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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 關(guān)節(jié)式鉆床設(shè)計說明書 目錄 摘要 ............................................................. 1 ........................................................ 2 第 一章 緒論 ...................................... 錯誤 !未定義書簽。 題的來源與研究的目的與意義 ........................................................................節(jié)式鉆床的方案分析 .............................................................................................. 5 構(gòu)分析 ........................................................................................................... 機(jī)械結(jié)構(gòu)總體方案與布局 ........................................................................ 課題研究的內(nèi)容 ...................................................................................計基礎(chǔ) ...................................................................圖繪制 ......................................................................................準(zhǔn)特征，參考幾何體的創(chuàng)建 .................................................... 伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建 ..................................................程圖的設(shè)計 ..............................................................................配設(shè)計 ......................................................................................二章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計 ........................................... .................................................缸的選型計算 ........................................... 16 節(jié)式鉆床擺臂長度的設(shè)計 ................................. 17 進(jìn)電機(jī)的選型計算 ....................................... 18 傳動的設(shè)計計算 ......................................... 19 第三章 關(guān)節(jié)式鉆床各部分強度的校核 ............................... 20 承強度的校核 ............................................ 21 臂方管強度的校核 ........................................ 22 動軸強度的校核 .......................................... 26 第四章 結(jié)構(gòu)設(shè)計及三維建模 ..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................五章 零件加工工藝流程圖 ..................................................................................... 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 第六章 應(yīng)用 件對關(guān)節(jié)式鉆床指定零件進(jìn)行受力分析 ..................七章 三維軟件設(shè)計總結(jié) ..........................................................................................論 ............................................................ 36 致謝 ............................................................ 37 參考文獻(xiàn) ........................................................ 38 摘 要 關(guān)節(jié)式鉆床是能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按照擺臂旋轉(zhuǎn)的區(qū)域自行轉(zhuǎn)動鉆孔、攻牙的半自動 化設(shè)備。它可代替普通臺式鉆床加工空間固定，不能靈活移動鉆孔、攻牙的缺陷，能在擺臂旋轉(zhuǎn)的 360 度的區(qū)域里面完成任意位置任意工件的鉆孔、攻牙，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、模具加工，鍛造，冶金等等領(lǐng)域，在加工領(lǐng)域占據(jù)了越來越重要的位置。 本文主要進(jìn)行了關(guān)節(jié)式鉆床的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計和氣動設(shè)計。關(guān)節(jié)式鉆床的機(jī)械結(jié)構(gòu)由氣缸、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和鉆孔裝置組成，可按預(yù)定軌跡運動，在任意的有效區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)對工件的鉆孔，攻牙的操作。氣動部分的設(shè)計主要是選擇合適的控制閥，設(shè)計合理的氣動控制回路，通過控制和調(diào)節(jié)氣缸壓縮空氣的壓力、流量和方向來使氣動執(zhí) 行機(jī)構(gòu)獲得必要的力、動作速度和改變運動方向，并按規(guī)定的程序工作。 本文詳細(xì)介紹了運用 3D 機(jī)械設(shè)計軟件的標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行 關(guān)節(jié)式鉆長 的設(shè)計。由于 件無論對零件設(shè)計，還是對整個機(jī)構(gòu)設(shè)計都起了一個模擬仿真的作用，在 們可以直觀，清楚地了解整個設(shè)計的外形，運作甚至是材料的分析。借助 產(chǎn)品更快地投入市場。 供無與倫比的性能和價值，它是技術(shù)創(chuàng)新的領(lǐng)先者，并且還擁有最大的用戶群。沒有其他 統(tǒng)可以幫助您快 速準(zhǔn)確地完成產(chǎn)品設(shè)計工作。 本文先對 件作出簡介，對此三維軟件作出一系列的說明，而后對 關(guān)節(jié)式鉆床設(shè)備進(jìn)行介紹 ，并結(jié)合 件，將二者融會貫通 。 通過二維的 三維的 個 設(shè)備 ，大大地提高了設(shè)計的效果和效率，避免了工程師們在現(xiàn)實中出現(xiàn)的錯誤，切切實實地展現(xiàn)出三維軟件的強大性能。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 關(guān)鍵詞 ：關(guān)節(jié)式鉆床 ；氣缸； 由度。 is a to do to a to or It in to in to in is of of it to on of of is to a by of to it of in s. It in to in to in of of be be 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 by of of 第一章 緒論 機(jī)械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點之一。 機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面， 凡是使用機(jī)械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機(jī)械工程的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械、研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機(jī)械、研制和提供各種機(jī)械武器。 不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機(jī)械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有 ： 建立和發(fā)展機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運動的工程力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué)；研究各類有獨立功能的機(jī)械元件的工 作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計和計算的機(jī)械原理和機(jī)械零件學(xué)；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等。 研究、設(shè)計和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來的需要。 機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。機(jī)械制 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品 。 生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn) 。 銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、家庭 。 而且銷售量在社會經(jīng)濟(jì)狀況的影響下 ， 可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備 ，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 研究機(jī)械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機(jī)械工程的一項特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增。機(jī)械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機(jī)械、物料搬運機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、仿生機(jī)械等。另外，機(jī)械在其研究、開發(fā)、設(shè)計、制造、運用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質(zhì)不同的階段 。 按這些不同階段，機(jī)械工 程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機(jī)械科研、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造、機(jī)械運用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學(xué)科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機(jī)械工程可能分化成上百個分支學(xué)科。例如，按功能分的動力機(jī)械，它與按工作原理分的熱力機(jī)械、流體機(jī)械、透平機(jī)械、往復(fù)機(jī)械、蒸汽動力機(jī)械、核動力裝置、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)，以及與按行業(yè)分的中心電站設(shè)備、工業(yè)動力裝置、鐵路機(jī)車、船舶輪機(jī)工程、汽車工程等 都 有復(fù)雜的交叉和重疊關(guān)系。船用汽輪機(jī)是動力機(jī)械，也是熱力機(jī)械、流體機(jī)械和透平機(jī)械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝 置，可能也屬于核動力裝置等等。 19 世紀(jì)時，機(jī)械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 與土木工程綜合為一個學(xué)科，被稱為民用工程， 19 世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個獨立學(xué)科。進(jìn)入 20 世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識總量的增長，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢在 20 世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。 由于機(jī)械工程的知識總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌 和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自 20 世紀(jì)中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。械工程以增加生產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)來研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來的時代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉矗卫?、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)任務(wù)。 機(jī)械可以完成人用 雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。現(xiàn)代機(jī)械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復(fù)雜的機(jī)械和機(jī)械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實。 人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠(yuǎn)窺百億光年，近察細(xì)胞和分子。新興的電子計算機(jī)硬、軟件科學(xué)使人類開始有了加強，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。 人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復(fù)雜的工作，從而更促進(jìn)手的功能。手 的實踐反過來又促進(jìn)人腦的智慧。在人類的整個進(jìn)化過程中，以及在每個人的成長過程中，腦與手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化的。 人工智能與機(jī)械工程之間的關(guān)系近似于腦與手之間的關(guān)系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機(jī)械制造出來。過去，各種機(jī)械離不開人的操作和控制，其反應(yīng)速度和操作精度受到進(jìn)化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 能將會消除了這個限制。計算機(jī)科學(xué)與機(jī)械工程之間的互相促進(jìn)，平行前進(jìn)，將使機(jī)械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。 19 世紀(jì)時，機(jī)械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一 個學(xué)科，被稱為民用工程， 19 世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個獨立學(xué)科。進(jìn)入 20 世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識總量的增長，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢在 20 世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。 由于機(jī)械工程的知識總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌 握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自 20 世紀(jì)中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。 綜合 再綜合的反復(fù)循環(huán)，是知識發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認(rèn)識、理解其他學(xué)科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。 綜合與專業(yè)是多層次的。在機(jī)械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術(shù)中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識中，包括社 會科學(xué)、自然科學(xué)和工程技術(shù)，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。 關(guān)節(jié)式鉆床 是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技 半 自動化生產(chǎn)設(shè)備。 關(guān)節(jié)式鉆床 的是工業(yè)機(jī)器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。 關(guān)節(jié)式鉆床 作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。 關(guān)節(jié)式鉆床 是在機(jī)械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中， 關(guān)節(jié)式鉆床 被廣泛的運用于自動生產(chǎn)線中，機(jī)械人的研制和生 產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi)，迅速發(fā) 展 起來的一門新興的技術(shù)，它更加促進(jìn)了 關(guān) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 節(jié)式鉆床 的發(fā)展，使得 關(guān)節(jié)式鉆床 能更好地實現(xiàn)與機(jī)械化和自動化的有機(jī)結(jié)合。關(guān)節(jié)式鉆床 雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動，不知疲勞，不怕危險， 鉆孔的范圍比傳統(tǒng)的臺式鉆床 大的特點，因此， 關(guān)節(jié)式鉆床 已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用。 關(guān)節(jié)式鉆床 技術(shù)涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣氣技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。 關(guān)節(jié)式鉆床 是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機(jī)器，它有 多自由度，可用來 鉆孔、攻牙 以完成在各個不同環(huán)境中工作 。 題的來源與研究的目的和意義 現(xiàn)代工業(yè)關(guān)節(jié)式鉆床起源于 20 世紀(jì) 50 年代初，是基于示教再現(xiàn)和主從控制方式、能適應(yīng)產(chǎn)品種類變更，具有多自由度動作功能的柔性自動化產(chǎn)品。 關(guān)節(jié)式鉆床首先是從美國開始研制的。 1958 年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺關(guān)節(jié)式鉆床。他的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有工件鉆攻機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的。 1962 年，美國機(jī)械鑄造公司在上述方案的基礎(chǔ)之上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型關(guān)節(jié)式鉆床。商名為 萬能自動 )。運 動系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂回轉(zhuǎn)、俯仰，用氣驅(qū)動；控制系統(tǒng)用磁鼓最存儲裝置。不少球坐標(biāo)式通用關(guān)節(jié)式鉆床就是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動公司（ ,專門生產(chǎn)工業(yè)關(guān)節(jié)式鉆床。 1962 年，美國機(jī)械鑄造公司也試驗成功一種叫 節(jié)式鉆床，原意是靈活搬運。該關(guān)節(jié)式鉆床的中央立柱可以回轉(zhuǎn)，臂可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮、采用氣驅(qū)動，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這兩種關(guān)節(jié)式鉆床出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外工業(yè)關(guān)節(jié)式鉆床發(fā)展的基礎(chǔ)。 1978 年，美國 司和斯坦 福大學(xué)、麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種工業(yè)關(guān)節(jié)式鉆床，裝有小型電子計算機(jī)進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差可小于± 1 毫米。 美國還十分注意提高關(guān)節(jié)式鉆床的可靠性，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，降低成本。如 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 司建立了 8 年關(guān)節(jié)式鉆床試驗臺，進(jìn)行各種性能的試驗。準(zhǔn)備把故障前平均時間（注：故障前平均時間是指一臺設(shè)備可靠性的一種量度。它給出在第一次故障前的平均運行時間），由 400 小時提高到 1500 小時，精度可提高到± 米。 德國機(jī)器制造業(yè)是從 1970 年開始應(yīng)用關(guān)節(jié)式鉆床，主要用于起重運輸、焊接 和設(shè)備的鉆孔、攻牙等作業(yè)。德國 司還生產(chǎn)一種全自動關(guān)節(jié)式鉆床，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。 瑞士 司生產(chǎn)一種全自動智能關(guān)節(jié)式鉆床，采用示教方法編制程序。 瑞典安莎公司采用關(guān)節(jié)式鉆床鉆孔、攻牙等等。 日本是工業(yè)關(guān)節(jié)式鉆床發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。自 1969 年從美國引進(jìn)二種典型關(guān)節(jié)式鉆床后，大力研究關(guān)節(jié)式鉆床的研究。據(jù)報道， 1976 年從事關(guān)節(jié)式鉆床的研究工作的大專院校、研究單位多達(dá) 50 多個。 1979 年 120 多個大學(xué)和國家研究部門用在關(guān)節(jié)式鉆床的研究費用 42%。 1979 年日本關(guān)節(jié)式鉆床的產(chǎn)值達(dá) 443 億日元，產(chǎn)量為 14535 臺。其中固定程序和可變程序約占一半，達(dá) 222 億日元，是 1978 年的二倍。具有記憶功能的關(guān)節(jié)式鉆床產(chǎn)值約為 67 億日元，比 1978 年增長 50%。智能關(guān)節(jié)式鉆床約為 17 億日元，為 1978 年的 6倍。截止 1979 年，關(guān)節(jié)式鉆床累計產(chǎn)量達(dá) 56900 臺。在數(shù)量上已占世界首位，約占 70%，并以每年 50%～ 60%的速度增長。使用關(guān)節(jié)式鉆床最多的是汽車工業(yè)，其次是電機(jī)、電器。預(yù)計到 1990 年將有 55 萬機(jī)器人在工作。 第二代關(guān)節(jié)式鉆床正在加緊研制。它設(shè)有微型電子計算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽 、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使關(guān)節(jié)式鉆床具有感覺機(jī)能。目前國外已經(jīng)出現(xiàn)了觸覺和視覺關(guān)節(jié)式鉆床。 第三代關(guān)節(jié)式鉆床則能獨立地完成工作過程中的任務(wù)。它與電子計算機(jī)和電 視 設(shè) 備 保 持 聯(lián) 系 。 并 逐 步 發(fā) 展 成 為 柔 性 制 造 系 統(tǒng) 柔性制造單元 (重要一環(huán)。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 隨著關(guān)節(jié)式鉆床的研究制造和應(yīng)用的擴(kuò)大，國際性學(xué)術(shù)交流活動十分活躍，歐美各國和其他國家學(xué)術(shù)交流活動開展很多。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，關(guān) 節(jié)式鉆床也越來越多的地被應(yīng)用。在機(jī)械工業(yè)中，鑄、焊、鉚、沖、壓、熱處理、機(jī)械加工、裝配、檢驗、噴漆、電鍍等工種都有應(yīng)用的實理。其他部門，如輕工業(yè)、建筑業(yè)、國防工業(yè)等工作中也均有所應(yīng)用。 在機(jī)械工業(yè)中，應(yīng)用關(guān)節(jié)式鉆床的意義可以概括如下： 一、以提高生產(chǎn)過程中的自動化程度 應(yīng)用關(guān)節(jié)式鉆床有利于實現(xiàn)工件的鉆孔、攻牙等的自動化的程度，從而可以提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。 二、以改善勞動條件，避免人身事故 在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場合中，用人手直接操作 是有危險或根本不可能的，而應(yīng)用關(guān)節(jié)式鉆床即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動條件得以改善。在一些簡單、重復(fù)，特別是較笨重的操作中，以關(guān)節(jié)式鉆床代替人進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。 三、可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn) 應(yīng)用關(guān)節(jié)式鉆床代替人進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個側(cè)面，同時由于應(yīng)用關(guān)節(jié)式鉆床可以連續(xù)的工作，這是減少人力的另一個側(cè)面。因此，在自動化機(jī)床的綜合加工自動線上，目前幾乎都沒有關(guān)節(jié)式鉆床，以減少人力和更準(zhǔn)確的控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進(jìn)行工作生產(chǎn)。 綜上所述，有效 的應(yīng)用關(guān)節(jié)式鉆床，是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢。 節(jié)式鉆床的方案分析 為了使關(guān)節(jié)式鉆床的通用性更強，把關(guān)節(jié)式鉆床的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計成可更換結(jié)構(gòu)，當(dāng)工件所需要鉆的孔的大小有不同時，可以使用工裝來安裝鉆頭和絲錐，這樣在不同的孔徑的情況下，直接通過更換鉆頭或者絲錐就能夠很好地解決問題。 考慮到關(guān)節(jié)式鉆床的通用性，同時由于需要鉆孔、攻牙的工件的放置不固定，因此鉆孔攻牙裝置必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運動才可滿足工作的要求。因此，鉆孔裝置設(shè)計成 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)鉆孔裝置回轉(zhuǎn)運動的機(jī)構(gòu)應(yīng)為旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)就能夠滿足要求。 按照需要鉆 孔、攻牙的工件的位置的不同，本關(guān)節(jié)式鉆床的手臂有 手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和降 (或俯仰 )運動。手臂的回轉(zhuǎn)和升降運動是通過立柱來實現(xiàn)的，立柱的橫向移動即為手臂的橫移。手臂的各種運動由氣缸來實現(xiàn)。 由于氣壓傳動系統(tǒng)的動作迅速，反應(yīng)靈敏，阻力損失和泄漏較小，成本低廉因此本關(guān)節(jié)式鉆床采用氣壓傳動方式。 考慮到關(guān)節(jié)式鉆床的通用性，同時使用點位控制，因此我們采用可編程序控制器 (關(guān)節(jié)式鉆床進(jìn)行控制。當(dāng)關(guān)節(jié)式鉆床的動作流程改變時，只需改變 常方便快捷。 構(gòu)分析 關(guān)節(jié)式鉆床的最大鉆孔攻牙直徑是其規(guī)格的主參數(shù)，由于是采用氣動方式驅(qū)動，因此考慮吸取的物體不應(yīng)該太重，查閱相關(guān)關(guān)節(jié)式鉆床的設(shè)計參數(shù)，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的實際情況，本設(shè)計設(shè)計鉆攻的工件質(zhì)量為 5公斤。 基本參數(shù)運動速度是關(guān)節(jié)式鉆床主要的基本參數(shù)。操作節(jié)拍對關(guān)節(jié)式鉆床速度提出了要求，設(shè)計速度過低限制了它的使用范圍。而影響關(guān)節(jié)式鉆床動作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉(zhuǎn)的速度。該關(guān)節(jié)式鉆床最大移動速度設(shè)計為 最大回轉(zhuǎn)速度設(shè)計為 s/90? 。平均 移動速度為 平均回轉(zhuǎn)速度為 s/60? 。關(guān)節(jié)式鉆床動作時有啟動、停止過程的加、減速度存在，用速度一行程曲線來說明速度特性較為全面，因為平均速度與行程有關(guān)，故用平均速度表示速度的快慢更為符合速度特性。除了運動速度以外，手臂設(shè)計的基本參數(shù)還有伸縮行程和工作半徑。大部分關(guān)節(jié)式鉆床設(shè)計成相當(dāng)于人工坐著或站著且略有走動操作的空間。過大的伸縮行程和工作半徑，必然帶來偏重力矩增大而剛性降低。在這種情況下宜采用自動傳送裝置為好。根據(jù)統(tǒng)計和比較， 該關(guān)節(jié)式鉆床手臂的伸縮行程定為 600大工作半徑約為 手臂升降行程定為 定位精度也是基本參數(shù)之一。該關(guān)節(jié)式鉆床的定位精度為 。 設(shè)計技術(shù)參數(shù)如下： 1、鉆孔工件的重量： 52、自由度數(shù)： N 個自由度 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 3、坐標(biāo)型式：圓柱坐標(biāo) 4、最大工作半徑： 2000、機(jī)身最大中心高： 2300、主要運動參數(shù)： 手臂伸縮行程： 1200 手臂伸縮速度： 200mm/s 機(jī)身升降行程： 120 機(jī)身升降速度： 100mm/s 機(jī)身回轉(zhuǎn)范圍： 0- 180° 機(jī)身回轉(zhuǎn)速度： 90° /s 械結(jié)構(gòu)總體方案與布局 關(guān)節(jié)式鉆床氣動回路的設(shè)計主要是選用合適的控制閥，通過控制和調(diào)節(jié)各個氣缸壓縮空氣的壓力、流量和方向來使氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)獲得必要的力、動作速度和改變運動方向，并按規(guī)定的程序工作，設(shè)計出的方案布局圖如下圖所示。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 關(guān)節(jié)式鉆床總體方案與布局圖 本設(shè)計的關(guān)節(jié)式鉆床完成各個運動的氣缸只有完全伸出和 完全縮回兩個狀態(tài)，選擇兩位五通換向閥控制各個氣缸的運動方向，氣缸的進(jìn)出口回路各設(shè)置一個單向節(jié)流閥，通過控制進(jìn)出口空氣流量的大小來控制氣缸執(zhí)行器動力的大小和運動速度。設(shè)計中采用 制關(guān)節(jié)式鉆床實現(xiàn)各種規(guī)定的預(yù)定動作，既可以簡化控制線路，節(jié)省成本，又可以提高勞動生產(chǎn)率。 題研究的內(nèi)容 本論文主要研究運用 關(guān)節(jié)式鉆床 進(jìn)行設(shè)計。在設(shè)計過程中，了解 993年，由 司的技術(shù)副總裁與 司的副總裁發(fā)起，總部位于馬 薩諸州的康克爾郡（ 。 當(dāng)初的目標(biāo)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(shè)計系統(tǒng)。從 1995年推出第一套 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(jìn)行銷售與分銷該產(chǎn)品。 1997年， 法國 達(dá)索（ 司收購，作為達(dá)索中端主流市場的主打品牌。 發(fā)的三維 統(tǒng) 。 由于技術(shù)創(chuàng)新符合 術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢， 司于兩年間成為 業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務(wù)狀況和用戶支持使得 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 1995獲得全球微機(jī)平臺 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 業(yè)雜志 續(xù) 4 年授予 佳編輯獎，以表彰力和簡明。至此， 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(shè)計師 大大縮短了設(shè)計時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。 由于 色的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為 成為 華爾街 青睞的對象。終于在 1997年由法國 達(dá)索公司 以三億一千萬美元的高額市值將 資并購。公司原來的風(fēng)險投資商和股東，以一千三百萬美元的 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 風(fēng)險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了 業(yè)的世界紀(jì)錄。并購后的 為 業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司 。 由于使用了 術(shù)、直觀式設(shè)計 技術(shù)、先進(jìn)的 核（由 劍橋 提供）以及良好的與 第三方軟件 的集成技術(shù) 。 為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的 件使用許可約 28 萬，涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)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(jī)構(gòu)的近 145， 000名學(xué)生通過 據(jù)世界上著名的人才 招聘 網(wǎng)站檢索，與其它 3D 件 相比， 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(shè)計者使用 維軟件 ，越來越多的企業(yè) 需要 才。 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 五 大特點 。 使得 維軟件 成為 目前全球 領(lǐng)先的三維 夠 為用戶 提供不同的設(shè)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(shè)計過程中 降低設(shè)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 決方案中， 設(shè)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(shè)計者 ，乃至整個機(jī)械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。 件是世界上第一個基于 發(fā)的三維 統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合 術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢， 司于兩年間成為 業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務(wù)狀況和用戶支持使得年都有數(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 1995 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 佳編輯獎，以表彰 創(chuàng)新、活力和簡明。至此，定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它，設(shè)計師 大大縮短了設(shè)計時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。由于 色 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為 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(dá)索公司 以三億一千萬美元的高額市值將 資并購。公司原來的風(fēng)險投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了 業(yè)的世界紀(jì)錄。并購后的 為 業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司， 維機(jī)械設(shè)計軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競爭力的 由于使用了 術(shù)、直觀式設(shè)計技術(shù)、先進(jìn)的 （由 劍橋 提供）以及良好的與 第三方軟件 的集成技術(shù)， 為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的 件使用許可約 28 萬，涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)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(jī)構(gòu)的近 145， 000名學(xué)生 通過 據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索，與其它 3D 統(tǒng)相比，與 關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總和還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用來越多的企業(yè)雇傭 才。據(jù)統(tǒng)計，全世界用戶每年使用500萬小時。 在美國，包括 麻省理工學(xué)院 （ 斯坦福大學(xué) 等在內(nèi)的著名大學(xué)已經(jīng)把 內(nèi)的一些大學(xué)（教育機(jī)構(gòu)）如 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 、 清華大學(xué) 、 浙江工業(yè)大學(xué) 、 浙江大學(xué) 、 華中科技大學(xué) 、 北京航空航天大學(xué) 、 大連理工大學(xué) 、北京理工大學(xué) 、 武漢理工大學(xué) 等也在應(yīng)用 行教學(xué)。 件 功能強大，組件繁多。 學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點，這使得 為領(lǐng)先的、主流的三維 決方案。 夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。 僅提供如此強大的功能，而且對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 現(xiàn)今社會階段逐漸廣泛應(yīng)用，并且 司對中國市場重點開發(fā)，日后 用將會更加完善，更加普遍。通過前文對 后會對 建模，裝配，工程圖，力學(xué)分析等。 計基礎(chǔ) 熟悉 工作環(huán)境；了解 命令，掌握在 作環(huán)境中文件的打開、保存、導(dǎo)入等基本操作，掌握三維建模流程。 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(yīng)用幾何約束；熟練應(yīng)用陣列、實體轉(zhuǎn)換等草圖繪制工具 ；能綜合應(yīng)用各種草圖繪制實體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。 準(zhǔn)特征 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(zhǔn)點的方法；靈活運用各種建立基準(zhǔn)軸方法；靈活運用各種建立基準(zhǔn)面的方法；靈活運用坐標(biāo)系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應(yīng)用各種參考幾何體。 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(zhǔn)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(yīng)用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實體。 程圖設(shè)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(biāo)準(zhǔn)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。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 配設(shè)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(shè)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(xì)表的方法。 第二章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計 缸的選型計算 氣缸運行長度設(shè)計為 l =118缸內(nèi)徑為 1D =110 R=55缸運行速度，加速度時間 t? =強 p=驅(qū)動力 ``20 . ? 26 ??? )(3799 N? 2、尺寸校核 （ 1）測定手腕質(zhì)量為 5重力 )(8001080N???（ 2） 設(shè)計加速度 )/(5 ，則慣性力 1 )(400580N???（ 3）考慮活塞等的摩擦力，設(shè)定一摩擦系數(shù) 1.0?k ， )(?? 總受力 ?? 1 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 )(124040400800N????0 所以設(shè)計尺寸符合實際使用要求。 由于實際設(shè)計中用到的鉆孔夾具的總重為 5們根據(jù)杠桿原理可知：2知兩個力臂之間的長度的比值為 1:5，即根據(jù)杠桿原理可得實際氣缸的出力為 55N，然后根據(jù) F=里假定大氣壓力為：那么就有 F=1400N,查表可得，我們可以選擇缸徑 150，行程 400的無桿行標(biāo)準(zhǔn)氣缸，氣缸牌子我們選擇 節(jié)鉆床擺臂長度的設(shè)計計算 通過杠桿原理可知，擺臂的長度直接和鉆孔裝置所能移動的最大區(qū)域有直接關(guān)系，由于氣缸的推理為 150,那么根據(jù)杠桿原理，我們可以計算出擺臂的長度為短臂 300，長臂 1500，這樣就可以得出長短臂的比例剛好就是 1:5，符合題目的要求。 方管底架選擇根據(jù)物料以及其他零部件的重量來定，方管底架受力分析得出，由分析得出底座在平衡狀態(tài)下只受地面對其的支撐力和在其表面上物體所給的壓力。 即方管架給的壓力為 （零部件重量） =2000N（ 200+(502500N 根據(jù)方管承載力計算公式： M=(M：彎矩， L=a+c‘； b h h 12???（ 僅用于矩形截面 ) f=M/W≤ 材料的許用應(yīng)力（彈性抗拉強度 /安全系數(shù)）。 M==11960次設(shè)計初定 000 M=b h h 2???，初定方管為 800算 462M 1 3 4 5 6f = = = 1 2 1 2 . 3 5 1 0 a = 1 2 . 1 2 1 0 0 . 4 2 c ??N 算后位 12 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖