1緒論.12設(shè)計(jì)任務(wù).13設(shè)計(jì)理念.23.1概念設(shè)計(jì).23.1.1夾具的分類.23.1.2夾具的功用.33.1.3夾具的組成.43.2選擇夾具的類型.43.3確定夾具的零件.54實(shí)體建模.54.1底座的設(shè)計(jì).54.2鉆套的設(shè)計(jì).64.3螺旋夾緊定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).94.3.1支承塊的設(shè)計(jì).94.3.2V形壓頭的設(shè)計(jì).104.3.3套筒和螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).115夾具的裝配.146工程圖.167裝配仿真.177.1進(jìn)入機(jī)構(gòu)模塊.177.2定義伺服電動(dòng)機(jī).187.3結(jié)果回放及捕獲.218結(jié)束語.22致謝.23參考文獻(xiàn).2311緒論當(dāng)前三維設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)很高的境界,它能為產(chǎn)品開發(fā)人員提供更先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)手段,具有形象生動(dòng)、直觀明了、快速響應(yīng)等設(shè)計(jì)特點(diǎn),其開發(fā)過程很符合設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思維1。三維開發(fā)平臺(tái)的出現(xiàn)和完善,為增強(qiáng)企業(yè)的開發(fā)能力、提高設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。三維開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用和推廣,可謂是傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)的一次革命；三維立體設(shè)計(jì)逐步替代傳統(tǒng)的二維平面是必然的趨勢目前,市面上可供選擇的軟件有很多,主要包括高端的Pro/Engineer,I-DEAS,UG,CATIA和中端的Solidworks,SolidEdge等3D設(shè)計(jì)軟件2。這些軟件的一個(gè)共是它們都具性就備了尺寸參數(shù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及虛擬裝配技術(shù)；尤其是高端的3D設(shè)計(jì)軟件還具備了智能化、集成化、并行化、模塊化、相關(guān)性等特點(diǎn)，這些技術(shù)一般都能滿足用戶設(shè)計(jì)的各項(xiàng)諸如設(shè)計(jì)、計(jì)算分析、制造、虛擬裝配、干涉檢查、有限元分析、動(dòng)分析等高級(jí)CAD的需求4。Pro/Engineer系統(tǒng)是美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC）的產(chǎn)品。PTC公司提出的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念，開發(fā)出來的第三代機(jī)CAD/CAE/CAM產(chǎn)品Pro/Engineer軟件能將設(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過程集成到一起，讓所有的用戶能夠同時(shí)進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造工作，即實(shí)現(xiàn)所謂的并行工程3。Pro/Engineer采用技術(shù)指標(biāo)化設(shè)計(jì)、基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。Pro/Engineer系統(tǒng)用戶界面簡潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣。整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫上，具有完整而統(tǒng)一的模型。2設(shè)計(jì)任務(wù)夾具作為一種重要的機(jī)械元件，其規(guī)格和型號(hào)比較繁多，傳統(tǒng)的開發(fā)過程繁瑣、效率低下、繪圖量大，Pro/E作為一款高效快捷的CAD/CAM軟件，克服了以上的不足之處，大大提高設(shè)計(jì)人員的開發(fā)速度，本文將著重就Pro/E的實(shí)體建模、虛擬裝配、機(jī)構(gòu)仿真等功能通過夾具的設(shè)計(jì)進(jìn)行深入和全面的研究。設(shè)計(jì)的具體要求為：(1)實(shí)現(xiàn)零件設(shè)計(jì)。(2)零件和部件的裝配。(3)工程圖樣的生成。2(4)運(yùn)動(dòng)仿真。3設(shè)計(jì)理念使用Pro/E軟件進(jìn)行虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)總的來說有倆種設(shè)計(jì)方法，它們分別是由底向上的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和自頂向下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。由底向上的的產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是先設(shè)計(jì)好產(chǎn)品的各個(gè)零部件，然后再把各個(gè)零部件逐一裝配成完整產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法。由底向上的設(shè)計(jì)方法是一種比較簡單、低級(jí)的方法，其設(shè)計(jì)思路比較清楚，設(shè)計(jì)原理也容易被廣大用戶接受，但是其設(shè)計(jì)理念還不夠先進(jìn)，設(shè)計(jì)方法不夠靈活，還不能完全適應(yīng)現(xiàn)代設(shè)計(jì)的基本要求。這種方法主要應(yīng)用于一些已經(jīng)比較成熟的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程，可以獲得比較高的設(shè)計(jì)效率5。由頂向下的裝配設(shè)計(jì)與由底向上的設(shè)計(jì)方法正好相反。設(shè)計(jì)時(shí)，首先從整體上勾畫出產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)關(guān)系或創(chuàng)建裝配體的二維零件布局關(guān)系圖，然后再根據(jù)這些關(guān)系或布局逐一設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的零件模型。在現(xiàn)實(shí)的虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，往往都是先設(shè)計(jì)出整個(gè)產(chǎn)品的外在概念和功能概念后，逐步對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)上的細(xì)化直至單個(gè)零件5。由頂向下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法因其設(shè)計(jì)方法靈活和修改容易等優(yōu)點(diǎn)，深受設(shè)計(jì)者喜愛。同時(shí)這種設(shè)計(jì)方法對設(shè)計(jì)者的要求較高，設(shè)計(jì)者不僅要熟練掌握Pro/E的各種應(yīng)用技巧，而且要對產(chǎn)品有完整的構(gòu)思。3.1概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)是根據(jù)產(chǎn)品的功能和尺寸要求，進(jìn)行產(chǎn)品功能創(chuàng)造、功能分解以及功能和子功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；進(jìn)行滿足功能和結(jié)構(gòu)要求的工作原理求解和進(jìn)行實(shí)現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)的工作原理載體方案的構(gòu)思和系統(tǒng)化設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)的過程是一個(gè)發(fā)散思維和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過程，是一個(gè)求解實(shí)現(xiàn)功能的，滿足各種技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的，可能存在的各種方案并最終確定綜合最優(yōu)方案的過程。3.1.1夾具的分類夾具的分類安專門化程度分類：（1）通用夾具3用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，作為機(jī)床附件提供給用戶，其特點(diǎn)是適應(yīng)性廣，但生產(chǎn)效率低，主要適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。（2）專用夾具專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計(jì)的夾具，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計(jì)制造周期較長、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，夾具將無法再使用，只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。（3）通用可調(diào)夾具和組成夾具其特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。組成夾具適用于相似零件的成組加工，與通用可調(diào)夾具相比，加工對象的針對性明確。（4）組合夾具組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具，其特點(diǎn)是靈活多變、通用性強(qiáng)、制造周期短、元件可反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。（5）隨行夾具隨行夾具是一種在自動(dòng)線上適用的夾具、與工件成為一體沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位，進(jìn)行不同工序的加工。按使用的機(jī)床分類：按所使用的機(jī)床不同，夾具可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等。按夾緊動(dòng)力源分類：根據(jù)夾具所采用的夾緊動(dòng)力源不同，夾具可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具等【17】。3.1.2夾具的功用（1）穩(wěn)定保證工件的加工精度用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受人工技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。（2）減少輔助工時(shí)，提高來動(dòng)效率