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1、毕业设计 万向可倾式平口钳的虚拟设计及运动仿真机械工程系学生姓名： 学号： 机械电子工程系 部： 专 业： 指导教师： 二零一五 年 五 月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 万向可倾式平口钳虚拟设计及运动仿真 系部： 机械工程系 专业： 机械电子工程 学号： 学生： 指导教师（含职称 1课题意义及目标通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，深入了解机械产品的设计方案比选，材料选择及受力分析计算，零件工作图及装配图等方面的设计规范、计算方法及设计思想
2、等内容，提高自主设计能力和对专业知识的运用。为毕业后从事机械电子工程的工作打好基础。2主要任务1）查阅资料（包括教材，专著及论文），制定设计方案。要求结构合理，可操作性强。2）利用三维软件建立三维模型，完成运动仿真3）选择万向可倾式平口钳主要部件所需材料，并进行受力分析计算。4）绘制所属部件的零件图及装配图。5) 撰写毕业论文3主要参考资料1 杨可桢，程光蕴机械设计基础M高等教育出版社；2013.062 西北工业大学机械原理及机械零件教研室 机械原理M高等教育出版社； 2013.083 机械设计手册M机械工业出版社 2010.054 林江工程材料及机械制造基础M，机械工业出版社； 2013.0
3、9设计各阶段名称起 止 日 期1查阅资料，制定设计方案3月3日3月23日2利用三维软件建立三维模型，完成运动仿真3月24日4月13日3选择部件材料，并进行受力分析计算。4月14日5月4日4绘制所属部件的零件图及装配图。5月5日6月1日5撰写毕业论文6月2日6月22日4进度安排审核人： 日期： 年 月 日万向可倾式平口钳的虚拟设计及运动仿真摘要：机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的位置。在此背景下本课题主要设计一款用于MYA6025万能工具磨床的万向平口钳，在此文主要进行了平口钳的设计，对CAD、Pro/E
4、进行了简单介绍，并用CAD画出了零件的图，用Pro/E对平口钳建立了模型并进行了仿真。关键词：机床夹具，仿真，平口钳，MYA6025工具磨床Motion Simulation and Virtual Design of Universal TiltingviseAbstract: Fixture is an important part of the machining process of the system. In order to ensure the requirements of workpiece machining process, The cutting or forming
5、 motion of the workpiece in a machine tool must be in an accurate position. In this context, designing an Universal Pliers for MYA6025, it is a universal tool grinder.The design of this article mainly involves design of pliers, and describing the CAD, Pro / E, and using CAD to draw a diagram of part
6、s, establishing the model and the simulation of Pliers by Pro / E briefly .Keywords: Fixture, Simulation, Pliers, MTA6025 tool grinder目录1 绪论11.1 课题提出的背景11.2 本课题在国内外的研究现状11.3 课题研究的内容21.4 项目研究的意义22 设计方案的拟定22.1 设计要求22.2 设计原理与参考22.2.1 平口钳万向转动的实现32.2.2 精确旋转的实现42.3 典型零部件的设计42.3.1 底座的设计52.3.2 转节的设计62.3.3 固
7、定钳身的设计72.3.4 活动钳身的设计82.3.5 螺杆的设计93 平口钳的应用、安装及注意事项103.1平口钳的应用范围103.2 平口钳的安装103.3 装夹工件注意事项114 对万向可倾式平口钳建模及仿真114.1 计算机仿真的介绍114.1.1计算机仿真的概述114.1.2 计算机仿真的国内现状124.2 CAD/CAM技术的发展124.2.1 CAD/CAM的基本概念124.2.2 CAD的发展历程124.2.3 CAD的现状134.3 Pro/ENGINEER 软件介绍134.3.1 Pro/ENGINEER的历史134.3.2 Pro/ENGINEER模块简介144.4 运用P
8、ro/E对平口钳进行建模164.5 运用Pro/E对万向可倾式平口钳装配204.6 运用Pro/E对万向可倾式平口钳的运动仿真225装配工艺265.1 装配工艺概述265.2 装配工艺规程的原则275.3 装配注意事项27总结28参考文献28致谢30II太原工业学院毕业设计1 绪论1.1 课题提出的背景本项目主要是基于MYA6025万能工具磨床设计一款万向可倾式平口钳，其主要功能是实现工件可绕空间三个相互垂直的轴转动，使工件一次装夹就完成多个加工面的加工。目前市场上很少有可以大幅度向任意方向都可以调节角度的万向平口钳，这就制约了生产效率的提高，给工作人员带来了大的劳动强度，这就要求设计一款使用
9、比较灵活方便的万向平口钳，夹具是机床加工不可或缺的部分，在机床向着高速、高效、复合方向发展的带动下，夹具正超着高精、模块、组合的方向发展。随着机床的发展，夹具也在迅猛的发展，各种夹具日渐增多。本项目设计的万向可倾式平口钳主要实现工件的各个方向转动等动作提高万能磨床的灵活性1。1.2 本课题在国内外的研究现状磨削是利用磨的方式加工材料，是人类最早学会进行加工工具的生活技能。随着磨削技术的发展，磨床在机床加工中的比例不断上升，据1997年欧洲机床发展会的调查数据显示，25%的企业认为磨削是他们的主要加工方式，磨床在企业机床中占42%，1998年通用磨床有1800多种，专用磨床有几百种。夹具是机床上
10、装夹工件的部件，它的作用是是工件相对于刀具有一个正确的位置并且在加工时保持不变。机床夹具的功能主要是1）保证加工质量；2）提高加工效率；3）扩大机床工艺范围；4）降低工人劳动强度，保证安全。磨削加工是重要加工工艺，随着机械产品要求的提高，机床精度、效率等的提高给磨削加工提出了更高的要求。当今磨削技术正朝着高精度、高刚度、自动磨削的方向发展。因而对机床夹具的要求也不断提高，就平口钳来说，目前市场上就有气动平口钳、数控柔性平口钳、精密平口钳等多种样式，万向可倾式平口钳主要有安装方便、效率高等优点2。1.3 课题研究的内容本课题以普通平口钳为基础针对MYA6025万能磨床设计一款万向可倾式平口钳，主
11、要完成平口钳的结构设计、确定工作原理、选取材料、确定尺寸，用三维软件进行建模并对其运动仿真对机构进行改进，以使工件可以在磨床工作时任意运动一次装夹就完成多次加工。1.4 项目研究的意义本项目的意义在于磨床工作时可以方便的对工件多个表面斜面进行加工，目前市场上的平口钳大多是固定的不具备调节方向的功能，有少数可调节方向的平口钳存在着调节角度小得问题，而此平口钳可以让使用人员随意调节任意角度，提高工作效率扩展磨床的性能提高加工灵活性。2 设计方案的拟定2.1 设计要求设计一款用于MYA6025万能磨床的万向可倾式平口钳使工件可以任意运动，同时要结构简单便于工作人员安装及拆卸，而且要达到一次装夹就完成
12、多次加工、使用可靠、结构合理、经济安全、使用方便的要求。2.2 设计原理与参考本课题是针对MYA6025万能磨床设计一款可向任意方向运动的万向可倾式平口钳，在机械生产中夹具具有重要的意义，夹具分为通用夹具、专用夹具、通用可调夹具几大类，夹具的发展大大提高了机械生产的效率，降低工人的劳动强度，提高国家的整体工业水平，本课题所设计的万向可倾式平口钳属于通用夹具，此设计的技术要求：根据MYA6025万能磨床的工作原理及结构设计一款能使工件任意运动的万向可倾式平口钳从而提高磨床的工作效率。根据设计要求确定工作原理为通过空间三个相互垂直的回转轴使工件可以运动到任意想要的位置，方便磨床对工件的加工3。2.
13、2.1 平口钳万向转动的实现图2.1 工作原理图图2.2 空间立体坐标系图2.1所示，平口钳实现万向转动是由空间相互垂直的三个轴完成的即轴1、轴2、轴3，三个轴可独立转动互不影响，通过三个轴的相互配合运动即可实现平口钳的万向运动。同时各个转节有足够的回转半径相互之间不影响，而且转动的时候有一定的位移调节，当转动调节不能满足位移需求时，可松开螺栓将平口钳移到合适的地方固定继续加工。例如，要使零件旋转到第一象限进行加工，如果刀具与加工表面平行则只需松开轴3，钳身绕轴3旋转然后拧紧螺栓加工零件，如要加工一定的斜面则松开轴1、2、3将零件移动到任意想要的位置，拧紧螺栓进行加工。另外调整后的工件是否在加
14、工范围以内也是一个值得注意的地方，如果不在砂轮加工范围则需要调整平口钳的固定位置4。2.2.2 精确旋转的实现图2.3为万向平口钳的装配图，工件的运动在2.2.1中已经作了详细的描述，但是加工时对工件位置有精确要求时，则需要有刻度来确定工件的位置。对于本平口钳来说工件主要是靠转节及底座的配合来运动，在转节上标有刻度，工件移动时严格按转节上的刻度运动。刻度线的划分：转节直径96mm，在直径最大处360度等分圆周。图2.3 平口钳的装配图主视图2.3 典型零部件的设计本平口钳的设计共包括5大部分：转节、底座、活动钳身、固定钳身、螺杆的设计。另外还包括一些螺栓、螺钉等标准件不再进行描述。此外，各部分配合精度要求较高。2.3.1 底座的设计图2.4
