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前 言
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)校里面做的最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，它是理論與實(shí)踐相連接的紐帶。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)習(xí)基礎(chǔ)及專業(yè)理論課后進(jìn)行的，是對(duì)我們?nèi)晁鶎W(xué)知識(shí)的一次綜合應(yīng)用，同時(shí)也有助于我們更好的吸收和消化各門理論課程，并真正做到活學(xué)活用知識(shí)的一次嘗試演習(xí)。因此本次設(shè)計(jì)是對(duì)我們?nèi)晁鶎W(xué)知識(shí)的反饋和總結(jié)。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是：對(duì)鋁電解電容器引線高效焊接機(jī)中的鋁線及CP送絲裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行參照設(shè)計(jì),并對(duì)其中的典型零件進(jìn)行數(shù)控加工.
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合了機(jī)械設(shè)計(jì)、數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程及三維造型等知識(shí)，應(yīng)用CAD、CAM軟件對(duì)對(duì)鋁電解電容器引線高效焊接機(jī)中的鋁線及CP送絲裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行參照設(shè)計(jì),并對(duì)其中的典型零件進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析及數(shù)控編程，最后加工出零件。這也是我在蘇州市光機(jī)電平臺(tái)頂崗實(shí)習(xí)的基本工作，在這段工學(xué)結(jié)合，理論與實(shí)際相結(jié)合的工作中，使我從實(shí)際操作能力，分析和解決問題的能力，到設(shè)計(jì)計(jì)算、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用并熟悉查閱資料方面的能力得到全面的提高，為今后參加工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、模具設(shè)計(jì)及制造等領(lǐng)域。由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，用戶對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量，價(jià)格，供貨時(shí)間，服務(wù)的要求越來越高，因此必須采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。在這種背景下，CAD/CAM技術(shù)越來越頻繁地應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)所用的CAD/CAM軟件有：PRO/E，MASTER CAM。鋁電解電容器引線高效焊接機(jī)是采用PRO/E進(jìn)行整機(jī)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行仿真，進(jìn)行必要的分析。
在競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的今天，隨著中國(guó)逐漸成為世界制造中心，傳統(tǒng)的加工方法必然會(huì)大量淘汰，先進(jìn)的制造技術(shù)取而代之。計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）是計(jì)算機(jī)在制造領(lǐng)域應(yīng)用的典型體現(xiàn)。Master CAM軟件具有強(qiáng)大造型功能，完整的車，銑，線切割加工系統(tǒng)，可以與典型的CAD系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，企業(yè)應(yīng)用相當(dāng)廣泛。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是運(yùn)用Master CAM軟件進(jìn)行自動(dòng)編程并且進(jìn)行典型零件的數(shù)控編程。在加工這一環(huán)節(jié)，主要是編制數(shù)控加工工藝，熟悉常用的刀具如銑刀，鉆頭，鏜刀等等，并且對(duì)刀具進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，懂得走刀路線，比較合理選擇切削用量（切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量），在做好以上步驟之后進(jìn)行仿真模擬加工，生成NC代碼，最后實(shí)際加工。
在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，由于本人能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中存在了許多的不足之處，希望各位老師能夠多加指教，并且在此感謝所有的老師對(duì)我的幫助和教育。
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第一章、鋁電解電容器引線高效焊接機(jī)
§1.1、研究本機(jī)國(guó)內(nèi)外科技創(chuàng)新發(fā)展概況和最新發(fā)展趨勢(shì)
鋁電解電容器上有兩根引線作為電容器的正、負(fù)引腳，電容器引線由一段鋁線與一段CP線（錫包鋼絲線）通過點(diǎn)焊、壓扁、切邊得到。以往的電容器引線生產(chǎn)主要采用分立的生產(chǎn)裝置分步生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較低。近幾年來，包括日本和中國(guó)臺(tái)灣在內(nèi)的國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)對(duì)電容器引線生產(chǎn)裝置進(jìn)行了大量的科技創(chuàng)新，電容器引線生產(chǎn)已基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)化生產(chǎn)，通過引進(jìn)、消化吸收，內(nèi)地已有廣東世宏、南通全隆等少數(shù)合資企業(yè)生產(chǎn)這種電容器引線自動(dòng)焊接機(jī)。當(dāng)前，世界上最先進(jìn)的電容器引線自動(dòng)焊接機(jī)可實(shí)現(xiàn)單根引線從送料、切斷、電弧焊接、壓扁、切邊、在線檢測(cè)、自動(dòng)分裝等功能，生產(chǎn)效率從過去的每分鐘120根提高到每分鐘220根。由于生產(chǎn)效率提高、勞動(dòng)強(qiáng)度降低，這種電容器引線自動(dòng)焊接機(jī)正在逐步替代原有的分立式生產(chǎn)裝置。
從市場(chǎng)調(diào)研中了解到，即使是最新型的電容器引線自動(dòng)焊接機(jī)，也很難徹底解決電容器引線的毛刺問題，這種毛刺是在對(duì)引線的沖壓切邊過程中形成的。而帶有毛刺的電容器引線在后續(xù)的電容器生產(chǎn)中，非常容易造成在電容器芯包卷繞過程中經(jīng)常產(chǎn)生毛刺刺破電解紙現(xiàn)象，造成斷帶或短路，是電容器生產(chǎn)工藝中一個(gè)難于解決的瓶頸問題。解決這一問題的關(guān)鍵是要針對(duì)電容器引線自動(dòng)焊接機(jī)研究新的切邊裝置，使生產(chǎn)出來的電容器引線不帶毛刺。此外，由于電容器行業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、規(guī)?；a(chǎn)，造成市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，電容器價(jià)格下降，電容器配件的價(jià)格也大幅下降，而制造電容器引線的原材料（如錫、鋁等）近兩年價(jià)格翻了幾倍，極大地壓縮了電容器引線生產(chǎn)企業(yè)的利潤(rùn)空間，惟有通過提高生產(chǎn)效率、提高成品率、節(jié)能降耗來降低生產(chǎn)成本，才能提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
本設(shè)計(jì)瞄準(zhǔn)這一發(fā)展趨勢(shì)，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上將對(duì)現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外最新型的電容器引線自動(dòng)焊接機(jī)進(jìn)行消化吸收再創(chuàng)新，使設(shè)計(jì)出的全自動(dòng)電容器引線雙路高效無毛刺焊接機(jī)能達(dá)到生產(chǎn)效率提高近一倍，采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)徹底解決引線的毛刺問題，并通過無氣源廢邊自動(dòng)吹掃裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，降低設(shè)備的能耗，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外在這一領(lǐng)域的空白，本設(shè)備與市場(chǎng)上現(xiàn)有同類產(chǎn)品性能對(duì)照如表1。新設(shè)備研制成功后，能迅速產(chǎn)業(yè)化，在最短的時(shí)間內(nèi)形成較大規(guī)模的生產(chǎn)能力和贏利模式。
設(shè)備名稱
性能
現(xiàn)有引線焊接機(jī)
在研的引線雙路高效無毛刺焊接機(jī)
生產(chǎn)方式
單引線
雙引線
生產(chǎn)速度
≤220根/分鐘
400根左右/分鐘
產(chǎn)品質(zhì)量
大部分有毛刺
基本無毛刺
能源消耗
3KW（其中空壓機(jī)2 KW）
1.5 KW
設(shè)備價(jià)格
11.5萬元
15萬元
表1
§1.2、研究本機(jī)的目的、意義
一、研究本機(jī)基于規(guī)模龐大的電容器產(chǎn)業(yè)
根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局對(duì)全部國(guó)有及年產(chǎn)品銷售收入在500萬元以上的非國(guó)有企業(yè)的統(tǒng)計(jì)，2006年電容器制造行業(yè)共有企業(yè)170家，從業(yè)人員3418萬人，資產(chǎn)總額76.87億元，產(chǎn)品銷售收入70.93億元，利潤(rùn)總額4.75億元。這些企業(yè)主要分布在華東地區(qū)。
從2002年到2007年，全球鋁電解電容器市場(chǎng)銷售額平均每年增長(zhǎng)7%。根據(jù)國(guó)家信息中心的數(shù)據(jù)，2004年我國(guó)鋁電解電容器的產(chǎn)量達(dá)700億只，占全球總產(chǎn)量約40%，銷售額約為70億元人民幣，2007年我國(guó)鋁電解電容起的產(chǎn)量將達(dá)到800多億只，占全球總產(chǎn)量約50%。由于PC產(chǎn)品和DVD視頻等AV產(chǎn)品在家庭中的普及，其主板、顯示器、電源上用鋁電解電容器的需求量會(huì)越來越大，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鋁電解電容器的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的拓寬?？梢灶A(yù)見，鋁電解電容器的生產(chǎn)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不僅不會(huì)萎縮，而將具有更強(qiáng)的生命力和更廣闊的發(fā)展空間。
電容器引線自動(dòng)焊接機(jī)作為鋁電解電容器上關(guān)鍵部件——電極引線的生產(chǎn)設(shè)備，必然會(huì)隨著電容器行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。
二、研究本機(jī)將提高張家港市及其周邊地區(qū)電容器引線生產(chǎn)的競(jìng)爭(zhēng)能力，推進(jìn)本地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整
張家港及其周邊地區(qū)有華虹電子、華圣電子、華婭電子、全榮電子、建云電子、季聲電子、新峰電子等幾十家有一定規(guī)模的電容器引線生產(chǎn)企業(yè)，共有各類引線焊接機(jī)2000臺(tái)左右，其中張家港市的電容器引線焊接機(jī)有600臺(tái)左右，江陰有大約300臺(tái)，南通大約有700臺(tái)，無錫大約有300臺(tái)。在這些設(shè)備中，大部分為80～90年代生產(chǎn)的落后引線焊接機(jī)。這些設(shè)備由于生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品有毛刺等問題，制約了企業(yè)的發(fā)展。
由于本機(jī)的技術(shù)先進(jìn)性，大大提高了設(shè)備的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，在設(shè)備投入增加不到10%、效率提高1倍的情況下，將大大降低引線的生產(chǎn)成本，據(jù)初步測(cè)算可降低成本20%左右。在同等生產(chǎn)規(guī)模的前提下，采用本設(shè)備可減少40%以上的設(shè)備投入，同時(shí)由于產(chǎn)品質(zhì)量的提高，大大提高了這些企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
本機(jī)的研究是對(duì)電容器系列生產(chǎn)設(shè)備研發(fā)的宏大計(jì)劃中的一個(gè)重要部分，隨著本項(xiàng)目和其它電容器生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，必將形成國(guó)內(nèi)電容器生產(chǎn)行業(yè)更為先進(jìn)的產(chǎn)業(yè)鏈，提升張家港市及其周邊地區(qū)電容器行業(yè)的技術(shù)水平和生產(chǎn)能力，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。
三、研究本機(jī)現(xiàn)有起點(diǎn)科技水平及已存在的知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況
本機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)對(duì)電容器生產(chǎn)的相關(guān)設(shè)備作了大量的研究，并針對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行了許多前期的市場(chǎng)調(diào)研和基礎(chǔ)研究。目前市場(chǎng)上最先進(jìn)的自動(dòng)引線焊接機(jī)采用自動(dòng)化控制技術(shù)、自動(dòng)焊接技術(shù)、在線檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)計(jì)數(shù)技術(shù)，整個(gè)生產(chǎn)過程由計(jì)算機(jī)控制，從送線、切斷、焊接、壓扁、切邊、檢測(cè)、分裝實(shí)現(xiàn)流水化作業(yè)。涉及鋁電解電容器引線生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)裝置的國(guó)內(nèi)專利主要有松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社的“鋁電解電容器引線的連接方法及其制造設(shè)備”（專利CN1122044，1996年）、臺(tái)灣陳漢廷的“一種電容器芯子引線部位結(jié)構(gòu)的改良及其專用的壓模裝置” （專利CN2888624，1994年）和臺(tái)灣陳學(xué)恒的“改良的電容器焊接引線” （專利CN12183026，1994年）等，其中以松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社的“鋁電解電容器引線的連接方法及其制造設(shè)備”研究比較完整，但也已經(jīng)是1996年的專利,近期未有其它相關(guān)方面的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
鋁電解電容器引線高效焊接機(jī)是在市場(chǎng)上最先進(jìn)的自動(dòng)引線焊接機(jī)基礎(chǔ)上克服了原有設(shè)備生產(chǎn)率低、產(chǎn)品有毛刺、用電量較大等缺點(diǎn)，使生產(chǎn)效率提高近1倍，產(chǎn)品質(zhì)量有大幅度提高。
單機(jī)雙路引線技術(shù)、無毛刺沖壓切邊技術(shù)、無氣源自動(dòng)廢邊吹掃裝置三項(xiàng)技術(shù)為我中心獨(dú)立開發(fā)的專有技術(shù)，其中無毛刺沖壓切邊技術(shù)已獲得國(guó)家發(fā)明專利受理。
科技查新報(bào)告查新結(jié)果顯示：未見有相同的采用雙路自動(dòng)焊接、復(fù)合切邊的鋁電解電容器引線生產(chǎn)設(shè)備的公開報(bào)道，未見有采用無氣源自動(dòng)廢邊吹掃裝置的公開報(bào)道。從查新結(jié)論可以看出，研究本機(jī)在鋁電解電容器引線生產(chǎn)設(shè)備上將填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到國(guó)內(nèi)同行業(yè)的先進(jìn)水平。
四、研究本機(jī)的國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)情況及產(chǎn)業(yè)化前景
如前所述，目前電容器引線焊接機(jī)的相關(guān)技術(shù)主要來自于日本和中國(guó)臺(tái)灣，國(guó)內(nèi)有一些合資企業(yè)已開始生產(chǎn)此類設(shè)備，市場(chǎng)上最先進(jìn)的引線焊接機(jī)都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制、自動(dòng)焊接、自動(dòng)在線檢測(cè)、自動(dòng)計(jì)數(shù)的流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)效率最高為220根/分鐘，但生產(chǎn)的引線針腳往往存在毛刺問題，影響了后續(xù)的電容器素子的制造，對(duì)于采用單機(jī)雙路引線技術(shù)和無毛刺雙向復(fù)合切邊技術(shù)的引線焊接機(jī)未有報(bào)道。
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)電容器引線的企業(yè)多集中在華東和華南地區(qū)，擁有電容器引線焊接機(jī)上萬臺(tái)，其中有很大一部分設(shè)備（通過市場(chǎng)調(diào)查，大約有80％以上設(shè)備為90年代落后的電容器引線焊接機(jī)或分立設(shè)備）已經(jīng)陳舊落后，急需更新?lián)Q代。高效率無毛刺的雙路焊接機(jī)由于其技術(shù)的先進(jìn)性將具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。此外電容器行業(yè)每年產(chǎn)量增長(zhǎng)7%左右。這樣，在國(guó)內(nèi)將有5000～6000臺(tái)電容器引線焊接機(jī)的需求量，按照每臺(tái)15萬的價(jià)格，市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到7.5～9億元，產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。
§1.3、本機(jī)要達(dá)到的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益
一、主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：
本產(chǎn)品批量投放市場(chǎng)后,2008年計(jì)劃生產(chǎn)銷售5～10臺(tái)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值75～150萬元人民幣，實(shí)現(xiàn)利稅20～45萬元人民幣；2009年計(jì)劃生產(chǎn)銷售20～30臺(tái)，實(shí)現(xiàn)銷售收入300～450萬元人民幣，實(shí)現(xiàn)利稅90～130萬元人民幣；2010年計(jì)劃生產(chǎn)銷售40～50臺(tái)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值600～750萬元人民幣，實(shí)現(xiàn)利稅180～225萬元人民幣。
二、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益：
根據(jù)前述分析，現(xiàn)有國(guó)內(nèi)市場(chǎng)此產(chǎn)品的需求量（設(shè)備更新?lián)Q代）大約有5000臺(tái)左右，并且每年還有400臺(tái)左右的增長(zhǎng)量，由于本產(chǎn)品比現(xiàn)有產(chǎn)品具有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，本產(chǎn)品的成本只比現(xiàn)有產(chǎn)品成本增加大約10%左右，而產(chǎn)量增加大約100%，產(chǎn)品質(zhì)量有較大提高，因此本產(chǎn)品具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。此外，國(guó)外市場(chǎng)的需求量每年也有大約2000～3000臺(tái)，本產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)也有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。據(jù)此將來按照市場(chǎng)占有率10%計(jì)算，本產(chǎn)品投放市場(chǎng)后將最終形成每年200臺(tái)左右的銷售量，年產(chǎn)值達(dá)到3000萬元人民幣左右。市場(chǎng)前景廣闊。
§1.4、本機(jī)主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
一、無毛刺沖壓切邊技術(shù)。
采用專利技術(shù)的無毛刺沖壓切邊方法和裝置實(shí)現(xiàn)兩個(gè)引線的同時(shí)切邊，并且切刀采用“反向預(yù)切三分之一，正向切除全部”復(fù)合切邊工藝，使引線兩側(cè)邊在切刀運(yùn)動(dòng)方向無毛刺，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
二、無氣源廢邊吹掃技術(shù)。
利用工作電機(jī)在工作間歇期間的動(dòng)力作用于安裝在設(shè)備上的一個(gè)壓氣裝置產(chǎn)生壓縮氣體，通過計(jì)算機(jī)控制噴嘴的開閉對(duì)剪切完的廢邊進(jìn)行吹掃。由于利用機(jī)器自身的動(dòng)能產(chǎn)生壓縮空氣進(jìn)行廢邊吹掃，無需外接氣源，省去了一套獨(dú)立的壓縮空氣系統(tǒng)，大大降低了能耗，單臺(tái)機(jī)器每月可節(jié)省成本近2萬，節(jié)能降耗。
§1.5、本機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程及裝配仿真圖
一、 工藝流程:
鋁絲和CP線開卷 矯直 間歇夾送切斷焊接 機(jī)械手搬運(yùn) 對(duì)齊 沖壓 切邊和吹掃 在線檢測(cè) 落料和裝袋。
一、 裝配仿真圖（圖1-1所示）
圖1-1
第二章、鋁線及CP送絲裝置設(shè)計(jì)
§2.1、鋁線及CP送絲裝置重點(diǎn)解決的關(guān)鍵技術(shù)問題
單機(jī)雙線送料機(jī)構(gòu)（同時(shí)送一根CP線和一根鋁線）同步技術(shù)
雙線送料機(jī)構(gòu)要求同步送進(jìn)CP線（在鍍銅鋼絲上再鍍錫）和鋁線，其同步性對(duì)電容器引線的長(zhǎng)度誤差有決定性影響。不同步會(huì)導(dǎo)致引線長(zhǎng)度出現(xiàn)較大誤差，在允許的長(zhǎng)度誤差≤0.1mm的技術(shù)要求下，必須保證送線的同步。其技術(shù)難點(diǎn)在于：由于送線的同時(shí)要對(duì)二根料線進(jìn)行矯直，這樣造成送線機(jī)構(gòu)的拉力較大，如果夾緊力不夠或不均勻會(huì)造成料線打滑，造成送進(jìn)的料線長(zhǎng)度不一致。解決的辦法是專門設(shè)計(jì)的同步夾緊機(jī)構(gòu)（平行四邊形機(jī)構(gòu)）實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)同步和夾緊力大小均勻。
§2.2、 Pro/E軟件簡(jiǎn)介
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design，簡(jiǎn)稱CAD）是一種計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)輔助人們對(duì)產(chǎn)品或工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法與技術(shù)，包括設(shè)計(jì)、繪圖、工程分析與文檔制作等設(shè)計(jì)活動(dòng)，它是一門多學(xué)科綜合應(yīng)用的技術(shù)，是一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。
CAD即是通過計(jì)算機(jī)和CAD軟件對(duì)“產(chǎn)品”進(jìn)行分析、計(jì)算、仿真、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能的調(diào)整與優(yōu)化、工程繪圖，把設(shè)計(jì)人員具有的最佳特性（創(chuàng)造性思維、形象思維與經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、綜合判斷與分析能力）同計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的記憶與檢索信息能、大量信息的高速精確計(jì)算與處理能力、易于修改、工作狀態(tài)穩(wěn)定且不疲勞的特性結(jié)合起來，從而大大提高了設(shè)計(jì)速度與效率，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低了設(shè)計(jì)成本。
Pro/e自問世以來，日趨盛行，已成為當(dāng)今世界最為普及的3D CAD/CAM設(shè)計(jì)系統(tǒng)。它集零件設(shè)計(jì)，產(chǎn)品裝配，模具開發(fā)、NC加工、鈑金件設(shè)計(jì)、反求工程、自動(dòng)測(cè)量、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、仿真、應(yīng)力分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、協(xié)同設(shè)計(jì)開發(fā)等功能于一體。
Pro/e在企業(yè)制造三維設(shè)計(jì)中占有極其重要的地位，已經(jīng)發(fā)展到了汽車、航空、造船等重要企業(yè)，比如國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)一汽、二汽，都分別使用它進(jìn)行整車的設(shè)計(jì)，而且是全三維應(yīng)用。在航空領(lǐng)域負(fù)責(zé)研發(fā)運(yùn)載火箭和衛(wèi)星的航空一院、二院、三院、五院，以及國(guó)內(nèi)船舶行業(yè)的軍船設(shè)計(jì)企業(yè)均采用Pro/e進(jìn)行研發(fā)與設(shè)計(jì)。鋁電解電容器引線高效焊接機(jī)也是采用Pro/e進(jìn)行整機(jī)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行必要的分析。
§2.3鋁線及CP送絲送料裝置總裝設(shè)計(jì)
一、鋁線及CP送絲送料裝置裝配示意圖如圖2-1所示（其裝配圖見附件1）
圖2-1 送料裝置
送料裝置中的各零件三維造型示意圖：
二、鋁線及CP送絲送料裝置中的零件三維圖：
1.焊接臺(tái)板（圖號(hào)12-14），如圖2-2
圖2-2 焊接臺(tái)板
2.隨動(dòng)件（圖號(hào)z_test_part_01），如圖2-3
如圖2-3 隨動(dòng)件
3. 位移壓板（圖號(hào)19-44），如圖2-4
圖2-4 位移壓板
4.位移擺臂（圖號(hào)19-42），如圖2-5
圖2-5 位移擺臂
圖2-6 上壓板
5.上壓板（圖號(hào)add_05），如圖2-6
6.CP線壓板座（圖號(hào)19-40），如圖2-7
圖2-7 CP線壓板座
7. CP線壓桿（圖號(hào)19-35），如圖2-8
圖2-8 CP線壓桿
8. T型壓桿（圖號(hào)19-36），如圖2-9
圖2-9 T型壓桿
9． 調(diào)整螺絲座（圖號(hào)19-26），如圖2-10
圖2-10 調(diào)整螺絲座
10. 支承（圖號(hào)19-31），如圖2-11
圖2-11 支承
11. 拉桿（圖號(hào)19-02），如圖2-12
圖2-12 拉桿
12.位移軸（圖號(hào)add_02），如圖2-13
圖2-13 位移軸
13.CP線壓塊（圖號(hào)19-33），如圖2-14
圖2-14 CP線壓塊
14. CP線送料套座(19-30) ，如圖2-15
圖2-15 CP線送料套座
15.支撐塊(圖號(hào)19-21) ，如圖2-16
圖2-16 支撐塊
16. AL送線固定座（19-14-4），如圖2-17
圖2-17 AL送線固定座
17.AL線壓塊（圖號(hào)19-17），如圖2-18
圖2-18 AL線壓塊
18.上固定塊（圖號(hào)19-20），如圖2-19
圖2-19 上固定塊
19. Al線滑塊（圖號(hào)19-22），如圖2-20
圖2-20 Al線滑塊
20.壓開斜塊（圖號(hào)19-19），如圖2-21
圖2-21 壓開斜塊
21. CP線送料擺桿（圖號(hào)01-06），如圖2-22
圖2-22 CP線送料擺桿
22.隨動(dòng)件（圖號(hào)bearing01-06），如圖2-23
圖2-23 隨動(dòng)件
23. CP線長(zhǎng)度調(diào)整螺桿（圖號(hào)01-09），如圖2-24
圖2-24 CP線長(zhǎng)度調(diào)整螺桿
24.送料擺桿支柱（圖號(hào)01-02-l），如圖2-25
圖2-25 送料擺桿支柱
25. AL鋁送料擺桿（圖號(hào)01-01），如圖2-26
圖2-26 AL鋁送料擺桿
26.調(diào)整墊片（圖號(hào)01-03），如圖2-27
圖2-27 調(diào)整墊片
27.凸輪（圖號(hào)17-03），如圖2-28
圖2-28 凸輪
28.位移板底座(圖號(hào)19-46)，如圖2-29
圖2-29 位移板底座
29. 位移板(圖號(hào)19-29) ，如圖2-30
圖2-30 位移板
30. 前后調(diào)整塊(圖號(hào)19-25) ,如圖2-31
圖2-31 前后調(diào)整塊
31. 送料凸輪(圖號(hào)17-06) ,如圖2-32
圖2-32 送料凸輪
32. 送料軸(圖號(hào)22-14) ,如圖2-33
圖2-33 送料軸
33.螺釘(圖號(hào)bolt-m5-1) ,如圖2-34
圖2-34 螺釘
34.彈簧擋板(圖號(hào)19-11) ，如圖2-35
圖2-35 彈簧擋板
35. AL鋁線壓塊（圖號(hào)19-10），如圖2-36
圖2-36 AL鋁線壓塊
36. T型桿取副塊（圖號(hào)19-32），如圖2-37
圖2-37 T型桿取副塊
37. 前后壓桿座（圖號(hào)19-40），如圖2-38
圖2-38 前后壓桿座
38. 位移擺桿（圖號(hào)19-43），如圖2-39
圖2-39 位移擺桿
39.凸輪固定塊（圖號(hào)17-19），如圖2-40
圖2-40 凸輪固定塊
40.凸輪（圖號(hào)17-08），如圖2-41
圖2-41 凸輪
41. 位移軸（圖號(hào)22-15），如圖2-42
圖2-42 位移軸
42. 位移凸輪（圖號(hào)17-17），如圖2-43
圖2-43 位移凸輪
43. AL線母絲座（圖號(hào)19-23），如圖2-44
圖2-44 AL線母絲座
44. 本體（圖號(hào)19-24），如圖2-45
圖2-45 本體
45.立桿（圖號(hào)19-16），如圖2-46
圖2-46 立桿
46. 螺釘（圖號(hào)bolt-m6），如圖2-47
圖2-47 螺釘
47. CP線壓桿（圖號(hào)19-34），如圖2-48
圖2-48 CP線壓桿
第三章、典型零件（凸輪）的數(shù)控加工
§3.1、 凸輪（17-03）三維造型過程
根據(jù)送料裝置的工作要求,選定凸輪(17-03)機(jī)構(gòu)的類型和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律后,可根據(jù)其它必要的給定條件,進(jìn)行凸輪輪廓線的設(shè)計(jì). 利用幾何法確定凸輪輪廓曲線誤差會(huì)比較大，而解析法則比較麻煩。故利用PRO/E其強(qiáng)大的造型功能,省時(shí)、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)出凸輪的輪廓.
下面是描述凸輪（17-03）的三維造型過程:
step1.：建立參考曲線curve1.：在 front面上繪制φ30的圓
Step2.：,拉伸為深度為6的圓柱體
Step3.：建立余弦升程曲線curve2：從方程，使用笛卡兒坐標(biāo)系輸入方程
x=t*pi*35.8*2*45/360
y=(39.4-35.8)/2*(1-cos(180*x*360/35.8/pi/45/2))
z=0
Step3.：建立余弦降程曲線curve3：從方程，使用笛卡兒坐標(biāo)系輸入方程
x=t*pi*35.8*2*45/360
y=(39.4-35.8)/2*(1+cos(180*x*360/35.8/pi/45/2))
z=0
Step4.：建立一個(gè)圖形（Graph）特征名稱為graph1：
（1） 進(jìn)如草繪模式，front面為草繪平面。
（2），選擇余弦升程曲線curve2然后保存副本，新建名稱為“17-03- curve2”
（2），選擇余弦降程曲線curve3然后保存副本，新建名稱為“17-03- curve3”
（3）執(zhí)行“插入(I)”—“模型基準(zhǔn)（D）”—“圖形（G）”
-- feature名為“CAM17-03”進(jìn)入草繪模式
(4) 以在繪圖面繪制一個(gè)坐標(biāo)，并以建立水平軸及垂直軸。
(5) 選擇下拉菜單“草繪(S)”--“數(shù)據(jù)來自文件（D）”—“文件系統(tǒng)”—調(diào)出副本余弦升程曲線curve2,比例為1,旋轉(zhuǎn)角度為0—拖動(dòng)副本曲線curve2,使得曲線下端點(diǎn)與坐標(biāo)系原點(diǎn)重合.
(6)同步驟(5),調(diào)出副本余弦降程曲線curve3,比例為1,旋轉(zhuǎn)角度為0—拖動(dòng)副本曲線curve3,使得曲線下端點(diǎn)與坐標(biāo)系X軸重合.
(7) 補(bǔ)全凸輪從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律圖
(8)關(guān)系式驅(qū)動(dòng)尺寸sd11～sd14
sd11 = pi*35*45/360
sd12 = pi*35*140/360
sd13 = pi*35*45/360
sd14 = pi*35*130/360
驅(qū)動(dòng)關(guān)系式:
(9)．確定,然后單擊 ?按鈕完成圖形特征“graph1”的創(chuàng)建。
Step5.：用可變截面掃描的命令生成凸輪曲面
執(zhí)行Insert（插入）→Variable Section Sweep（可變截面掃描）命令,選擇參考曲線curve1為Origin Traj（原始軌跡），執(zhí)行，僅進(jìn)入草繪模式繪制如圖所示截面，添加關(guān)系：sd3=35.8-15+evalgraph("cam17-03",trajpar*pi*30)
確認(rèn)后得到凸輪曲面。
Step6.：建立其他孔特征
執(zhí)行，進(jìn)入草繪模式，繪制如下圖所示截面，確認(rèn)完成。
Step7.：建立坐標(biāo)系:
Step8.：保存，然后保存副本“17-03”，類型為IGES(*igs)，坐標(biāo)系選擇
，輸出選擇“線框”+“曲面”，確定。
§3.2、 零件數(shù)控加工工藝分析
1.選擇加工方法
（1）.凸輪端面采用車削加工
（2）、對(duì)于凸輪曲面加工，可以選擇“粗銑—精銑”
（3）、 孔加工方法的選擇
孔加工之前，首先必須用鉆頭進(jìn)行定位，然后在鉆孔，此時(shí)獲得的孔的精度還不高，還必須用鏜刀進(jìn)行鏜孔，以期達(dá)到預(yù)定精度。
2．零件（17-03凸輪）的工藝卡片（見附件2）
§3.3、凸輪曲面 的Master CAM自動(dòng)編程操作
§3.3.1、 Master CAM的基本知識(shí)
Master CAM 軟件是美國(guó)CNC Software 公司開發(fā)的基于PC windows 的CAD/CAM系統(tǒng)。其系統(tǒng)具有強(qiáng)大完整的曲線、曲面、實(shí)體造型功能，可以與典型的CAD系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，尤其是其具有完整的車，銑，線切割等加工系統(tǒng)，能大大提高設(shè)計(jì)制造效率和質(zhì)量，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢(shì)，提高整體生產(chǎn)水平，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)/制造一體化。
刀具路徑的選擇:Master CAM9.0提供了多種加工刀具路徑，下面介紹各刀路的特點(diǎn):
1、二維曲線加工
（1）外形加工（Contour）
（2）挖槽加工（Pocket）
（3）面加工（Face）
2、鉆孔加工（Drill）
有鉆孔、攻螺紋、鏜孔等多種加工方式，以點(diǎn)確定加工位置。
3、曲面開粗（曲面粗加工）
（1）曲面挖槽加工（Pocket）
（2）高等外形加工（Contour）
（3）平行加工（Parallel）
（4）徑向加工（Radial）
（5）投影加工（Project） 將以有的刀路數(shù)據(jù)投影到曲面上進(jìn)行加工。
（6）曲面流線加工（Flow line）
（7）粗加工殘料清除（Rest mill）
（8）插入式加工（Plunge）
4、 曲面光刀（曲面精加工）
（1）平行加工（Parallel）
（2）等高外形加工（Contour）
（3）徑向加工（Radial）
（4）投影加工（Project）
（5）曲面流線加工（Flow line） （6）平行陡斜面加工（Par. steep）
（7）淺平面加工（Shallow）
（8）交線清角加工（Pencil） 對(duì)曲面相交位置進(jìn)行加工以清除殘料。
（9）殘料清除加工（Leftover）
（10）環(huán)繞等距加工（Scallop）
3.3.2 構(gòu)建加工模型
（1）進(jìn)入Master CAM 9.0系統(tǒng)的Mill模塊，執(zhí)行“主菜單” “F檔案” “V檔案轉(zhuǎn)換” “ IGES” “ 讀取”命令，選擇零件加工模型文件 “17-03.igs”。
（3）構(gòu)建加工范圍曲線、加工平面曲線、位置點(diǎn)。加工模型如下圖。
§3.3.3、 Master CAM自動(dòng)編程步驟
step1.：凸輪曲面粗加工
執(zhí)行“T刀具路徑”---“外形銑削”---“C串聯(lián)”，然后選擇凸輪外輪廓曲線—“E結(jié)束選擇”—“D執(zhí)行”
建立新的刀具φ30平刀，設(shè)置參數(shù)如下：
1.定義刀具
2.設(shè)置刀具參數(shù)如下：
3.外形銑削參數(shù)設(shè)定如下：
Step2.：凸輪曲面精加工
執(zhí)行“T刀具路徑”---“外形銑削”---“C串聯(lián)”，然后選擇凸輪外輪廓曲線—“E結(jié)束選擇”—“D執(zhí)行”
建立新的刀具φ10平刀，設(shè)置參數(shù)如下：
1. 定義刀具
2. 設(shè)置刀具參數(shù)如下：
3. 外形銑削參數(shù)設(shè)定如下：
生成刀具路徑如下：
Step3.：執(zhí)行執(zhí)行“T刀具路徑”---“O操作管理”---“V實(shí)體驗(yàn)證”，設(shè)置毛坯為圓柱體。
Step4.：執(zhí)行執(zhí)行“T刀具路徑”---“O操作管理”---“ P后處理”—“儲(chǔ)存NC檔”,命名為”17-03.NC”,生成NC代碼經(jīng)修改成為程序O0003：
刀號(hào)
刀具類型
H刀長(zhǎng)
D半徑
T05
φ30立銑刀
H05
T06
φ10立銑刀
H06
%
O0003;
G0G17G40G49G80G90G54
G91G30Z0
G30X0Y0
T05M06
G0X80Y-5.1596
加工凸輪輪廓的工件
G43H05Z200.
S180M3
Z5.
G1Z-8.F15.
G01X58.974Y-5.1596F30
G3X59.2Y0.R59.2F30.
X0.Y59.2R59.2
X-41.8607Y41.8607R59.2
G01X-41.9811Y41.739F30
X-42.3604Y41.3514F30.
X-42.8466Y40.8329
X-43.3221Y40.3041
X-43.7865Y39.7652
X-44.2398Y39.2164
X-44.6818Y38.6582
X-45.1123Y38.0906
X-45.5312Y37.514
X-45.9383Y36.9287
X-46.3335Y36.3349
X-46.7165Y35.7329
X-47.0873Y35.123
X-47.4456Y34.5056
X-47.7818Y33.898
X-48.0527Y33.3872
X-48.366Y32.77
X-48.6755Y32.1285
X-48.9724Y31.4803
X-49.2567Y30.8257
X-49.5284Y30.165
X-49.7875Y29.4983
X-50.0339Y28.8258
X-50.2678Y28.1478
X-50.4892Y27.4645
X-50.698Y26.776
X-50.8944Y26.0826
X-51.0782Y25.3845
X-51.2456Y24.6983
X-51.3752Y24.1278
X-51.521Y23.4353
。
。
。
X56.9915Y-14.0003
X57.2311Y-13.3268
X57.4569Y-12.6485
X57.6687Y-11.9658
X57.8664Y-11.2788
X58.05Y-10.588
X58.2192Y-9.8936
X58.374Y-9.196
X58.5142Y-8.4954
X58.6397Y-7.7922
X58.7504Y-7.0867
X58.8462Y-6.3791
X58.9242Y-5.6937
X58.9634Y-5.2828
G0Z200.
M5
M09
G91G30Z0
G30X0Y0
T06M06
X-25Y0
G43H06Z200.
S800M3
Z5.
G1Z-8.F15.
X46.2234Y-4.044F20
G3X46.4Y0.R46.4F20.
X0.Y46.4R46.4
X-32.8098Y32.8098R46.4
G01X-32.8325Y32.7866F20
X-33.117Y32.4959F20.
X-33.4183Y32.1747
X-33.7138Y31.846
X-34.0033Y31.5101
X-34.2867Y31.167
。
。
。
X44.815Y-10.011
X44.9757Y-9.5871
X45.1276Y-9.1601
X45.2706Y-8.7305
X45.4046Y-8.2985
X45.5295Y-7.8645
X45.6453Y-7.4288
X45.7518Y-6.9918
X45.849Y-6.5537
X45.9368Y-6.1148
X46.0152Y-5.6754
X46.0842Y-5.2359
X46.1437Y-4.7965
X46.1931Y-4.3621
X46.2212Y-4.0674
X54
G0Z200.
M05
M09
M30
%
其他加工步驟略；
最后加工出的零件實(shí)物圖下：
小結(jié)
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我的設(shè)計(jì)、加工綜合能力得到了進(jìn)一步提高 ，對(duì)我們?nèi)蘸蠊ぷ魇怯泻艽蟮膸椭虝?huì)了分析和解決問題的方法。且為我們以后的社會(huì)工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。社會(huì)是一個(gè)充滿競(jìng)爭(zhēng)的大舞臺(tái)，我們要在這個(gè)大舞臺(tái)上尋找一塊自己的立足之地就必須不斷的去豐富和充實(shí)自己，而緊張又短暫的叁個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲，這也就意味著我將以一種嶄新的姿態(tài)走向社會(huì)。因此也可以說這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的一次綜合應(yīng)用。也只有這樣才能認(rèn)識(shí)自己的優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)自己的不足，同樣發(fā)揮自己的長(zhǎng)處，做到學(xué)以致用。
回顧這段時(shí)間的設(shè)計(jì)真可以說是思緒萬千。從畢業(yè)設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，雖然我們已經(jīng)學(xué)過PRO/E三維實(shí)體造型，Master CAM軟件、數(shù)控加工工藝等專業(yè)課程，但實(shí)際的應(yīng)用能力還有一定缺欠，特別是靈活應(yīng)用能力。我的指導(dǎo)老師張福榮老師在設(shè)計(jì)過程中給了很大的幫助，他幫我理順?biāo)悸?，仔?xì)講解，把好多設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)傳授給我。我也始終抱著認(rèn)真、實(shí)事求是的態(tài)度，一絲不茍的去做，在設(shè)計(jì)過程中，我參閱了許多CAD/CAM、加工工藝、等方面的書籍?？朔嗽S多困難，按時(shí)完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，對(duì)三年學(xué)習(xí)的理論知識(shí)有了更深刻的理解。特別是數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)，加工的整個(gè)流程，為我以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，積累了知識(shí)和實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)。
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