proe手压阀设计课程设计.docx
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proe手压阀设计课程设计
前言
ProE是由美国PTC公司推出的一套博大精深的三维CAD\CAM参数化软件系统,它的内容涵盖了产品概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图的输入、生产加工成产品的全过程,其中还包括了大量的电缆和管道布线、模具设计与分析等使用板块。
其应用领域包括航空航天、汽车、机械、数控加工、电子等诸多行业。
由于其强大而完善的功能,ProE几乎成为三维CAD\CAM领域的一面旗帜和标准。
它在国外大学院校里已经成为学习工程必修的专业课程,也成为工程技术人员必备的技术。
随着我国加入WTO,一场新的工业设计领域的技术革命正在兴起,作为提高生产率和竞争力的有效手段,ProE也正在国内形成一个广泛应用的热潮。
我们的设计题目为手压阀。
它有阀体、弹簧、胶垫、调节螺母、阀杆、销紧螺母、手柄、销钉和球头等零件组成。
手压阀是开启或关闭液路的一种手动阀门,手向下压紧阀杆时,弹簧受压,阀杆向下移动,使入口和出口相通,阀门打开;松开手柄,因弹簧的作用,阀杆向上压紧阀体,入口与出口不通,阀门关闭
1、手动阀的零部件材料分析:
1.1、以综合力学性能为主时的选材
在机器制造业中,相当的机械零件,如轴类,杆类。
工作时受到不同程度的载荷和工作环境的制约,要求零件具有较高的强度和良好的塑性。
因此根据零件的受力情况的大小,选用中碳钢或者合金钢材料(如45号钢、40Cr钢等),并进行正火或者调质处理满足使用需求。
零件受力越大,零件选用的材料的综合力学性能也应越高。
1.2、以疲劳强度为主时的选材
交变载荷作用下的零件容易出现疲劳破坏,同时应力集中也是导致零件疲劳破坏的重要零件,如发动机的曲轴、轴承、齿轮等零件,应选用疲劳强度高的材料制作,并合理设计结构形状,制定正确的加工工艺来减少应力集中。
1.3、以磨损为主时的选材
(1)在工作条件下,磨损较大,受力小的零件,如各种量具,钻套等,选用高碳钢或者高碳合金钢,进行淬火,低温回火来获得高硬度的回火马氏体组织,满足耐磨需求。
(2)同时承受磨损和交变应力的零件,应选合适表面淬火、渗碳或者氮化后的钢材进行热处理。
手柄要求有较高的力学性能,通过观察发现,手柄是一个硬度高的材料,故选择45号钢作为手柄材料。
2、零件设计
2.1、调节螺母设计
调节螺母CAD图
图2-1调节螺母图
2.1.1调节螺母三维造型
首先打开ProE程序并点击草图,然后选择X-Y平面,在建模窗口中绘制一个直径为50的圆,如图2-2
图2-2草绘图图2-3拉伸图
点击完成草绘。
然后选择拉伸命令,输入拉伸长度26,结果图2-3再按下回车就可以得到最终效果图,如图2-4
图2-4拉伸实体图图2-5草绘图
选择旋转命令,再选择TOP草绘平面,绘制出如图2-5的图形
选择拉伸命令,在选择RIGHT草绘平面,绘制一个直径为25和一个直径为10的圆,
再选择
命令,输入拉伸长度10,依次选择
命令和
命令以及
命令,
在塞座的底面攻螺纹,螺旋扫描,点击切口选项设置,最后利用拉伸和旋转命令,去除材料得如图2-6
图2-6最终效果图
2.2、阀体设计
2.2.1阀体二维图
(a)主视图(b)左视图(c)俯视图
图2-7阀体三视图
2.2.2阀体三维造型
下面是用ProE对阀体的设计过程
首先打开ProE程序并点击草图,然后选择X-Y平面,在建模窗口中绘制如图2-8所示图形
图2-8草绘图图2-9拉伸图
再选择拉伸命令,拉伸长度为105,得如图2-9所示图形再利用拉伸命令,选择切除材料,得如图2-10所示图形
图2-10拉伸实体图
再在刚才切除面的对面使用拉伸命令,得如图2-11所示的图形
2-11拉伸实体图图2-12草绘图
然后选择筋命令,绘制如图2-12所示图形,厚度选择6,最终得如图2-13和2-14所示图形
图2-13加强筋图图2-14加强筋实体图
再通过拉伸命令得出如图2-15所示图形
图2-15拉伸图
再通过拉伸命令,得到如图2-16所示图形
图2-16拉伸图图2-17镜像图
然后通过镜像命令得到如图2-17所示图形再通过孔和倒角命令得到如图2-18所示图形
图2-18打孔图图2-19拉伸图
再通过拉伸和旋转命令,得到如图2-19所示图形
再利用螺旋扫描、切口命令,得到如图2-20所示图形,最终得到阀体的完整图图
图2-20最终效果图
2.3、手压阀手柄设计
下面是用ProE对阀体的设计过程
首先打开ProE程序并点击草图,然后选择X-Y平面,在建模窗口中绘制如图2-21所示图形
图2-21草绘图图2-22拉伸图
再利用拉伸命令,厚度为18,得到如图2-22所示图形再利用拉伸、切除材料得到如图2-23所示图形
图2-23拉伸图图2-24草绘图
再绘制出如图2-24所示图形,并利用拉伸和切除材料以及镜像命令得到如图2-25所示图形
图2-25拉伸图
选择草绘平面,绘制出如图2-26所示图形
图2-26草绘图图2-27拉伸图
再通过拉伸命令得出如图2-27所示图形再次利用拉伸命令得到如图2-28所示图形
图2-28拉伸图图2-29扫描图
再利用螺旋扫描、切口命令得到如图2-29所示图形
图2-30最终效果图
2.4、手柄的设计表达分析
手柄是属于轴类零件,轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。
它主要用来支承传动零部件,传递扭矩和承受载荷。
轴类零件是旋转体零件,其长度大于直径,一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。
根据结构形状的不同,轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。
手柄的结构设计是确定螺杆的合理外形和全部结构尺寸,为螺杆设计的重要步骤。
它由螺杆上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式,载荷的性质、方向、大小及分布情况,轴承的类型与尺寸,螺杆的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输,对螺杆的变形等因素有关。
可根据螺杆的具体要求进行设计,以下是一般轴类零件结构设计原则:
⑴节约材料,减轻重量,尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状。
⑵易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整。
⑶采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施。
⑷便于加工制造和保证精度。
3、装配
3.1、零件清单
编号
零件
名称
材料
数量
零件效果图
工程图
001
胶
垫
塑
料
1
002
球
头
塑
料
1
003
弹
簧
铝合金
1
004
阀杆
铁
1
005
销
钉
铝合金
1
006
锁
紧
螺
母
铝合金
007
调
节
螺
母
铝合金
1
008
手
柄
铁
1
009
阀
体
钢
1
3.2、装配图
图2-1实体装配图2-2装配图
3.3爆炸图
图2-3爆炸图
3.4装配注意事项
在实体装配中,我们可以运用匹配、对齐、插入、坐标系、相切、线上点、曲面上的点、曲面上的边、固定、缺省等十个约束命令。
在进行装配时,我们可以只用一种约束方式进行零件的装配,也可以用几种约束来进行装配。
在装配的过程中要注意各零件在造型时是否是有的是用了缺省命令,而有些却没有使用命令。
如果有,那么这两个零件将装配不起来,那就需要把缺省的零件改过来,改为不是缺省的。
在整个装配过程中,阀体采用缺省约束;紧接着装配阀杆,由于阀杆是可动零件,所以采用滑动杆连接;阀杆装配好后进行胶垫和调节螺母以及锁紧螺母的装配,调节螺母和锁紧螺母应采用刚性连接;在进行手柄的装配时,采用销钉连接;最后用销钉和进行固定,专配时采用刚性连接。
4力学分析结果
打开ProE软件,对打开手柄的ProE三维图形,在应用程序中点击Mechanica(M),点击材料选择铁steel,双击,材料分配,单击确定;
创建力或力矩载荷,如图4-1所示
图4-1手柄的受力
再点击位移约束,再点击Mechanica分析与研究,点击新建静态分析,单机确定,点击开始运行,同样新建模态分析,并运行,最后导出影片和HTMT报告,最后完成对手柄的结构分析
5对销钉进行CAM仿真加工
进入ProE软件,新建装配,装配所要加工的零件,单击右建缺省约束,选择自动工件,如图5—1所示,
图5-1自动工件
隐藏元件和坐标图标,建立基准坐标系(同选中间两表面和上表面);如图5-2所示,
图5-2坐标系建立
在步骤中点击操作,NC机床中选择机床,如图5-3所示,
图5-3机床选择
机床零点在新建坐标系,切削曲面设定为5,再选择切削体积块,拉伸,定义内部草绘,参照长方体四边,选择使用,画长方形,点击确定;如图5-4所示,
图5-4切削体积块
选择体积块粗加工,设定名称,选择刀具并应用,设定切削进给,步长深度,公差,跨度,允许轮廓坯件,安全距离和主轴转速,点击确定,如图5-4刀具的选择和图5-5切削进给的确定
图5-4刀具的选择
5-5切削进给的确定
鼠标选择体积块,点击完成序列,隐藏体积块,取消毛坯隐藏,点击播放路径,单击编辑,CL数据输出,最后完成输出,单击工具,进行后处理,最后输出G代码。
6、个人总结
时间飞逝,为期一周的proe课程设计已经结束。
这次课程设计对我来说可谓是受益匪浅,进一步巩固了我的理论知识。
本次课程设计的主要目的是进一步使学生了解PRO/E设计思想,提高运用PRO/E基础模块进行机械零件的三维建模、装配及仿真的能力,进一步巩固机械绘图与制图、读图及识图能力,加强学生强主设计能力。
通过这次课程设计我感觉我的这些能力都得到了质的提升。
通过这次课程设计我懂得了团队合作的重要性,遇到问题要自主寻求解决的办法,要努力的克服困难,敢于去面对困难。
在此期间不仅巩固了以往所学的机械制图知识,更加培养了自己的动手能力。
培养了自己严谨的工作态度。
Proe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。
所以这次课程设计为我以后工作打下了坚实的基础。
最后感谢王炳达老师这一周的悉心教诲。
7、附录
附录一:
零件原始数据
附录二:
工程图
- 配套讲稿:
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