基于Pro/E的牛头刨床运动机构建模及其运动仿真分析

基于Pro/E的牛头刨床运动机构建模及其运动仿真分析

基于Pro/E的牛头刨床运动机构建模及其运动仿真分析

  • 适用:本科,大专,自考
  • 更新时间2024年
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基于Pro/E的牛头刨床运动机构建模及其运动仿真分析

基于Pro/E的牛头刨床运动机构建模及其运动仿真分析

摘要: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或立柱上移动,适用于刨削特大型工件的局部平面。 运用Pro/E软件对牛头刨床运动机构进行三维实体建模及装配,运用Pro/E的Mechanism模块对牛头刨床运动机构进行运动仿真分析,得出牛头刨床刨头的位移、速度、加速度随时间的变化曲线。利用该方法可以使得设计人员快速、直观的对牛头刨床运动机构进行优化设计。

关键词:;刨床;滑块;运动仿真

Analysis of Shaper Motion Mechanism Modeling And Motion Simulation Based on Pro/E

Abstract  :Mainly used for the forming of shaper planing plane, small and medium on the workpiece surface and the grooves of the single and small batch production. RAM with a planer, planer for straight-line reciprocating movement, so named because of the shape of the front turret ram. The main movement of small type shaper are mostly driven by crank and rocker mechanism, the moving speed of the sliding pillow is not uniform. Large shaper with hydraulic drive, the ram is basically uniform motion. Ram the return stroke speed greater than the speed of working stroke. Due to the adoption of a single blade cutter for processing, and the ram return without cutting, shaping the low productivity. The main parameters of the machine is the maximum cutting length. Shaper mainly general shaper, copy shaper and shaper and mobile. Ordinary shaper by ram with planer horizontal straight-line reciprocating movement, the carriage can be a point of rotation in a vertical plane, and can be manual feed, working with the workpiece for intermittent horizontal or vertical feed movement, commonly used in machining plane, groove and the dovetail surface etc.. Copy shaper is a profiling mechanism in common on the shaper, surface for forming, such as turbine blades. Mobile type shaper ram and a sliding seat can move in bed or column, applicable local plane in planing large workpiece. The use of Pro/E software for 3D solid modeling and assembling of the shaper mechanism, using Mechanism module of Pro/E for simulation and analysis of the shaper mechanism, displacement, velocity, acceleration of the planer plough with The change curve between. Using this method can make the designers quickly, directly and to optimize the design of the shaper mechanism.

Keywords: planer; slide; motion simulation;

目 录

第一章 前言 9

1.1 论文的背景与研究意义 10

1.2 国内外数控刨床的发展趋势与现状 10

第二章 主传动机构运动学分析 12

2.1 刨床的介绍 12

2.1.1 刨床的工作原理 12

2.1.2刨床的机构类型 13

2.2 牛头刨床的传动机构运动学分析 17

2.2.1 运动学分析原理 18

2.2.2 曲柄滑块机构的运动分析 19

第三章 机构在PROE中的运动仿真功能 22

3.1 运动仿真模块工具栏 24

3.2 机构的运动仿真 28

3.2.1. 建立机构模型 28

3.2.2. 进入机构运动仿真环境 28

3.2.3. 创建伺服电机 29

3.2.4. 运动分析 30

3.2.5. 结果分析 31

3.3 PROE运动学分析流程 40

3.4 曲柄滑块机构在PROE中的动力学分析 40

第四章 总结和展望 40

4.1 总结 40

4.2 展望 41

参考文献: 42

致 谢 43

附件1 44

附件2 46

第一章 前言

1.论文的背景与意义研究

  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。

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,就必须对其进行基于Pro/E的分析

2.课题的理论意义及实际价值

  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。

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。

本文主要针对PROE对曲柄滑块机构优化设计及运动仿真和运动学的分析进行了相关介绍。刨床的运动仿真分析对优化设计和生产具有非常重要的意义。提高我国机床的产品质量和国际竞争力推动我国的民族工业生产。

3.国内外刨床的发展趋势与现状  

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(见曲柄滑块机构)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(见图)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。 

参考文献:

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


  • 关键词 运动 Pro E 牛头 刨床 机构 建模 及其 仿真 分析
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