/E 的牛头刨床机构的运动仿线 级机械设计制造及其自动化 系、中心 专业年级 姓 学 名 号 指导教师 2012

  青岛工学院 毕业设计 开题报告 题 目 基于 Pro/E 的牛头刨床机构的运动仿线 级机械设计制造及其自动化 系、中心 专业年级 姓 学 名 号 指导教师 2012 年 10 月 8 日 一、选题依据 课题来源、选题依据和背景情况;课题理论意义或应用价值 1.课题来源:指导教师自主命题 2.选题依据和背景情况: 随着经济全球化的发展, 产品的市场竞争日趋激烈,客户对产品多样化和个 性化的要求愈加迫切。 市场竞争的核心是产品创新,产品创新主要体现在对客 户的响应速度和响应品质上。要想在市场竞争中获胜,缩短产品开发周期、快速 响应市场,降低产品的生命周期成本,提高产品质量成为企业追求的目标。为了 达到这样的目标,国内外采用最多的就是 Pro/E 技术。 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。1985 年,PTC 公司成立于美国波士顿,开始参数化建模软件的研究。1988 年,V1.0 的 Pro/ENGINEER 诞生了。经过 10 余年的发展,Pro/ENGINEER 已经成为三维建 模软件的领头羊。目前已经发布了 Pro/ENGINEER WildFire6.0(中文名野火 6)。 PTC 的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能,还包括对大型 装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER 还提供了 全面、集成紧密的产品开发环境。是一套由设计至生产的机械自动化软件,是新 一代的产品造型系统,是一个参数化、基于特征的实体造型系统,并且具有单一 数据库功能的综合性 MCAD 软件。在 CAD/CAM 的应用方面,Pro/e 的应用有了长 足的发展, CAD/CAM 技术已经被广泛应用于各种企业。 CAD/CAM 系统开发方面, 在 pro/e 软件的开发水平始终引领着国际的先进水平。 牛头刨床是普通用途刨削机床,适用于平面、T 型槽、燕尾槽等成型表面的 刨削加工。该机床整机刚性好,工作效率高,操作方面,动作成本低等特点,适 合于中小零部件的单件和批量加工,是机械加工行业配置刨削机床首选机型 一般牛头刨床工作原理是当曲柄匀速转动时, 摇杆左右摆动,使牛头刨床 的刨刀沿着固定的轨迹运动, 通过曲柄转动驱动刨头作往复移动。牛头刨床机构 具有急回的特性, 即牛头刨床工作时刨刀慢慢向前移动,完成一次工作后刨刀急 速返回原来的位置。如何实现刨头在切削行程中速度平稳,,难以凭经验确定。 而且机构的几何参数对切削行程刨头速度的平稳性的影响,也难以直接判断。为 了确定牛头刨床的设计是否满足要求,就必须对其用 Pro/E 进行分析。 3. 课题理论意义及应用价值: 牛头刨床主要用于单件小批生产中刨削中小型工件上的平面、成形面和沟 槽。在工业生产中有广泛的应用,而对牛头刨床的设计、传动方法是设计-样机 制造-试验,不但设计周期长、成本高。 牛头刨床是刨削类机床中应用较广的一种, 主要用于单件小批生产中刨削 中小型工件上的平面、成形面和沟槽等。 一般牛头刨床工作原理是当曲柄匀速 转动时, 摇杆左右摆动 , 使牛头刨床的刨刀沿着固定的轨迹运动, 通过曲柄 转动驱动刨头作往复移动。 牛头刨床机构具有急回的特性,即牛头刨床工作时刨 刀慢慢向前移动,完成一次工作后刨刀急速返回原来的位置。 如何实现刨头在 切削行程中速度平稳, 难以凭经验确定。而且机构的几何参数对切削行程刨头 速度的平稳性的影响, 也难以直接判断。 为了确定牛头刨床的设计是否满足要求, 就必须对其进行分析。 仿真技术集成多种现代化科学技术手段,极大地扩展了人 类的能力, 随着仿真技术的发展,对于机械机构的运动学和动力学仿真分析越来 越普遍。通过建立的仿真数学模型, 使用计算机、软件等, 对其在实际使用中 的工况进行仿真分析,可以动态观察其运行情况, 揭示机构的运动规律和受力 状态,为设计分析提供一种全新的方法 , 可预测其整体性能,进而改进设计, 提高性能。仿真技术可缩短设计周期、 降低设计成本、在机构运行前预先评估 设计的作用和功效, 快速并且直观的进行优化设计。 Pro/E 技术可缩短设计周期、降低设计成本、在机构运行前预先评估设计的 作用和功效, 快速并且直观的进行优化设计。利用 Pro/E 技术可以快速准确地对 牛头刨床操纵稳定性能进行仿真,从而对其性能做出预测和评估,为设计和改型 提供依据和参考,减少开发费用,缩短设计周期,提高产品竞争力,具有重要的 现实及工程意义。 选取该课题主要是为了研究牛头刨床的动态分析, 利用 Pro/E 技术建立牛头 刨床的虚拟样机模型,能够实现对整个系统的运动分析、动力分析、载荷及应力 分析等。可以动态观察其运行情况,揭示机构的运动规律和受力状态,为设计分 析提供一种全新的方法,可预测其整体性能,进而改进设计。 二、文献综述 国内外研究现状、发展动态;查阅的主要文献 1.国内外研究现状、发展动态 牛头刨床主要用于单件小批生产中刨削中小型工件上的平面、成形面和沟槽。 滑枕带着刨刀,作直线住复运动的刨床,因滑枕前端的刀架形似牛头而得名。 中小型牛头刨床的主运动大多采用曲柄摇杆机构传动,故滑枕的移动速度 是不均匀的。大型牛头刨床多采用液压传动,滑枕基本上是匀速运动。滑 枕的返回行程速度大于工作行程速度。由于采用单刃刨刀加工,且在滑枕 回程时不切削,牛头刨床的生产率较低。机床的主参数是最大刨削长度。 牛头刨床主要有普通牛头刨床、仿形牛头刨床和移动式牛头刨床等。普通 牛头刨床由滑枕带着刨刀作水平直线住复运动,刀架可在垂直面内回转一 个角度,并可手动进给,工作台带着工件作间歇的横向或垂直进给运动, 常用于加工平面、沟槽和燕尾面等。仿形牛头刨床是在普通牛头刨床上增 加一仿形机构,用于加工成形表面,如透平叶片。移动式牛头刨床的滑枕 与滑座还能在床身(卧式)或立柱(立式)上移动,适用于刨削特大型工件的 局部平面。 牛头刨床主要用于单件小批生产中刨削中小型工件上的平面、成形面和 沟槽。它的主要五大特点有: 1、牛头刨床的工作台能左右回转角度,工作台具有横向和升降的快速 移动机构;用以刨削倾斜的平面,从而扩大了使用范围。 2、刨床的进给系统采用凸轮机构,有 10 级进给量。改变走刀量,也 非常方便。 3、牛头刨床在走刀系统内装有过载安全机构,当由于操作不慎或者受 到外力影响与切削超载时,走刀自行打滑,无损机件保证机床的正常运行。 4、滑枕和床身导轨间以及具有速度的齿轮付和主要的滑动导轨面,均 有油泵打出的润滑油进行循润滑。 5、牛头刨床装有离合器及制动停车机构,所以在变换速度,启动机床及停 车时,可不必切断电源,制动停车机构能使滑枕当离合器脱开时之惯性冲 程量不大于 10 毫米。 Pro/e 是美国 PTC 公司旗下的产品 Pro/Engineer 软件的简称。Pro/E 是美国 参数技术公司(Parametric Technology Corporation,简称 PTC)的重要产品。 是一款集 CAD/CAM/CAE 功能一体化的综合性三维软件, 在目前的三维造型软件领 域中占有着重要地位, 并作为当今世界机械 CAD/CAE/CAM 领域的新标准而得到业 界的认可和推广,是现今最成功的 CAD/CAM 软件之一。 Pro/e 具有以下特点: 1. 全相关性 Pro/ENGINEER 的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某 一处进行的修改,能够扩展到整个设计中,同时自动更新所有的工程文档,包括 装配体、 设计图纸, 以及制造数据。 全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改, 却没有任何损失, 并使并行工程成为可能,所以能够使开发后期的一些功能提前 发挥其作用。 2. 基于特征的参数化造型 Pro/ENGINEER 使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特 征是一些普通的机械对象,并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如:设计 特征有弧、圆角、倒角等等,它们对工程人员来说是很熟悉的,因而易于使用。 装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特 征设置参数(不但包括几何尺寸,还包括非几何属性) ,然后修改参数很容易的 进行多次设计叠代,实现产品开发。 3. 数据管理 加速投放市场,需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率, 必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研 制,正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作,由于使用了 Pro/ENGINEER 独特的全相关性功能,因而使之成为可能。 4. 装配管理 Pro/ENGINEER 的基本结构能够使您利用一些直观的命令, 例如 “啮合” 、 “插 入”“对齐”等很容易的把零件装配起来,同时保持设计意图。高级的功能支持 、 大型复杂装配体的构造和管理,这些装配体中零件的数量不受限制。 5. 易于使用 菜单以直观的方式联级出现,提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项,同 时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助,这种形式使得容易学习和使用。 综上所述,Pro/e 很适用于对牛头刨床的动态仿真分析,可以使我们更好地 完成这个课题。 2.主要文献: [1]周四新,和青芳著.Pro/ENGINGEER Wildfire 3.0 基础设计[M].北京:电子 工业出版社,2007.1 [2]秦长海, 夏素民, 白乔等.Pro/ENGINGEER Wildfire 3.0 中文版 范例教程[M]. 北京:清华大学出版社,2007.10 [3]梁玲,赵春章.中文版 Pro/ENGINGEER Wildfire 4.0 实用教程[M].北京:清 华大学出版社,2008.2 [4]马成习. 基于 Pro /E 的牛头刨床运动机构建模及其运动仿真分析[J]. 机械 设计与制造,2008。10 [5]李旭荣,郑相周. 基于 ADAMS 的牛头刨床工作机构虚拟样机设计与动态仿真 [J]. 中国工程机械学报,2007,5(4) [6]张洪国. 虚拟样机综述[J]. 机电产品开发与创新, 2008,5 [7]刘淑芬,刘辉. 机械领域虚拟样机技术综述[J]. 五金科技, 2009,2 [8]赵志平,李新勇. 虚拟样机技术及其应用和发展 [J]. 机械研究与应用, 2006,1 [9]张晋西, 郭学琴, 林昌华, 冯文杰. 牛头刨床工作机构虚拟样机分析, 2006,9 [10] Jayapal, R.; Mendiratta, J.K. 2010 , Page(s): 1 – 6 [11]Liu Yongfeng; Tian Hongsen; Liu Lianda; Ding Xiaoliang Workshop on Volume: 1 Publication Year: 2010 , Page(s): 509 - 512 三、研究内容 Education Technology and Computer Science (ETCS), 2010 Second International Modern Electric Power Systems (MEPS), Publication Year: 2010 Proceedings of the International Symposium 1.论文(设计)构想与思路;主要内容及拟解决的关键问题 (1)构想与思路: 牛头刨床是刨削类机床中应用较广的一种, 主要用于单件小批生产中刨削 中小型工件上的平面、成形面和沟槽等。 一般牛头刨床工作原理是当曲柄匀速 转动时, 摇杆左右摆动 , 使牛头刨床的刨刀沿着固定的轨迹运动, 通过曲柄 转动驱动刨头作往复移动。 牛头刨床机构具有急回的特性,即牛头刨床工作时刨 刀慢慢向前移动,完成一次工作后刨刀急速返回原来的位置。 如何实现刨头在 切削行程中速度平稳, 难以凭经验确定。而且机构的几何参数对切削行程刨头 速度的平稳性的影响, 也难以直接判断。 为了确定牛头刨床的设计是否满足要求, 就必须对其进行分析。 仿真技术集成多种现代化科学技术手段,极大地扩展了人 类的能力, 随着仿真技术的发展,对于机械机构的运动学和动力学仿真分析越来 越普遍。通过建立的仿真数学模型, 使用计算机、软件等, 对其在实际使用中 的工况进行仿真分析,可以动态观察其运行情况, 揭示机构的运动规律和受力 状态,为设计分析提供一种全新的方法 , 可预测其整体性能,进而改进设计, 提高性能。仿真技术可缩短设计周期、 降低设计成本、在机构运行前预先评估 设计的作用和功效, 快速并且直观的进行优化设计。 本课题利用 Pro/E 强大的三维实体造型功能对牛头刨床机构进行三维模型 和运动仿真,为牛头刨机构尺寸合理设计和结构参数的优化设计提供理论的依 据,并且能快速、 直观分析其性能,提高了设计效率和质量,节省了时间和成 本,具有较高的实用价值。 (2)主要内容及要解决的问题: 通过实际观察及上网搜索了解牛头刨床工作装置的结构组成,各零部件 的装配关系,以及如何运用 Pro/E 建立各零部件的实体模型,再完成装配图, 最后实现其仿真运动。为设计和改型提供依据和参考,减少开发费用,缩短 设计周期,提高产品竞争力。 2.拟采取的方案及可行性分析 在机械设计中, 尤其是在零件的三维造型和运动仿真方面,计算机辅助设计 (CAD)技术已经成为重要的设计工具。Pro/E 是 CAD/CAM/CAE 领域的一种优秀软 件, 其强大的参数化造型、 产品装配和运动仿真与分析等功能已经广泛应用于工 业产品设计。在机械零部件的设计中,装配是非常重要的一步。传统的装配是利 用多次试装配的方法来达到装配的要求,开发成本很高。基于 Pro/E 的机械零件 虚拟装配有效地解决了这一问题。缩短了开发周期,提高了生产效率。 在现代工业生产中牛头刨床的应用非常广泛, 因此设计一款优质的牛头刨床 是很具有市场价值的。 虽然对 Pro/e 软件的学习时间不长,在使用中可能会出现 一些难题,但是通过自己查阅教程和请教老师,那些问题是能够解决的。综上, 经过分析方案是可行的。 四、论文(设计)进度安排 起止时间 2012.10.8-2012.10.22 主要内容 搜集关于牛头刨床和 Pro/e 的相关 资料,撰写开题报告 2012.10.23-2012.10.29 利用 Pro/E 创建高级实体特征,学 习典型的实例 2012.10.29-2012.11.12 牛头刨床机构的三维实体模型的 建立 2012.11.12-2012.11.26 牛头刨床机构的运动过程仿线.12.10 2012.12.10-2012.12.17 2012.12.17-2012.12.28 仿真过程动画制作 资料的整理以及毕业论文的撰写 论文评阅及修改 毕业答辩 预期目标 学会装配方法, 完成开题报告 掌握 Pro/E 的应 用,完成零件图 建立牛头刨床机 构的三维实体模 型 完成运动仿真并 得出正确的结果 仿真过程动画制 作完成 完成毕业论文 在老师指导下修 改论文 成功完成毕业答 辩 五、审核意见 指导教师意见 指导教师签字: 年 审核小组意见 月 日 审核小组成员签字: 年 月 日

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