CH1型小提琴琴柄銑床設計[機械畢業(yè)論文 答辯通過]_第1頁
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文檔簡介

需要CAD圖紙,咨詢Q4149516051章緒論11課題研究的背景SOLIDWORKS軟件作為現(xiàn)今首屈一指的三維軟件之一,憑借友好的界面、完善地裝配、仿真等優(yōu)秀性能。極大地降低了工程師的負擔,使工程師更專注于設計,在機械設計上的應用日趨廣泛,對整個機械行業(yè)的發(fā)展與成才有重大的促進作用。但是要掌握好一個工具,需要理論聯(lián)系實際,不斷摸索才能,不斷發(fā)揮其設計優(yōu)勢。應用SOLIDWORKS軟件設計“CH1型小提琴琴柄銑床設計”正是基于這個考慮進行選題。小提琴之所以能夠達到今日的如此完美,我們應該感激數(shù)百年傳統(tǒng)的制琴師傅。據(jù)歷史記載,在17,18世紀時,意大利的克雷莫納及布萊斯家兩地和奧地利、法國等歐洲國家,陸陸續(xù)續(xù)地出現(xiàn)了許多有名的小提琴制作家。在諸名家中要數(shù)意大利的斯特拉迪瓦里制作家最為著名,他制作的琴價值連城。而在中國,小提琴的制造也超過70多年的歷史。12課題研究的意義121小提琴的特點小提琴是擦奏弦鳴樂器的其中之一。在現(xiàn)代管弦樂隊弦樂組中擔任至關(guān)重要的角色。作為現(xiàn)代弦樂器中最小、聲音最高的樂器,小提琴主要的特點在于其悅耳的聲音、高超的演奏技巧以及動人的表現(xiàn)力?,F(xiàn)代的樂器大部分都是歷盡時代的考驗,革新而幸存下來的。人們從前人那里繼承樂器的制作和演奏技術(shù),然后自己在前人的基礎(chǔ)上不斷求變,進步。中世紀的歐洲,在還未出現(xiàn)正式的樂隊前,對樂器的標準化幾乎沒有要求。于需要CAD圖紙,咨詢Q414951605人們對自己手里的樂器作出無數(shù)次的試驗,一種又一種新式的樂器被研制出來了。小提琴的音色具有人聲的特點,演奏靈活,攜帶方便,表現(xiàn)力十分豐富。既能演奏抒情的旋律,也能演奏充滿技巧性的華麗樂章,也可以作為節(jié)奏樂器來使用。無論是在管弦樂隊中還是在喜愛音樂的人家中,小提琴都成為一件無法取代的樂器,被世人稱之為樂器中的皇后。122業(yè)余制作小提琴業(yè)余小提琴制作是非常吸引人的。許多小提琴愛好者都把業(yè)余制琴作為自己的愛好。為此音響物理學家和工程技術(shù)人員對小提琴的發(fā)音原理也在孜孜不倦地加以研究和改進。工具業(yè)余制作工具比較簡單,1、普通鋸子一把,又來斷料。2、窄鋸一把,用來鋸出曲線。3、平口鑿、小圓口鑿、大圓口鑿各一把的鑿柄可以同廢寬鋼鋸條改制。圓鑿的鑿柄部分要成鏟形彎曲,以便切削。4、粗細砂布若干。5、木刨子6、木柄小刀一把。7、鋼卷尺一把。8、木棒一根,搗膠時用。9、熬膠小鋁碗或鐵碗一個,適用的鍋子一口。10、金工用平口鉗一把。11約6英分到1英寸寬的軟毛油畫筆一支,涂漆用。13、10001200號水砂紙若干。主要工具大致這些。、12、可封口玻璃瓶一個,制備琴漆用。木料小提琴面板用料是云杉,也可以是魚鱗松或工業(yè)上制木模的東北松(紅松)也是可以。小提琴木材的開料方法是等分料法。與切西瓜那樣開料相似,所得到的板材在截面方向上看,年輪始終是垂直于木料平面,所以面板的木紋是直線狀的。一般來說,最適宜的木紋寬度是約每公分5到7條年輪,超出這個數(shù)字也可以。平時我們遇到的木料都是平行開料的,這樣就只有穿過圓木木芯的料才符合需要。如果其他板料上的年輪線都有傾斜和云紋,不適合應用。面板的木料需要兩塊。把木料木紋較密的側(cè)面用刨子刨平直,然后膠合起來,這樣就形成了中間木料密度大,邊上木料密度略小,這樣符合振動原理的小提琴面料坯料。需要CAD圖紙,咨詢Q414951605板木料用楓木或槭木,尺寸比面板長13毫米,即長373寬105厚16,也要把一邊“直縫”后膠合,以形成背板坯料。如果木料寬度夠大,用獨塊的背板也可以。1123現(xiàn)今小提琴制作如今,專業(yè)制作小提琴已經(jīng)擁有了完善,自動化,高效的一套設備,而“CH1型小提琴琴柄銑床設計”是小提琴琴柄生產(chǎn)的重要設備,對小提琴的音色及減輕工人勞動強度有重要作用。之前的設計都是應用AUTOCAD等二維軟件進行,本設計應用三維軟件SOLIDWORKS進行設計,既能保證整機設計中的關(guān)聯(lián)性(無論是零件圖與工程圖的關(guān)聯(lián),還是零件圖與裝配圖的關(guān)聯(lián),SOLIDWORKS軟件都能非常好的解決),又能應用相關(guān)的應力分析軟件對所設計的設備關(guān)鍵零件進行受力分析及優(yōu)化設計,是先進技術(shù)的具體應用。13課題研究的內(nèi)容本論文主要研究運用SOLIDWORKS對CH1型小提琴琴柄銑床進行設計。在設計過程中,了解SOLIDWORKS的各種功能。131SOLIDWORKS設計基礎(chǔ)熟悉SOLIDWORKS的工作環(huán)境;了解SOLIDWORKS的命令,掌握在SOLIDWORKS工作環(huán)境中文件的打開、保存、導入等基本操作,掌握三維建模流程。132草圖繪制掌握點、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法;掌握樣條、文字等高級幾何圖形的繪制方法;理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應用幾何約束;熟練應用陣列、實體轉(zhuǎn)換等草圖繪制工具;能綜合應用各種草圖繪制實體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。133基準特征參考幾何體的創(chuàng)建清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念;靈活運用各種建立基準點的方法;靈活運用各種建立基準軸方法;靈活運用各種建立基準面的方法;靈活運用坐標系的建立方法;能根據(jù)建模需要綜合應用各種參考幾何體。需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或13041397634134拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建模靈活運用拉伸特征的概念與建立方法;靈活運用旋轉(zhuǎn)特征的概念與建立方法;掌握掃描特征的概念與建立方法;靈活運用放樣特征的概念與建立方法;通過實踐能夠準確分析零件的特征,靈活運用拉伸和旋轉(zhuǎn)也正建立三維模型。綜合應用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實體。135工程圖設計靈活運用用戶自定義工程圖格式文件的方法;靈活運用建立標準三視圖,剖視圖,斷面圖,局部圖,輔助視圖等方法;靈活運用各種注釋的方法。136裝配設計靈活運用自底向上的裝配方法;靈活運用生成裝配體爆炸圖的方法;靈活運用SOLIDWORKS智能裝配技術(shù);靈活運用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制,并能夠在裝配體中設計子裝配體;靈活運用干涉檢查;靈活運用自上向下的裝配方法;靈活運用在裝配模型工程圖中添加零件序號;靈活運用生成裝配體材料明細表的方法。第2章SOLIDWORKS的詳細介紹5第2章SOLIDWORKS的詳細介紹21關(guān)于SOLIDWORKSOLIDWORKS公司成立于1993年,由PTC公司的技術(shù)副總裁與CV公司的副總裁發(fā)起,總部位于馬薩諸州的康克爾郡(CONCORD,MASSACHUSETTS)內(nèi)。當初的目標是希望在每一個工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實體模型設計系統(tǒng)。從1995年推出第一套SOLIDWORKS三維機械設計軟件至今已經(jīng)擁有位于全球的辦事處,并經(jīng)由300家經(jīng)銷商在全球140個國家進行銷售與分銷該產(chǎn)品。1997年,SOLIDWORKS被法國達索(DASSAULTSYSTEMES)公司收購,作為達索中端主流市場的主打品牌。22SOLIDWORKS的發(fā)展和榮譽SOLIDWORKS軟件是世界上第一個基于WINDOWS開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)。由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢,SOLIDWORKS公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務狀況和用戶支持使得SOLIDWORKS每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項的技術(shù)創(chuàng)新,公司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在19951999年獲得全球微機平臺CAD系統(tǒng)評比第一名。從1995年至今,已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎。其中僅從1999年起,美國權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SOLIDWORKS最佳編輯獎,以表彰SOLIDWORKS的創(chuàng)新、活力和簡明。至此,SOLIDWORKS所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明,使用它,設計師大大縮短了設計時間,產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。由于SOLIDWORKS出色的技術(shù)和市場表現(xiàn),不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星,也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達索公司以三億一千萬美元的高額市值將SOLIDWORKS全資并購。公司原來的風險投資商和股東,以一千三百萬美元的風險投資,獲得了高額的回報,創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀錄。需要CAD圖紙,咨詢Q414951605購后的SOLIDWORKS以原來的品牌和管理技術(shù)隊伍繼續(xù)獨立運作,成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司。SOLIDWORKS三維機械設計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的CAD產(chǎn)品。由于使用了WINDOWSOLE技術(shù)、直觀式設計技術(shù)、先進的PARASOLID內(nèi)核(由劍橋提供)以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)。SOLIDWORKS成為全球裝機量最大、最好用的軟件。資料顯示,目前全球發(fā)放的SOLIDWORKS軟件使用許可約28萬,涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費品、離散制造等分布于全球100多個國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場上,每年來自全球4,300所教育機構(gòu)的近145,000名學生通過SOLIDWORKS的培訓課程。據(jù)世界上著名的人才招聘網(wǎng)站檢索,與其它3DCAD軟件相比,SOLIDWORKS相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總合還要多,這一事實說明了越來越多的工程師和設計者使用SOLIDWORKS三維軟件,越來越多的企業(yè)需要SOLIDWORKS人才。23SOLIDWORKS軟件特點SOLIDWORKS軟件功能強大,易于操作,界面人性化,技術(shù)創(chuàng)新,組件繁多是SOLIDWORKS的五大特點。使得SOLIDWORKS三維軟件成為目前全球領(lǐng)先的三維CAD解決方案。SOLIDWORKS在設計時能夠為用戶提供不同的設計方案,通過方案的篩選,工程師能從中選擇合適的方案,從而在設計過程中降低設計的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中,SOLIDWORKS是設計過程比較簡便又通俗易懂的軟件之一。它不僅提供如此人性化的系統(tǒng),同時對每個工程師和設計者,乃至整個機械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。24本章小結(jié)SOLIDWORKS在現(xiàn)今社會階段逐漸廣泛應用,并且SOLIDWORKS公司對中國市第2章SOLIDWORKS的詳細介紹7場重點開發(fā),日后SOLIDWORKS應用將會更加完善,更加普遍。通過前文對SOLIDWORKS的深入了解后,往后會對SOLIDWORKS進行個別應用的分析,如建模,裝配,工程圖,力學分析等。需要CAD圖紙,咨詢Q4149516053章小提琴制作歷史與發(fā)展9第3章小提琴制作歷史與發(fā)展31小提琴史話小提琴有著悠久的歷史。相傳在2000多前,埃及有一個叫莫可里的音樂愛好者。在尼羅河邊散步時,偶爾踢到一個烏龜殼,他拾起來敲一敲,殼內(nèi)空氣受到振蕩,發(fā)出好聽的音樂聲。于是他就把這個能發(fā)出美妙聲音的烏龜殼帶回家里,終日拿在手上沉思默想。后來,他終于發(fā)明一種既能彈奏又能拉奏的烏龜殼琴。這就是當時的小提琴。也有另一種說法,小提琴是從一種名為維奧爾(VIOL)的古提琴演變而來,到16,17世紀時期,其構(gòu)造就固定下來,和現(xiàn)在的小提琴很相似。1需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976310當你身在意大利的薩倫諾打教堂,往上看那圓形拱頂。你的目光會被法拉利所畫的壁畫所吸引,這些壁畫可以追溯到大約十六世紀中葉,壁畫上的手持各類樂器的天使們在演繹動人的樂章。在這些樂器中,有最早被人發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)代弦樂器家族代表小提琴。它們看起來有三根弦,但歷史記錄的證據(jù)顯示,在中世紀,已經(jīng)有四弦樂器被人發(fā)現(xiàn)。雖然小提琴家族迅速普及歐洲,但小提琴的發(fā)源地還是在意大利。小提琴的發(fā)源故事源于意大利的北部,主要地點在米蘭地區(qū)和威尼斯。這些地方在接下來近兩個世紀中保持了在制造小提琴的顯著地位。第一個為世人所知的小提琴制造家是安德烈亞斯阿瑪?shù)伲ˋNDREASAMATI),他是著名的克萊莫納(CREMONA)學校的創(chuàng)始人,他于16世紀初期出生在那個地方??墒切√崆僖膊⒎鞘菤W陸本土的產(chǎn)物。在回教興盛的9世紀,小提琴的前身隨著阿拉伯人闖進歐洲世界,幾百年來,經(jīng)過重重革新,直到16世紀中葉,加了第四根弦,成為五度定音后,才定性為現(xiàn)今的面貌。在此之前也曾出現(xiàn)了幾種與小提琴相似的弓弦樂器,主要為社交場合營造歡愉的氣氛。32著名小提琴制造家阿瑪?shù)偌易逅麄冊陂L大兩個多世紀的時間里在意大利制造弦樂器領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位。這個家族中最先被記入史冊的是安德烈亞阿瑪?shù)伲ˋNDREASAMATI)(15051580),他是小提琴史上克里莫納王朝的創(chuàng)始人,或者說弦樂器制造者。他的孫子尼古拉(15961684)是阿瑪?shù)偌易逯凶钪囊晃唬男√崆僖蝮w型較他父親和伯父的琴要大而不同,而且它們的聲音也更有穿透力。瓜奈里家族克里莫納第二個小提琴制造王朝的最卓著的人是安德烈亞斯瓜奈里(ANDREAASGUARNERI)(16251690),他受到尼古拉阿瑪?shù)俚慕逃⒃≡谒?,當過他的徒弟。第3章小提琴制作歷史與發(fā)展11斯特拉迪瓦里家族安東尼奧斯特拉迪瓦里(ANTONIOSTRADIVARI)(16441737)聲稱從16671679年之間是尼古拉阿瑪?shù)俚膶W生。233小提琴的構(gòu)造雖然自16世紀以來,小提琴經(jīng)歷了幾次修正和改造。但它的結(jié)構(gòu)基本上保持不變。用一塊軟木來對前端(琴身)、后部和中間部分進行支承。琴的底部、頂部還有琴肋的角都需要用木塊進行加固。琴身部分打了兩個形似彎曲的“F”的洞,洞的下面附加了一個低音梁,與低一點的弦平行,支持弦的琴馬的一腳決定位置。在琴馬另一腳的下面是音柱,朝樂器背面縱向放置。在琴頸一端特別用硬木制成,。那是旋首,上面有調(diào)音弦軸。弦從這里開始通過指板、在琴頸頂部固定,越過琴馬到尾部的拉弦板,拉弦板被纏繞在底部的小鈕上。指板的起始處是弦枕。在琴身和琴背邊緣的裝飾叫做“花邊”。34小提琴旋首手工制作341旋首的制作兩側(cè)旋首的側(cè)面是由兩條S形的琴頭身曲線和構(gòu)成一個螺旋展開線的。首先在用鋸鋸去多余的木料后,大部分工作是用圓鏟來完成的。為了讓成品顯得生動,制作家們很少會用正統(tǒng)的螺旋展開線。他們在螺旋展開線中有意識地制造一些偏離。這種偏離是將螺旋線的一些部分進行壓縮,而另一些部分拉長,于是就出現(xiàn)了千姿百態(tài)的各種表現(xiàn)風格的旋首。配合螺旋線的另一個重要表現(xiàn)手法是凹面的深淺、角度和形狀、凹面的制作也是許多制作家表現(xiàn)自己的個性的重要手段。琴頭身的曲線不僅關(guān)系到審美和趣味,也關(guān)系到琴軸之間的關(guān)系,因此圖ERRORNOTEXTOFSPECIFIEDSTYLEINDOCUMENTERRORMAINDOCUMENTONLY旋首兩側(cè)加工需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976312圖ERRORNOTEXTOFSPECIFIEDSTYLEINDOCUMENTERRORMAINDOCUMENTONLY旋首背面加工需要在不影響弦和弦軸的使用前提下進行設計。342弦首的制作正面弦首的正面有弦槽,是安裝弦軸張緊琴弦的地方,為了美觀而又兼顧到牢固,弦槽的兩壁一般是制作成上薄下厚的。弦槽的形狀和厚度是很具有表現(xiàn)力的。形狀可以是直的,也可以略向外突出,可以較薄來表現(xiàn)輕巧,也可以較厚表現(xiàn)厚重。除美觀外,弦槽的功能是很重要的。其深度應該是使弦軸上弦時不會摩擦槽底,但槽底又有一定的厚度以保證琴頭的強度。343旋首的制作背面琴頭旋首的背面的形狀,仿佛一滴正在下滴的水珠。然而每個學派對旋首的背面形狀,和兩條凹槽的處理都獨具匠心。用各種不同的藝術(shù)手法來表現(xiàn)各自的風格和性格,比如尼古拉阿馬蒂的琴頭的背面形狀,略呈三角形,不是一個完整的半圓,向上延伸時很快收縮,頂部比較窄小。另外安斯特拉迪瓦里的琴頭背部的兩側(cè)線條,有一部分幾乎是平行的,只是到了很高的位置才突然收縮,在收縮出形成折角,他的琴頭背面的尾部是一個略帶方形的半圓弧,這個形狀又使用在背部下凹的兩條凹槽里,和琴頭正面的弦首凹槽里。對于手工琴來說,這一種技術(shù)就不是輕易地能做出了,起碼要需要多年的造琴經(jīng)驗,才能達到如此精湛的效果。這些細節(jié)的設計都體現(xiàn)出那些獨具慧眼的藝術(shù)巨匠們在創(chuàng)作時刻意表現(xiàn)的一種個性。他們要求自己的作品的每一個細節(jié),都與其他人截然不同。圖ERRORNOTEXTOFSPECIFIEDSTYLEINDOCUMENTERRORMAINDOCUMENTONLY旋首正面加工第3章小提琴制作歷史與發(fā)展1335本章小結(jié)小提琴由古至今,無論在皇室,還是民間,都是一種不可或缺的樂器。通過時間的推移,技術(shù)的不斷積累,師傅對小提琴的不斷改進。從手工到機械生產(chǎn),從單件到批量生產(chǎn),小提琴制作業(yè)猶如百花盛開般迅猛發(fā)展。下一章將會講述小提琴琴柄銑床工作原理以及制作過程。需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976314圖ERRORNOTEXTOFSPECIFIEDSTYLEINDOCUMENTERRORMAINDOCUMENTONLY琴柄銑床外觀圖第4章琴柄銑床設計41琴柄銑床的情況和特點根據(jù)上一章所提到的手工制作旋首,由于手工制作效率比較低,而且加工精度不夠高,制作出來的旋首,人為偏差比較大。另外,一般的普通機床加工旋首的工序比較復雜,而且由于旋首自身加工難度大,形狀與貝殼的螺旋弧度相似,貝殼的外形是流動的,遞進的,哪怕是到了最細小的地方,這個遞進依舊持續(xù)著,所以針對琴柄旋首的精密加工需要一套專用的機械設備。通過專用琴柄銑床的加工后,不但提高了出產(chǎn)的效率,而且加工精度穩(wěn)定,實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。本琴柄銑床主要通過一個特別的凸輪來決定旋首的形狀,跟配鑰匙的原理相似,凸輪的正面與側(cè)面邊緣在滾動過程中不斷變化,在此變化過程中通過縱進機構(gòu)的縱向移動和擺臂機構(gòu)的橫向移動來控制電東機的運動,并通過2級的鏈傳動使琴頭夾具實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動,在電動機和夾具不停運動的過程中,通過刀具的銑削,實現(xiàn)對旋首的完美加工。這就是整個琴柄銑床的工作原理。圖ERRORNOTEXTOFSPECIFIEDSTYLEINDOCUMENTERRORMAINDOCUMENTONLY琴柄旋首數(shù)據(jù)第4章琴柄銑床設計1542應用SOLIDWORKS軟件進行琴柄銑床零件圖設計421關(guān)于零件CH16機座建模圖ERRORNOTEXTOFSPECIFIEDSTYLEINDOCUMENTERRORMAINDOCUMENTONLY零件CH16機座需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976316(1)以前視面為草繪平面,選擇【直線工具】進行繪圖如圖44。(2)選擇【拉伸凸臺】命令,拉伸深度為16MM(如圖45)。圖44草圖輪廓圖45拉伸特征設置(3)根據(jù)圖紙,以該所在平面為草繪圖面,拉伸出兩筋板,并選擇拉伸切除命令切除成下圖形狀(如圖46)。(4)在筋板側(cè)面拉伸一長為315MM,寬為165MM,深度為20MM的凸臺(如圖47)。第4章琴柄銑床設計17圖46生成筋板圖47生成固定板(5)在凸臺的正面拉伸一個長為174MM,寬為84MM,深度為741的凸臺,并選擇【異型孔】命令,在其表面打上兩個M12的螺紋孔(如圖48)。圖48軸承座安裝位(6)零件上部分基本完成,之后以第一個拉伸的凸臺作為草繪平面,根據(jù)圖紙畫出該圖形,并拉伸,深度為8MM(如圖49)。需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976318圖49側(cè)面支承座安裝板位置(7)在同一平面上拉伸切除一個直徑為162MM,圓心位置如圖,深度為完全貫穿的圓柱,并在該平面拉伸切除一個直徑比此圓柱大8MM,且同心,深度為4MM的圓柱。(如圖410、圖411)第4章琴柄銑床設計19圖410旋轉(zhuǎn)套安裝位圖411局部放大圖(8)在步驟6中拉伸的凸臺上,各打上3個M12的螺紋孔。(如圖412,圖413)圖412側(cè)面支承座安裝孔位置圖413側(cè)面支承座安裝孔位置需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976320(9)在步驟7的平面上拉伸一薄壁圓柱,深度為48MM,并將貫通內(nèi)圓(如圖414、圖415)。圖414無縫管位置圖415通孔切除(10)在步驟7的平面上拉伸一長為90MM,寬為40MM,深度為6MM的凸臺,并在該凸臺上打2個M12的螺紋孔,深度為20MM(如圖416)。第4章琴柄銑床設計21圖416擺臂機構(gòu)安裝位(11)整個零件雛形已出,通過運用【鏡向】命令,將以上所作的特征,以一個面為中心面,鏡像復制出零件的另一部分(如圖417,圖418)。圖417鏡向命令效果圖418鏡向面與鏡向特征設置需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976322(12)在步驟1中拉伸的凸臺側(cè)面,緊貼步驟4中拉伸的凸臺的下方拉伸一凸臺,并打上4個M10的螺紋孔(如圖419、圖420)。圖419縱進機構(gòu)安裝板圖420螺紋孔位置(13)在步驟1中拉伸的凸臺另一側(cè)面,拉伸寬為160MM,并與該邊緣等高的凸臺。深度為20MM,并在其表面拉伸切除出8個直徑為18MM的孔(如圖421)。第4章琴柄銑床設計23圖421底座安裝孔位置422關(guān)于零件CH179軸座建模步驟需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976324圖422零件CH179軸座(1)以右視面為草繪平面,選擇【直線工具】進行繪圖,并選擇部分輪廓進行拉伸(如圖423、圖424)。圖423輪廓草圖第4章琴柄銑床設計25圖424拉伸特征設置(2)選擇【拉伸凸臺】命令,并運用圖1草圖,選擇其他部分拉伸凸臺(如圖425)需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976326圖425拉伸特征設置(3)選擇【基準面】命令,新建一個基準面1,并以該平面為草繪平面(如圖426)。圖426拉伸特征設置(4)運用【轉(zhuǎn)換實體引用】命令,將圖1的草圖復制到基準面1,并運用步驟2的方法拉伸實體(如圖427)第4章琴柄銑床設計27圖427拉伸特征設置(5)在步驟1拉伸的實體平面上,繪出草圖,選擇【拉伸切除】命令,切除實體,并運用倒角命令做出兩邊倒角(如圖428)。圖428拉伸切除草圖及設置需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976328(6)在步驟2拉伸的實體的上表面上,繪出四個直徑為11MM的圓,選擇【拉伸切除】命令,切除實體(如圖429)。圖429安裝孔位置(7)最后選擇【筋】命令,在基準面1上繪出一條直線,做出筋板(如圖430)。第4章琴柄銑床設計29圖430生成筋板423關(guān)于凸輪建模的研究與制作過程圖431變距變徑凸輪凸輪制作目的在各種機械設計中,當零件存在一些不規(guī)則的輪廓需要其從動件準確地實現(xiàn)某種預期的運動規(guī)律,而且用到自動機械和自動控制裝置的加工時,可以發(fā)現(xiàn)這些機械設計中都會有使用到一個凸輪機構(gòu),通過凸輪的路徑變化的過程,實現(xiàn)不規(guī)則的路徑加工。當一個盤狀凸輪的根據(jù)角度而改變半徑,稱為變徑凸輪,另外,一個盤狀凸輪的根據(jù)角度而改變距離,稱之為變距凸輪。此次CH1琴柄銑床就是通過一個不規(guī)則的凸輪,實現(xiàn)多變化,復雜的加工,此凸輪是依照CH1琴柄旋首去設計,在這凸輪的轉(zhuǎn)動過程中,使到各個機構(gòu)作出相應的機械運動,從而讓縱向和橫向以及旋轉(zhuǎn)同步變化。需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976330如下圖所示,工程圖上所繪出的就是本次所研究的凸輪,通過觀察分析發(fā)現(xiàn),下圖為凸輪的正視圖,側(cè)面剖視圖以及展開圖。第一,在正視圖中,可以得出,此凸輪的正面是根據(jù)角度的改變而發(fā)生半徑的變化,所以是變徑凸輪。第二,在凸輪的展開圖可以得出,根據(jù)角度改變而發(fā)生兩端距離的改變,所以是變距凸輪。由于要使到縱進機構(gòu),和側(cè)擺機構(gòu)同時作機械運動,所以此凸輪同時存在變徑和變距,稱之為變距變徑凸輪。這一點是整個設計得重中之重,也是整個設計的難點。下面將闡述凸輪建模的制作過程。圖432凸輪工程圖此次建模與一般的建模方式不同,此次運用【用2D轉(zhuǎn)3D】命令的方法通過導入AUTOCAD圖紙,降低作圖量,提高繪圖效率。建模步驟(1)方法1在觀察圖之后,通過計算獲得正視圖各點的坐標,運用【樣條曲線】命令,添加同樣數(shù)量的點,并按照所獲的坐標輸入各個點的數(shù)據(jù),從而繪出一條不規(guī)則的樣條曲線。方法2在分析圖紙后,將圖紙導入到SOLIDWORKS,之后將多余的線以及所有標注刪除。因為AUTOCAD的作圖有誤差,所以有部分輪廓可能會出現(xiàn)開環(huán)情況,運用【修復草圖】命令,將開環(huán)的草圖修復。由于再此種畫法上,只需要用到正視圖和展開圖,所以側(cè)面剖視圖也可以刪除。顯然方法2比方法1的做法更加靈活,簡單,而且節(jié)省時間。因此選用方法2。(2)運用【2D轉(zhuǎn)3D】命令,將正視圖投影到前視面,而展開圖則投影到上視面。并運用【對齊草圖】和【移動實體】命令讓兩個草圖關(guān)于一點第4章琴柄銑床設計31對齊。(3)由于凸輪裝配時只能運用一個面去配合,所以首先運用工具中的樣條曲線工具的【套合樣條曲線】命令將一段段的曲線合稱為一整條樣條曲線。然后,選擇輪廓進行拉伸實體,拉伸深度為16MM,終止條件為兩側(cè)對稱。變徑凸輪完成。圖433變徑凸輪(4)通過運用展開圖的3點建立基準面2,運用【轉(zhuǎn)換實體引用】命令,將展開圖轉(zhuǎn)到基準面2上。(5)運用【彎曲命令】將展開圖彎曲360并且將X軸位置改為0。圖434曲面彎曲(6)運用【曲面等距】命令,步驟5彎曲后的曲面等距。(7)運用【3D草圖】作出兩曲面之間的兩條直線,并通過【邊界曲面】命令作出一小部分的不規(guī)則曲面。(8)運用【曲面放樣】命令,通過選擇上一步的兩條直線作為輪廓,兩個曲面的邊界作為引導線,作出曲面后,運用【曲面縫合】命令將部分有縫隙的曲面修復,并運用【曲面延伸】命令將此曲面向內(nèi)延伸一定距離。需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976332并將此三個步驟鏡向到另一面。圖435曲面放樣(9)運用【曲面拉伸】命令,將草圖上半徑為200MM的內(nèi)圓拉伸。(10)運用【曲面剪裁】命令,選擇需要剪裁的曲面和選擇需要保留的部分,將前幾個步驟的部分曲面剪裁之后,最后得到圖紙上凸輪正面。圖436曲面剪裁(11)運用與上一步同樣的方法,作出凸輪與軸裝配的配合面。(12)由于到上一個步驟為止,凸輪正面所作出的都只曲面,而曲面內(nèi)部是空心的,所以此時運用【加厚】命令,將空心部分填充。變距凸輪完成。隨后并將變徑凸輪和變距凸輪組合在一起,成為一個實體。(13)運用【切除拉伸】命令,切出凸輪的輪輻。并鏡向到另一面(14)通過【凸臺拉伸】和【切除拉伸】,作出凸輪與軸和鍵配合部分,最后倒角。此變徑變距凸輪就完成了。第4章琴柄銑床設計3343應用SOLIDWORKS軟件進行琴柄銑床工程圖設計431關(guān)于零件CH116琴頭夾具工程圖設計圖437CH116琴頭夾具(1)選擇一個正視圖方向;(2)生成投影視圖,點擊【投影視圖】命令,在正視圖右側(cè)單擊左鍵,完成右視圖放置;(3)當前兩個視圖還不能完全表達零件特征,所以此時需要作出一個剖面視圖,選擇【剖面視圖】命令后,會有出現(xiàn)【草圖直線】命令,并在合適位置作出直線,并將剖面視圖放到合適的位置;(4)根據(jù)三維零件圖可知,夾具左右兩邊有4個安裝孔,和1個定位孔,所以此時還需要運用【斷開的剖視圖】命令,在右視圖上完成剖視圖;(5)零件特征已經(jīng)完全表達清晰后,此時開始對零件進行尺寸標注、公需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976334差標注、孔標注和表面粗糙度。(6)檢查工程圖是否出現(xiàn)錯誤后,填寫完整右下角的標題欄。(如圖432)圖438CH116琴頭夾具工程圖44應用SOLIDWORKS軟件進行琴柄銑床裝配圖設計第4章琴柄銑床設計35441關(guān)于裝配體CH170側(cè)擺機構(gòu)裝配圖設計圖439CH170擺臂機構(gòu)(1)插入零部件,首先將第一個零件“軸座”的原點與裝配體的原點重合,此時此零件被視為固定,然后再插入其他需要的零部件。(2)零部件插入完成后,開始進行零件配合,單擊【配合】命令,再選擇軸座的軸孔和銷軸的外圓柱面,點擊確認后SOLIDWORKS自動地將這兩個零件添加上同軸心的關(guān)系,隨后,將銷軸移動到合適的位置。(3)點擊銷軸圖示上左端的孔,及滾輪的內(nèi)孔,添加【同軸心】關(guān)系,然后選擇高級配合上的【寬度配合】,分別選擇銷軸左端上的兩平面,再點擊薄片參考,選擇滾輪左右兩平面,點擊確認后SOLIDWORKS自動地將這兩個零件添加上寬度的關(guān)系。隨后選上銷的圓柱面和銷軸上的孔,添上【同軸心】的關(guān)系。(4)點擊銷軸上右端平面,使得與鉸鏈板的一平面重合,并將各自的孔添上同軸心的關(guān)系。下鉸鏈板如是。并將銷安裝上。(5)鉸鏈板的另一個孔是連接擺臂,將鉸鏈板的孔與擺臂的孔賦予【同軸心】配合關(guān)系,并運用寬度配合使擺臂居于兩鉸鏈板中間。(6)擺臂的中部連接鉸鏈臂,鉸鏈臂連接支承座,同樣是運用【同軸心】與寬度完成配合,最后將銷安裝上。(7)成功裝配好后,點擊評估中得干涉檢查,確認無干涉后,選擇文件需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976336中的【從裝配體制作工程圖】。(8)選擇合適的投影視圖作為主視圖,并放置到圖紙上,運用【智能尺寸】命令,標上裝配體的整體尺寸。(9)運用注解上的【表格】命令上的【材料明細表】,點擊主視圖,生成明細表,并運用【零件序號】命令,給各零件標上序號及部分零件名稱。(10)檢查工程圖是否出現(xiàn)錯誤后,填寫完整右下角的標題欄。45應用SOLIDWORKS軟件進行琴柄銑床指定零件受力分析451CH19支承座零件受力分析過程圖440CH19支承座1在支承座的側(cè)面6個安裝孔添加夾具,則此6個孔將被視為固定點。第4章琴柄銑床設計37圖441添加夾具2在支承座的上表面添加一個近似導軌板、導軌、滑塊以及電機對上表面的重力的載荷,此載荷約為300N。圖442添加載荷3指定零件材質(zhì)后,點擊【下一步】,確認無誤后點擊【運行模擬】。圖443材料指定圖444運行模擬4點擊【顯示VONMISES應力】和【顯示位移】查看結(jié)果需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976338圖445CH19SIMULATIONXPRESSSTUDY應力STRESS圖446CH19SIMULATIONXPRESSSTUDY位移DISPLACEMENT5點擊【查閱結(jié)果完畢】后,點擊【生成報表】,系統(tǒng)將會自動生成一個WORK文檔。以下闡述的為報表內(nèi)容。第4章琴柄銑床設計39CH19支承座零件受力分析報表說明此為支承座,上方放置導軌板,導軌,滑塊以及電機。模型名稱CH19當前配置默認實體文檔名稱和參考引用視為容積屬性文檔路徑/修改日期需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976340表格41模型信息表格42材料屬性模型參考屬性零部件名稱A3模型類型線性彈性同向性默認失敗準則未知屈服強度700165E008N/M2張力強度151658E008N/M2SOLIDBODY1鏡向1CH19夾具名稱夾具圖像夾具細節(jié)鏡向1實體質(zhì)量10901KG體積000137987M3密度7900KG/M3重量10683NE畢業(yè)設計CH1CH19SLDPRTMAY011509322013第4章琴柄銑床設計41表格43載荷和夾具固定3實體6面類型固定幾何體載荷名稱裝入圖象載荷細節(jié)力3實體1面類型應用法向力值300N表格44網(wǎng)格信息網(wǎng)格類型實體網(wǎng)格所用網(wǎng)格器標準網(wǎng)格自動過渡關(guān)閉包括網(wǎng)格自動環(huán)關(guān)閉雅可比點4點單元大小111355MM公差0556773MM網(wǎng)格品質(zhì)高表格45網(wǎng)格信息細節(jié)節(jié)點總數(shù)17229單元總數(shù)9562最大高寬比例50969單元,其高寬比例100扭曲單元雅可比的0完成網(wǎng)格的時間時分秒000002計算機名PC201208032247表格46算例結(jié)果名稱類型最小最大STRESSVONVONMISES應力156318N/M2節(jié)242218183E006N/M2節(jié)66CH19SIMULATIONXPRESSSTUDY應力STRESS表格47算例結(jié)果(續(xù))名稱類型最小最大DISPLACEMENTURES合位移0MM節(jié)1000439744MM節(jié)923需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976343CH19SIMULATIONXPRESSSTUDY位移DISPLACEMENT名稱類型DEFORMATION變形形狀CH19SIMULATIONXPRESSSTUDY位移DEFORMATION名稱類型最小最大FACTOROFSAFETY最大VONMISES應力320907節(jié)66447911節(jié)242CH19SIMULATIONXPRESSSTUDY安全系數(shù)FACTOROFSAFETY第4章琴柄銑床設計44452CH179軸座零件受力分析圖447CH179軸座表格48模型信息模型名稱CH179左當前配置默認實體文檔名稱和參考引用視為容積屬性文檔路徑/修改日期筋1實體質(zhì)量24377KG體積0000348243M3密度7000KG/M3重量238894NE畢業(yè)設計CH1CH179左SLDPRTMAY241344002013需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976345表格49材料屬性表格410夾具與載荷夾具名稱夾具圖像夾具細節(jié)固定1實體4面類型固定幾何體載荷名稱裝入圖象載荷細節(jié)力1實體2面,1基準面類型應用法向力值50N表格411網(wǎng)格信息模型參考屬性零部件名稱灰口鑄鐵模型類型線性彈性同向性默認失敗準則未知屈服強度700165E008N/M2張力強度151658E008N/M2SOLIDBODY1筋1CH179左需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976346網(wǎng)格類型實體網(wǎng)格所用網(wǎng)格器標準網(wǎng)格自動過渡關(guān)閉包括網(wǎng)格自動環(huán)關(guān)閉雅可比點4點單元大小703735MM公差0351868MM網(wǎng)格品質(zhì)高節(jié)點總數(shù)13413單元總數(shù)7918最大高寬比例11525單元,其高寬比例1000126扭曲單元雅可比的0完成網(wǎng)格的時間時分秒000003計算機名PC201208032247名稱類型最小最大圖表ERRORNOTEXTOFSPECIFIEDSTYLEINDOCUMENT10網(wǎng)格信息細節(jié)表格ERRORNOTEXTOFSPECIFIEDSTYLEINDOCUMENTERRORMAINDOCUMENTONLY算例結(jié)果第4章琴柄銑床設計47表格413算例結(jié)果續(xù)名稱類型最小最大DISPLACEMENTURES合位移0MM節(jié)1000172579MM節(jié)189CH179左SIMULATIONXPRESSSTUDY位移DISPLACEMENT名稱類型DEFORMATION變形形狀CH179左SIMULATIONXPRESSSTUDY位移DEFORMATIONSTRESSVONVONMISES應力481214N/M2節(jié)779741980N/M2節(jié)943CH179左SIMULATIONXPRESSSTUDY應力STRESS需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或13041397634846本章小結(jié)通過工作原理,建模,裝配,工程圖,力學分析五部分的講述,對SOLIDWORKS應用和小提琴琴柄銑床的有了進一步認識,清楚明白了總的設計思路,靈活地運用各SOLIDWORKS命令實現(xiàn)小提琴琴柄銑床的加工,提高銑床加工的可能性。圖表414算例結(jié)果續(xù)名稱類型最小最大FACTOROFSAFETY最大VONMISES應力943644節(jié)9431455E006節(jié)779CH179左SIMULATIONXPRESSSTUDY安全系數(shù)FACTOROFSAFETY第5章三維建模的概述49需要CAD圖紙,咨詢Q414951605或130413976350第5章三維建模的概述第5章三維建模的概述5151零件圖設計要點(根據(jù)已有AUTOCAD圖紙,出三維圖要點)進行零件建模前,一般應進行深入的特征分析,搞清零件是由那幾個特征組成,明確各個特征的形狀,他們之間的相對位置和表面連接關(guān)系,然后按照特征的主次關(guān)系,按一定的順序進行建模。一個復雜的零件,可能是許多個簡單特征經(jīng)過相互之間的疊加、切除或相交組成。所以零件建模時,特征的生成順序十分重要,不同的建模過程雖然可以構(gòu)造出同樣的實體零件,但其造型過程及實體的構(gòu)型結(jié)構(gòu)卻直接影響到實體模型的穩(wěn)定性、可修改性、可理解性及實體模型的應用。尤其在二維圖紙上,我們能看到的只是零件的平面圖,而內(nèi)部特征則以虛線給予表示,另外還有零件的相貫線,這表示了各個特征相交

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