基于PROE的机械锁的设计毕业设计.docx
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基于PROE的机械锁的设计毕业设计
专科毕业设计
设计课题:
基于PRO/E的机械锁的设计
设计课题任务书
学生姓名
学号
专业
机械制造与自动化
院(系)
机电工程学院
设计课题
《基于PRO/E机械锁的设计》
指导教师
职称
任务与要求
任务:
1.任务要求不少于5000字的毕业论文一篇。
2.确定图纸尺寸要求。
3.正确设计思路。
4.通过软件仿真零件。
5.用铣床加工出实体零件
要求:
1.字数足够,思路清晰,格式排版正确。
2.图表清晰,全部自己绘制完成,不能粘贴复制。
3.论文是在自己参考其他文献的基础上自己完成的。
完成时间段
2014年10月21日至2015年3月28日共21周
院(系)审核意见
年月日
声明
本人郑重声明:
所呈交的毕业设计说明书,是在指导教师的指导下,进行独立工作取得的成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本说明书中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
本人完全明确本声明的法律责任,对本说明书导致的所有问题承担全部责任。
学生签名:
日期:
年月日
毕业设计说明注意事项
1.毕业设计说明主要是针对学生们所设计的作品进行详细的阐述,包括五大部分:
课题分析、调研分析、方案绘制与设计题案、课题总结、提交资料。
2.课题分析。
是学生对自己的作品前期的设计现状、设计背景及设计方向、设计思路、设计意图和当前社会的现状作出参照分析的一种阐述。
3.调研分析。
是学生对自己的作品在社会的趋势调查、处境调查、市场调查分析等做出详细的阐述。
4.方案绘制与设计题案。
是学生将设计定位、设计系列草图、展板图等做出说明及展示。
5.课题总结。
是学生通过本次设计获得结论,得到的启发,课题设计的优点与不足作出的阐述。
6.提交资料。
是学生完成课题设计后,需要提交的资料名称与资料内容,用于成绩评定与存档。
基于PRO/E的机械锁的设计
【摘要】:
机械锁是指通过机械原理对物品财产进行保护。
本论文为机械锁的设计,是基于PRO/E进行的设计装配,根据市面上的“A级”机械锁进行改进,简化结构的同时,增加了机械锁的安全性能。
此产品主要用于储物设施的保护。
【关键词】:
PRO/E;机械锁;结构设计;改进
DesignofthemechanicallockbasedonPRO/E
【Abstract】:
mechanicallockistopointtobymechanicalprinciplestoprotectgoodsproperty.Forthedesignofthemechanicallock,thispaperisbasedonPRO/Etodesignassembly,accordingtothe"gradeA"mechanicallockonmarkettoimprove,simplifythestructureatthesametime,increasethesafetyperformanceofmechanicallock.Thisproductismainlyusedinstoragefacilitiesofprotection.
【KEYWORD】:
PRO/E;Mechanicallock;Structuredesign;improve
前言
本篇论文的创作灵感来源于作者对机械的爱好,通过对纯机械设备的了解,情有独钟于机械锁这件奇特的物件,从古至今,穿越千年的奇特,今天被带到了我们现代人的生活中。
锁具的演变过程若是一部电影那绝对算得上是一部史诗巨作,从门销到锁具,从纯机械锁具到电子锁,从过去的青铜材料到现代的先进工艺,从过去的单一结构到现在的多功能锁具。
锁具的进步过程体现着人类对科学技术的应用以及安全意识的不断提高。
此论文的主要内容是机械锁的结构设计,通过对A级锁的分析,并在其基础上进行了自己的改进和设计,在A级锁的基础上提高了其安全性能,并且简化了锁具的背部结构,文中清楚地介绍了这个工件的结构设计参数以及材料的选用,此论文倾注着作者辛勤的付出,简化结构设计的同时节省了加工成本,并在原有A级锁的基础上也有不小的改进。
第1部分PRO/E的介绍
1.1Pro/ENGINEER
Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司(PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。
Pro/Engineer软件以参数化著称,是参数化技术的最早应用者,在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位。
Pro/Engineer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,是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一,特别是在国内产品设计领域占据重要位置。
Pro/Engineer和WildFire是PTC官方使用的软件名称,但在中国用户所使用的名称中,并存着多个说法,比如ProE、Pro/E、破衣、野火等等都是指Pro/Engineer软件,proe2001、proe2.0、proe3.0、proe4.0、proe5.0、creo1.0\creo2.0等等都是指软件的版本。
中文名:
野火
外文名:
Pro/Engineer和WildFire
研发公司:
美国参数技术公司
软件类型:
三维软件
主要特性
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
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 。
第2部分机械锁的分析
2.1锁具的种类
防盗锁:
根据锁芯的原理不同,防盗门锁可分为弹子锁、叶片锁、磁性锁、IC卡锁、指纹锁等。
弹子锁和磁性锁比较常见。
像一字形锁、十字锁、电脑锁等都属于弹子锁;磁性锁前几年比较流行,但这目前比较少见。
智能锁:
是指区别于传统机械锁,在用户识别、安全性、管理性方面更加智能化的锁具。
门禁系统中锁门的执行部件。
指纹锁:
是一种以人体指纹为识别载体和手段的智能锁具,它是计算机信息技术、电子技术、机械技术和现代五金工艺的完美结晶。
指纹锁一般由电子识别与控制、机械联动系统两部分组成。
指纹的唯一性和不可复制性决定了指纹锁是目前所有锁具中最为安全的锁种。
指纹锁除指纹识别外,根据国家规定,应当加配应急机械钥匙。
产品质量规范以《中华人民共和国公共安全行业标准<指纹防盗锁通用技术条件>(GA701-2007)》为主要依据。
普通锁与智能锁的不同原理:
一,普通锁不是有一个铜心么?
拆开后可以看见上面一面是槽---钥匙背的方向,另1面是一排小孔,小孔里是长短不一的铜柱和弹簧(铜柱在靠近钥匙一面)外面用铝封口。
平时铜柱因为不受力而弹出半截,而阻挡了大铜心的转动。
当用对应的钥匙插入时,铜柱和钥匙上的齿接触,形成一个有规律的曲线,而闪开了大铜心上的豁口,使之能够转动。
而转动使锁打开的原理就比较简单了。
二,在安全技术防范领域,具有防盗报警功能的电子密码锁代替传统的机械式密码锁,克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点,使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。
随着大规模集成电路技术的发展,特别是单片机的问世,出现了带微处理器的智能密码锁,它除具有电子密码锁的功能外,还引入了智能化管理、专家分析系统等功能,从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性,应用日益广泛。
表2.1机械锁与智能锁的优劣势比较
机械锁与智能锁的优劣势比较
机械锁
智能锁
优势
价格相对较低;市场认识度较高;面板相对结实;优质机械锁智能防盗性也较好。
防技术开启能力较高,安全性较高,且不怕忘记带钥匙等。
劣势
普通机械锁防技术开启能力较低;钥匙容易丢失甚至被复制;日常忘带钥匙会造成不方便
价格普遍较高;市场认识度较低;民用智能锁一般留有机械应急钥匙孔,存在安全漏洞
提醒:
世界上没有绝对安全的锁,防开锁与开锁技术就像矛与盾一样,两者都在不停地进步发展。
机械锁感觉比较实用,价格较低;智能锁是现代社会锁具的发展方向,安全性较高,操作也方便,但同时也存在一些劣势,消费者在选择的时候,需要多方面考虑后再做抉择。
智能锁是指区别于传统机械锁,在用户识别、安全性、管理性方面更加智能化的锁具。
智能锁利用电子技术、集成电路设计、大量的电子元器件,结合多种创新的识别技术制成。
密码锁:
通过密码来开锁,可分为机械密码锁和键盘密码锁两种
感应锁:
IC卡锁:
又分接触式IC卡锁与非接触式。
接触式的要将卡插锁锁缝,将芯片锁的内部读卡器接触非接触式就是不用这一过程,只需要将卡与锁的读卡器靠在一起就可以
电磁锁:
应用电磁原理制成,电磁力达几百公斤,上锁状态下,一般人跟本无法拉开。
致命点,停电就无法关门,故一般用在有人值守的通道门,用于房间门需与机械锁配套使用
生物锁:
随着生物识别技术发展,出现了指纹锁,掌纹锁,视网膜识别锁等
智能锁一般需要用电或电池使之工作,而如果出现停电等情况,智能锁就无法开合。
因此国家规定,民用智能锁应当加配应急机械钥匙,产品质量规范以《中华人民共和国公共安全行业标准(GA701-2007)》为主要依据。
A级防盗锁弹子结构为单排弹子或十字锁,钥匙主要有一字钥匙和十字钥匙。
A级锁芯内部结构非常简单,仅限于弹子的变化,弹子槽少而浅。
B级锁钥匙为平板钥匙,有双排弹子槽,跟A级锁不同的地方在于钥匙面多了一排弯弯曲曲不规则的线条。
第3部分产品的设计
产品总体结构图如下:
图1.1总体结构图
图1.2分解图
1.螺栓2.壳体3.齿条插销4.齿轮5.销子6.锁芯7.锁芯套8.锁芯外套9.插销弹簧10.锁芯弹珠弹簧11.弹珠弹簧12.齿条
3.1锁芯
锁芯结构和零件图
图3.1锁芯结构
图3.2锁芯零件图
锁芯材料选择及加工:
表3.1锁芯机械加工工艺工程卡
机械加工工艺卡
产品型号
零(部)件图号
产品名称
锁芯
零(部)件图号
材料牌号
铜H80
毛坯种类
铸铜圆柱
毛坯尺寸
∅17x80
每毛坯可制件数
每台件数
工序号
工序名称
工序内容
车间
设备
工艺设备
工时
夹具
刀具
量具
准终
单件
10
装夹
将毛坯装夹在机床上
20
检
检验校正
30
车
夹持工件伸出40mm加工车出∅14的外圆及端面
金工
CJ9518/200
40
钻
端面钻孔深度23mm±1mm
金工
CJ9518/200
∅8mm中心钻
50
铣
铣弹珠钥匙槽,
1)铣∅1.5mm
2)铣∅3mm
金工
Zx50C
∅1.5mm∅3mm铣刀
60
装夹
调头装夹
70
车
夹持工件伸出80mm车外圆∅6h7倒角为R1
金工
CJ9518/200
80
铣
铣键槽
金工
Zx50C
∅2mm
90
检
检验
金工
3.2锁芯套
锁芯套结构参数:
图3.3锁芯套结构参数
锁芯套材料选用及加工:
材料选用黄铜H80,先铸造毛坯再对毛坯进行外圆及端面加工,接着进行钻孔加工。
因为是小零件,所以使用的机床同样是小型机床(CJ9518/200、Zx50C)内孔尺寸配合为∅14H8/f7,外圆尺寸配合为∅30H7/s6
3.3锁芯弹珠
锁芯弹珠的结构参数:
图3.4锁芯弹珠的结构参数1
图3.5锁芯弹珠的结构参数2
锁芯弹珠的材料选用及加工:
材料选用45#钢,铸造成型。
此弹珠设计采用的是两颗弹珠为了设计方便,所以采用的尺寸大小比较单一,实际使用中可以是多颗的结构。
3.4弹簧的选用
此产品有两种弹簧,都选用标准弹簧。
锁芯弹珠弹簧(YⅡ0.4x2x4x3.5GB/T1973.3-S)和插销弹簧(YA1.2x1.2x26左GB/T2089)
图3.6弹簧
3.5锁芯外套
锁芯外套的结构参数:
图3.7锁芯外套的结构参数
锁芯外套材料选择及加工:
锁芯外套的材料选用ABS塑料,用注塑模加工,这样更节省材料成本,也方便加工。
3.6销子齿轮
销子齿轮的选用:
由于销子齿轮属于是标准件,所以本节将它们放在一起。
图3.8销子齿轮
图3.9销子齿轮参数
齿轮的齿形为渐开线型齿轮,根据给出尺寸直接选用标准件,齿轮模数选自GB/T1357-1987。
选自GB/1095-2003键2x2x10。
配合为轴N9毂JS9。
3.7插销
插销的结构参数:
图3.10销子参数
插销材料选用及加工:
材料选用45#钢,首先进行铸造再进行外圆加工,车床选用CJ9518/200。
3.8齿条
齿条的结构参数
图3.11齿条参数
齿条材料选用及加工:
齿条材料为45#钢与其配合采用过渡配合∅6H8/h7,先进行铸造成型,再进行钻孔和渐开线齿形加工。
3.9壳体
壳体的结构参数:
图3.12壳体结构参数1
图3.13壳体结构参数2
壳体材料选用及加工:
由于壳体没有特殊表面粗糙度要求,所以壳体材料选用灰口铸铁,先进行铸造然后进行钻孔,再进行攻丝作出标准螺纹孔。
3.10螺栓的选用
螺钉选用:
螺钉选用GB/T65M3x10
图3.14螺钉选用
第4部分课题总结
4.1课题总结
本产品结构设计有创新并且用到许多的专业知识,比如零件的配合、材料的选用、机床的选用、机床刀具的选用、零件加工工艺过程卡的编制以及软件的辅助等。
通过这个产品设计让我对专业知识有了更深入的了解,机械生产看似一个小小的选择,其实是牵一发而动全身的抉择。
4.2课题优点与不足
不足:
由于专业知识不足,零件设计未进行材料力学地分析以及对机床刀具加工范围不了解,所以在尺寸设计和材料选择时略有不足之处。
优点:
产品的设计有创新,表现出了当代大学生的创新精神,充分运用所学专业知识。
第5部分提交资料
5.1产品说明书:
【使用说明】将锁具部分安装在储物柜,或者储物格上,每把锁都配有单独钥匙。
【功能】具有储物防盗的功能。
【特点】与A级锁比较,简化了锁具的结构,提高了产品的安全性能。
【产品图示】
5.2机械锁零件图纸
图纸可查阅设计部分,图纸列表如下:
图号
名称
1.1
总体结构
1.2
分解部分
3.1
锁芯结构
3.2
锁芯零件
3.3
锁芯套结构
3.4
锁芯弹珠的结构1
3.5
锁芯弹珠的结构2
3.7
锁芯外套
3.9
销子齿轮
3.10
销子
3.11
齿条
3.12
内壳体
3.13
外壳体
致谢
在完成本篇毕业论文的过程中,我得到了许多老师和同学们的帮助,是他们的无私帮助给了我信心,并为了我的论文付出了心血和精力,在此请允许我向他们表示最衷心的感谢!
首先,我要感谢我的指导老师赵鹏展老师。
本篇论文从提纲到初稿乃至成稿,都经过他精心的指导和修改,提出了严格的要求和许多宝贵的意见。
可以说,我的整篇论文凝聚着他的心血,真的十分感谢赵老师。
其次,我要感谢我的同学们,是他们的热情的帮助才使我能更好的完成本篇论文的设计。
最后,我要感谢所有参考文献的作者。
我的论文是建立在他们的研究基础上的,是他们如此优秀与有益的成果,才使得我的论文增色不少。
参考文献
[1]秋卉颖胡静《机械制图》北京交通大学出版社
[2]张春荣支保军《公差配合与测量技术》北京交通大学
[3]马敏莉《机械制造工艺编制及实施》清华大学出版社
[4]丁文溪《机械工程材料》中国传媒大学出版社
[5]林清安《ProE4.0综合教程基础入门》北京:
电子工业出版社,2009
原创性声明
本人郑重承诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
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1.设计(论文)的内容包括:
1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)
2)原创性声明
3)中文摘要(300字左右)、关键词
4)外文摘要、关键词
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6)论文主体部分:
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7)参考文献
8)致谢
9)附录(对论文支持必要时)
2.论文字数要求:
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3.附件包括:
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2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画
3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印
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5.装订顺序
1)设计(论文)
2)附件:
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订
3)其它
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