中性笔笔身自动装配设备设计说明书.doc
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1、 摘 要本文详细介绍了运用SolidWorks软件(3D 机械设计软件的标准)进行中性笔笔身自动装配设备自动化装配的设计。由于SolidWorks软件无论对零件设计,还是对整个机构设计都起了一个模拟仿真的作用,在SolidWorks软件中,我们可以直观,清楚地了解整个设计的外形,运作甚至是材料的分析。借助SolidWorks,将产品更快地投入市场。SolidWorks 提供无与伦比的性能和价值,它是技术创新的领先者,并且还拥有最大的用户群。没有其他CAD 系统可以帮助您快速准确地完成产品设计工作。本文先对SolidWorks软件作出简介,对此三维软件作出一系列的说明,而后对中性笔笔身自动装配设
2、备自动化装配进行介绍,并结合SolidWorks软件,将二者融会贯通。通过SolidWorks软件设计,从二维的AUTOCAD零件图纸,到三维的SolidWorks整个设备,大大地提高了设计的效果和效率,避免了工程师们在现实中出现的错误,切切实实地展现出三维软件的强大性能。 Abstract This paper introduces the application of SolidWorks software (3D mechanical design software standards) design pressure bar machine soundboard. Because So
3、lidWorks software for both parts design, but also to the whole mechanism design is a simulation function, in the SolidWorks software, we can visually, clearly understand the whole appearance of the design, operation and material analysis.With the help of SolidWorks, bring products to market more qui
4、ckly. SolidWorks provides incomparable performance and value, it is the leader in technological innovation, and also has the largest user group. No other CAD system can help you quickly and accurately complete the product design work.soundboard tohe three-dimensional software to make a series of ins
5、tructions, and then the various aspects of the introduction on the piano, to let the reader through the understanding of the piano soundboard, recognition of pressure bar machine, combined with SolidWorks software, the two together. Through the SolidWorks software design, AUTOCAD drawing from 2D to
6、3D, the SolidWorks the equipment, greatly improves the design efficiency, avoid the engineers in the emerging reality of error, so fabricate the soundboard pressure bar machine, soundboard is a very important part for piano, for the study of the machine is very meaningful.This paper first makes a br
7、ief introduction on the SolidWorks software, the three-dimensional software to make a series of instructions, and then the various aspects of the introduction on the piano, to let the reader through the understanding of the piano soundboard, recognition of pressure bar machine, combined with SolidWo
8、rks software, the two together. Through the SolidWorks software design, AUTOCAD drawing from 2D to 3D, the SolidWorks the equipment, greatly improves the design efficiency, avoid the engineers in the emerging reality of error, so as to show a strong performance of 3D softwareKeywords:SolidWorks;pian
9、o;The soundboard;Pressure bar machine第1章绪 论1.1 课题研究的背景SolidWorks软件作为现今首屈一指的三维软件之一,凭借友好的界面、完善地装配、仿真等优秀性能。极大地降低了工程师的负担,使工程师更专注于设计,在机械设计上的应用日趋广泛,对整个机械行业的发展与成才有重大的促进作用。但是要掌握好一个工具,需要理论联系实际,不断摸索才能,不断发挥其设计优势。应用Solidworks软件设计“中性笔笔身自动装配设备”正是基于这个考虑进行选题。1.2 课题研究的意义装配是整个生产系统的一个主要组成部分,也是机械制造过程的最后环节。装配对产品的成本和生产效率
10、有着重要影响,研究和发展新的装配技术,大幅度提高装配质量和装配生产效率是机械制造工程的一项重要任务。相对于加工技术而言,装配技术落后许多年,装配工艺已成为现代生产的薄弱环节。因此,实现装配过程的自动化越来越成为现代工业生产中迫切需要解决的一个重要问题。装配自动化在现代制造业中的重要性装配过程是机械制造过程中必不可少的环节。人工操作的装配是一个劳动密集型的过程,生产率是工人执行某一具体操作所花费时间的函数,其劳动量在产品制造总劳动量中占有相当高的比例。随着先进制造技术的应用,制造零件劳动量的下降速度比装配劳动量下降速度快得多,如果仍旧采用人工装配的方式,该比值还会提高。据有关资料统计分析,一些典
11、型产品的装配时间占总生产时间的53%左右,是花费最多的生产过程,因此提高装配效率是制造工业中急需解决的关键问题之一。自动化装配具备如下优点。1.1 装配效率高,产品生产成本下降。尤其是在当前机械加工自动化程度不断得到提高的情况下,装配效率的提高对产品生产效率的提高具有更加重要的意义。1.2 自动装配过程一般在流水线上进行,采用各种机械化装置来完成劳动量最大和最繁重的工作,大大降低了工人的劳动强度。1.3 不会因工人疲劳、疏忽、情绪、技术不熟练等因素的影响而造成产品质量缺陷或不稳定。1.4 自动化装配所占用的生产面积比手工装配完成同样生产任务的工作面积要小得多。1.5 在电子、化学、宇航、国防等
12、行业中,许多装配操作需要特殊环境,人类难以进人或非常危险,只有自动化装配才能保障生产安全。随着科学技术的发展和进步,在机械制造业,CNC,FMC,FMS的出现逐步取代了传统的制造技术,它们不仅具备高度自动化的加工能力,而且具有对加工对象的灵活性。如果只有加工技术的现代化,没有装配技术的自动化,FMS就成了自动化孤岛。装配自动化的意义还在于它是CIMS的重要组成部分。1.6 装配自动化的任务及应用范围所谓装配,就是通过搬送、联接、调整、检查等操作把具有一定几何形状的物体组合到一起。在装配阶段,整个产品生产过程中各个阶段的工艺的和组织的因素都汇集到一起了。由于在现代化生产中广泛地使用装配机械,因而
13、装配机械特别是自动化装配机械得到空前的发展。装配机械是一种特殊的机械,它区别于通常用于加工的各种机床。装配机械是为特定的产品而设计制造的,具有较高的开发成本,而在使用中只有很少或完全不具有柔性。所以最初的装配机械只是为大批量生产而设计的。自动化的装配系统用于中小批量生产还是近几年的事。这种装配系统一般都由可以自由编程的机器人作为装配机械。除了机器人以外,其他部分也要能够改装和调整。此外,还要有具有柔性的外围设备。例如零件仓储,可调的输送设备,联接工具库、抓钳及它们的更换系统。柔性是一种系统的特性,使这种系统能够适应生产的变化。对于装配系统来说,就是要在同一套设备上同时或者先后装配不同的产品(产
14、品柔性)。柔性装配系统的效率不如高度专用化的装配机械。往复式装配机械可以达到每分钟1060拍(大多数的节拍时间为2.54s。);转盘式装配机械最高可以达到每分钟 2000拍。当然,所装配的产品很简单,例如链条等;所执行的装配动作也很简单,例如铆接、充填等。对于大批量生产(年产量100万件以上)来说,专用的装配机械是合算的。工件长度可以大于100mm,质量可以超过50g。典型的装配对象如电器产品、开关、钟表、圆珠笔、打印机墨盒、剃须刀、刷子等,它们需要各种不同的装配过程。从创造产品价值的角度来考虑,装配过程可以按时间分为两部分:主装配和辅装配。联接本身作为主装配只占35%55%的时间。所有其他功
15、能,例如给料,均属于辅装配,设计装配方案必须尽可能压缩这部分时间。自动化装配机械,尤其是经济的和具有一定柔性的自动化装配机械,被称为高技术产品。按其不同的结构方式常被称为“柔性特种机械”或“柔性节拍通道”。圆形回转台式自动化装配机由于其较高的运转速度和可控的加速度而备受青睐。环台式装配机械,无论是环内操作还是环外操作或二者兼备的结构,都是很实用的结构方式。所以最初的装配机械只是为大批量生产而设计的。自动化的装配系统用于中小批量生产还是近几年的事。这种装配系统一般都由可以自由编程的机器人作为装配机械。除了机器人以外,其他部分也要能够改装和调整。此外,还要有具有柔性的外围设备。例如零件仓储,可调的
16、输送设备,联接工具库、抓钳及它们的更换系统。柔性是一种系统的特性,使这种系统能够适应生产的变化。对于装配系统来说,就是要在同一套设备上同时或者先后装配不同的产品(产品柔性)。柔性装配系统的效率不如高度专用化的装配机械。往复式装配机械可以达到每分钟1060拍(大多数的节拍时间为2.54s。);转盘式装配机械最高可以达到每分钟 2000拍。当然,所装配的产品很简单,例如链条等;所执行的装配动作也很简单了。现代技术的发展使得人们能够为复杂的装配功能找到解决的方法。尽管如此,全自动化的装配至今仍然只是在有限的范围是现实的和经济的。由于装配机械比零件制造机械具有更强的针对性,因而装配机械的采用更需要深思
17、熟虑,需要做大量的准备工作,不能简单片面地追求自动化,而应本着实用可靠而又能适应产品的发展的原则,采用适当的自动化程度,应用现代的计划方法和控制手段。1.7 机械装配自动化发展之路展望1.7.1 结合生产实际发展机械自动化技术先进装配技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产,才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。1.7.2 发展投资少、见效快的低成本自动化技术发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提
18、高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的发展需要和国情。我国机械装配业各企业有大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,若以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统,为我国机械装配业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。1.7.3 注重配套发展机械自动化技术现代自动化技术在机械装配中的应用就是在控制理论的指导下,对生产的物流和人的作用进行综合的研究,涉及到机械技术、
19、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术,必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化,广泛采用程序数控机床,以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术,要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作,既要发展主机,也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等,这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。1.3 课题研究的内容本论文主要研究运用SolidWorks对中性笔笔身自动装配设备进行设计。在设计过程中,
20、了解SolidWorks的各种功能。1.3.1 SolidWorks设计基础熟悉SolidWorks的工作环境;了解SolidWorks的命令,掌握在SolidWorks工作环境中文件的打开、保存、导入等基本操作,掌握三维建模流程。1.3.2 草图绘制掌握点、直线、矩形、弧度圆等基本图形的绘制方法;掌握样条、文字等高级几何图形的绘制方法;理解集合约束的概念并在草图绘制中熟练应用几何约束;熟练应用阵列、实体转换等草图绘制工具;能综合应用各种草图绘制实体和利用草图绘制工具完成草图绘。1.3.3 基准特征-参考几何体的创建清楚明白基于特征的建模方式、参数化思想等概念;灵活运用各种建立基准点的方法;灵
21、活运用各种建立基准轴方法;灵活运用各种建立基准面的方法;灵活运用坐标系的建立方法;能根据建模需要综合应用各种参考几何体。1.3.4 拉伸、旋转、扫描和放样特征建模灵活运用拉伸特征的概念与建立方法;灵活运用旋转特征的概念与建立方法;掌握扫描特征的概念与建立方法;灵活运用放样特征的概念与建立方法;通过实践能够准确分析零件的特征,灵活运用拉伸和旋转也正建立三维模型。综合应用扫描、放样、弯曲、镜向、阵列等特征建立各种实体。1.3.5 工程图设计灵活运用用户自定义工程图格式文件的方法;灵活运用建立标准三视图,剖视图,断面图,局部图,辅助视图等方法;灵活运用各种注释的方法。1.3.6 装配设计灵活运用自底
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