立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計

立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計,立式,自動,焊接,虛擬,設計 無錫太湖學院 　　系 　機械工程及自動化 　專業(yè) 畢 業(yè) 設 計論 文 任 務 書 一、題目及專題： 1、題目　　 立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計 　 2、專題　 　 二、課題來源及選題依據 氣電立焊是80年代發(fā)展起來的一種熔化極氣體保護電弧垂直對接焊方法，采用藥芯焊絲作熔化極，用能自動控制的上升系統帶動焊槍進行連續(xù)焊接，在水冷滑塊的強制成型作用下以CO2氣體保護實現單面焊雙面一次成型。 過去我國對氣電立焊的設備主要依賴進口，并被廣泛應用于石油天然氣的儲油罐建設這些設備，雖然性能良好但價格昂貴，國內一些中小企業(yè)無力購買，受進口設備和國內藥芯焊絲技術不過關的制約，其應用范圍和發(fā)展受到限制。所以，開發(fā)擁有我國自主知識產權的氣電立焊設備，以解決困擾我國眾多企業(yè)的焊接問題，成為當務之急。 在開發(fā)氣電立焊設備的過程中，如果在設計初告段落時采用計算機虛擬技術進行運動仿真，將使產品設計更為可靠。采用計算機虛擬技術，將使得設計者在產品制造出來前即能看到產品的裝配信息和運行狀態(tài)，并能檢測裝配干涉，預先測得重要的運動參數，以便與設計要求進行對比，提高了設計可靠性，縮短產品的設計周期。由此可知，采用計算機運動仿真，將對氣電立焊設備的設計開發(fā)產生重要的積極影響。 三、本設計（論文或其他）應達到的要求：本課題要求根據任務書完成立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計。這個課題能充分體現專業(yè)知識，對虛擬設計能力有較強鍛煉。通過本課題的研究，我們需要達到的要求有： ①熟悉氣電立焊的國內外歷史及其發(fā)展前景； ②正確合理分析理解氣電立焊原理、特點及其工藝特點和設備知識； ③了解立式環(huán)縫自動焊接機主要零部件的特點及作用； ④充分理解，明白各個零部件的位置及作用； ⑤對于虛擬設計，能夠掌握各個部分的設計原則以及合理分析各因素對設計的影響； ⑥熟練運用Pro/ENGINEER軟件。 四、接受任務學生： 班 　　姓名 五、開始及完成日期： 自2012年11月12日 至2013年5月25日 六、設計（論文）指導（或顧問）： 指導教師　　　　　　　簽名 簽名 　　　　　　　簽名 教研室主任 　　　　　　〔學科組組長研究所所長〕　　　　　　　簽名 　　 　　系主任 　　　　　　簽名 2012年11月12日 編號 無錫太湖學院 畢業(yè)設計（論文） 相關資料 題目： 立式環(huán)縫自動焊接機 虛擬設計 信機 系 機械工程及自動化專業(yè) 學 號： 　　　　　　　 學生姓名： 指導教師： （職稱：副教授） 2013年5月25日 目 錄 一、畢業(yè)設計（論文）開題報告 二、畢業(yè)設計（論文）外文資料翻譯及原文 三、學生“畢業(yè)論文（論文）計劃、進度、檢查及落實表” 四、實習鑒定表 無錫太湖學院 畢業(yè)設計（論文） 開題報告 題目： 立式環(huán)縫自動焊接機 虛擬設計 系 專業(yè) 學 號： 學生姓名： 指導教師：（職稱：副教授 ） 2012年11月25日 課題來源 氣電立焊是80年代發(fā)展起來的一種熔化極氣體保護電弧垂直對接焊方法，采用藥芯焊絲作熔化極，用能自動控制的上升系統帶動焊槍進行連續(xù)焊接，在水冷滑塊的強制成型作用下以CO2氣體保護實現單面焊雙面一次成型。 過去我國對氣電立焊的設備主要依賴進口，并被廣泛應用于石油天然氣的儲油罐建設這些設備，雖然性能良好但價格昂貴，國內一些中小企業(yè)無力購買，受進口設備和國內藥芯焊絲技術不過關的制約，其應用范圍和發(fā)展受到限制。所以，開發(fā)擁有我國自主知識產權的氣電立焊設備，以解決困擾我國眾多企業(yè)的焊接問題，成為當務之急。 科學依據（包括課題的科學意義；國內外研究概況、水平和發(fā)展趨勢；應用前景等） 氣電立焊是由普通熔化極氣體保護焊和電渣焊發(fā)展而形成的一種熔化極氣體保護電弧焊方法。目前氣電立焊焊接材料主要采用(金屬芯)藥芯焊絲，其特點是生產效率高、成本低。氣電立焊屬于窄間隙焊，與其它窄間隙焊的主要區(qū)別是焊縫一次成型，而不是多道多層焊。所以其焊接效率及焊接質量均較高，主要應用于船舶的外殼板的中厚板焊接，也可應用于相應尺寸的橋梁箱式梁腹板及大型儲罐側板的中厚板的焊接。目前通過船級社認可的氣電立焊藥芯焊絲全部為國外廠商，而國內研究生產的焊絲常常出現焊接力學性能不穩(wěn)定的情況，不能滿足國內客戶的需求。所有氣電立焊藥芯焊絲的使用全都依賴進口，而國內目前應用最多的是日本神鋼生產的DWS-43G和DWS-1LG兩種氣電立焊藥芯焊絲。 過去我國對氣電立焊的設備主要依賴進口，并被廣泛應用于石油天然氣的儲油罐建設這些設備，雖然性能良好但價格昂貴，國內一些中小企業(yè)無力購買，受進口設備和國內藥芯焊絲技術不過關的制約，其應用范圍和發(fā)展受到限制。所以，開發(fā)擁有我國自主知識產權的氣電立焊設備，以解決困擾我國眾多企業(yè)的焊接問題，成為當務之急。 為了提高快速響應能力，氣電立焊企業(yè)首先應能迅速捕捉復雜多變的市場動態(tài)信息，并及時作出正確的預測和決策，以決定新產品的功能特征和上市時間。明確了新產品的開發(fā)項目以后，實現快速虛擬設計就成為重要的一環(huán)。工程設計的重要性是不言而喻的。據統計，工程設計的費用雖然只占產品最終成本的一小部分(不到10％)，但往往決定了它的80％以上的制造成本，而且還決定性地影響產品的性能和交貨期?，F代機械產品由于用戶的要求越來越高，產品結構日益復雜，科技含量愈來愈高，從而使得產品的開發(fā)周期同趨延長。如何解決好產品市場壽命縮短和新產品開發(fā)周期長的尖銳矛盾，已經成為決定企業(yè)成敗興衰的生死攸關問題。產品開發(fā)周期包括設計、試制、試驗和修改等一系列環(huán)節(jié)，除了設計以外的后幾個環(huán)節(jié)可以統稱為試制定型階段。 由此可知，實施虛擬快速設計，至少有如下優(yōu)點：及時交貨，爭先搶占市場，因縮短制造時間和消除各種浪費而降低制造成本，因加快產品更新換代而向市場大量提供質量更高、價格更低的高性能產品。其結果就大大提高了企業(yè)的綜合競爭力和持續(xù)發(fā)展的生命力。 研究內容 ① 了解氣電立焊的工作原理，國內外的研究發(fā)展現狀； ② 完成焊接機的總體方案設計； ③ 完成有關零部件的選型、建模，虛擬裝配； ④ 熟練掌握有關計算機繪圖軟件，并繪制裝配圖和零件圖紙； ⑤ 完成設計說明書的撰寫，并翻譯外文資料1篇。 擬采取的研究方法、技術路線、實驗方案及可行性分析 本文主要采用PRO/ENGINEER軟件對氣電立焊及進行快速虛擬設計，該軟件有如下特點： 全相關：Pro/ENGINEER的所有模塊都是全相關的。這就意味著在產品開發(fā)過程中某一處進行的修改，能夠擴展到整個設計中，同時自動更新所有的工程文檔，包括裝配體、設計圖紙，以及制造數據。全相關性鼓勵在開發(fā)周期的任一點進行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。? 基于特征的參數化造型：Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產品幾何模型的構造要素。這些特征是一些普通的機械對象，并且可以按預先設置很容易的進行修改。例如：設計特征有弧、圓角、倒角等等，它們對工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。?裝配、加工、制造以及其它學科都使用這些領域獨特的特征。通過給這些特征設置參數（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數很容易的進行多次設計疊代，實現產品開發(fā)。?數據管理：加速投放市場，需要在較短的時間內開發(fā)更多的產品。為了實現這種效率，必須允許多個學科的工程師同時對同一產品進行開發(fā)。數據管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時進行的各項工作，由于使用了Pro/ENGINEER獨特的全相關功能，因而使之成為可能。 裝配管理：Pro/ENGINEER的基本結構能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時保持設計意圖。高級的功能支持大型復雜裝配體的構造和管理，這些裝配體中零件的數量不受限制。? 易于使用：菜單以直觀的方式聯級出現，提供了邏輯選項和預先選取的最普通選項，同時還提供了簡短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學習和使用。 我們最終選擇PRO/ENGINEER作為虛擬設計軟件,主要是由于其在機構運動仿真功能方面強大的功能、易操作性和直觀性。同時，在大型組件的創(chuàng)建過程中，PRO/ENGINEER的單一數據庫、參數化建模和全相關性將使零部件的創(chuàng)建和修改變得非常容易，這對縮短建模周期將起到顯著的作用。 研究計劃及預期成果 研究計劃： 2012年11月12日-2013年1月20日：按照任務書要求查閱論文相關參考資料，填寫畢業(yè)設計開題報告書。 2013年1月21日-2013年3月15日：填寫畢業(yè)實習報告,學習并翻譯一篇與畢業(yè)設計相關的英文材料。 2013年3月16日-2013年3月22日：立式環(huán)縫自動焊接機初步虛擬設計。 2013年3月23日-2013年4月20日：繪制裝配圖校核后并進行修改。 2013年4月21日-2013年5月 3 日：繪制相關零件圖。 2013年5月 4 日-2013年5月10日：畢業(yè)論文撰寫。 2013年5月 6日-2013年 5月20日：畢業(yè)論文修改工作。 成果： 開發(fā)擁有我國自主知識產權的氣電立焊設備，以解決困擾我國眾多企業(yè)的焊接問題，解燃眉之急。 特色或創(chuàng)新之處 （1）虛擬快速設計，至少有如下優(yōu)點：及時交貨，爭先搶占市場，因縮短制造時間和消除各種浪費而降低制造成本，因加快產品更新換代而向市場大量提供質量更高、價格更低的高性能產品。 （2）大大提高了企業(yè)的綜合競爭力和持續(xù)發(fā)展的生命力。 已具備的條件和尚需解決的問題 已具備的條件：設計過程中所需要的各種軟硬件資源和相關產品實物照片。 尚需解決的問題：相關文獻資料的缺乏，對一些結構設計部分的具體設計指導，以及三維軟件的高級運用技巧。 指導教師意見 指導教師（簽名）：　 　 年 月 日 教研室（學科組、研究所）意見 系主任（簽名）：　 　 年 月 日 系意見 主管領導簽名： 年 月 日 編 號 無錫太湖學院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 題目： 立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計 系 專 業(yè) 學 號： 學生姓名： 指導教師： （職稱：副教授） 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 立式環(huán)縫自 動焊接機虛擬設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取 得的成果，其內容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引 用，表示致謝的內容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他 個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 學 號： 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 II 摘 要 氣電立焊是由普通熔化極氣體保護焊和電渣焊發(fā)展而形成的一種熔化極氣體保護電 弧焊方法,焊接效率及焊接質量均較高,主要應用于船舶的外殼板的中厚板焊接，也可應 用于相應尺寸的橋梁箱式梁腹板及大型儲罐側板的中厚板的焊接。為了提高快速響應能 力，必須實現快速虛擬設計。 本論文首先介紹了氣電立焊機，包括它的原理、特點、工藝特點，并介紹了其設備 和用途，詳細介紹了船體氣電自動立焊機。 其次，我們完成了絲桿的三維建模。另外，為了應對繁多的齒輪傳動，我們專門開 發(fā)了 PRO/E 參數化齒輪建模方法，完成了參數化齒輪建模。綜合運用 PRO/ENGINEER 軟件、CAXA 軟件、AUTOCAD 軟件，我們完成了軸承三維模型的創(chuàng)建。利用 PRO/E 的 零件族表功能，我們完成了大量標準件的三維建模，諸如軸承、螺栓、墊片、螺帽等等。 然后，我們在 PRO/E 中進行機構運動仿真，介紹一些具有代表性的裝配過程，這些 裝配過程用到了一些實用的裝配技巧。我們介紹了基本裝配約束，多個螺栓的重復性裝 配，鏈條的陣列化裝配，裝配件中的改名操作，軸組件的裝配。 最后，我們進行了機構運動虛擬設計。把各個零部件通過裝配模塊組裝成一個完整 的機構后，在 PRO/E 中直接啟動機構運動分析模塊，定義機構中的連接，設置伺服電機， 分析運行機構，觀察機構的整體運動軌跡和各零件之間的相對運動，進行運動仿真舉例， 最終能將機構運動錄制成 JPEG 格式的動畫。 關鍵詞：氣電立焊；三維建模；虛擬設計；仿真 III Abstract Electro-gas welding is a kind of melting by the ordinary gas metal arc welding and electro-slag welding development and the formation of polar gas shielded arc welding method, welding efficiency and welding quality is high, thick plate welding of the shell plate is mainly applied to the ship, but also can be applied to the corresponding size of bridge box girder webs and large storage tank side welding of plate. In order to improve the rapid response capability, to achieve rapid virtual design. This paper firstly introduces the electro-gas welding machine, including the principle, characteristics, its process characteristics, and introduces the equipment and use, details of the ship body electric automatic vertical welding machine. Secondly, we completed the three-dimensional modeling of wire rod. In addition, in order to deal with various kinds of gear transmission, we specializes in the development of gear parametric modeling method of PRO\/E, the parametric modeling of gear. Comprehensive use of PRO\/ENGINEER software, CAXA software, AUTOCAD software, we completed the creation of three-dimensional model of bearing. With the family table function parts of PRO\/E, we completed the three-dimensional modeling of many standard parts, such as bearings, bolts, gaskets, nut etc.. Then, we performed the mechanism movement simulation in PRO\/E, introduces some representative assembly, the assembly process to use some practical assembly skills. We introduced the basic assembly constraints, repeated assembly of a plurality of bolt, chain array assembly, assembly of renaming operation, shaft assembly. Finally, we carried out the movement of virtual design. The assembled into a complete mechanism of each parts of the assembly module, direct start mechanism motion in PRO\/E analysis module, connect definition mechanism, a servo motor is arranged, analysis of the operation mechanism, the relative movement between the overall trajectory of institutions and all parts of the simulation exercise, for example, can finally mechanism motion records into JPEG format animation. Keywords：electro-gas welding; 3D modeling; virtual design; simulation IV V 目 錄 摘 要 ...........................................................................................................................................IV ABSTRACT ...................................................................................................................................V 目 錄 ............................................................................................................................................V 1 緒論 .............................................................................................................................................1 1.1 本課題的研究內容和意義 ....................................................................................................1 1.2 國內外的發(fā)展概況 ................................................................................................................1 1.3 本課題應達到的要求 ............................................................................................................3 2 氣電立焊機介紹 .........................................................................................................................4 2.1 氣電立焊的原理 ....................................................................................................................4 2.2 氣電立焊的特點 ....................................................................................................................4 2.3 氣電立焊工藝特點 ................................................................................................................5 2.4 氣電立焊設備介紹 ................................................................................................................7 3 主要零部件建模 .........................................................................................................................9 3.1 絲杠的三維建模 ....................................................................................................................9 3.2 參數化齒輪建模 ..................................................................................................................11 3.3 軸承三維模型的創(chuàng)建 ..........................................................................................................16 3.4 墊片的創(chuàng)建 ..........................................................................................................................19 4 零部件虛擬裝配 .......................................................................................................................22 4.1 基本裝配約束介紹 ..............................................................................................................22 4.2 多個螺栓的重復性裝配 ......................................................................................................22 4.3 鏈條的陣列化裝配 ..............................................................................................................24 4.4 裝配件中的改名操作 ..........................................................................................................25 4.5 軸組件的裝配 .....................................................................................................................25 5 機構運動虛擬設計 ...................................................................................................................27 5.1 機構運動虛擬設計功能概述 ..............................................................................................27 5.1.1 機構運動虛擬設計功能概述 .......................................................................................27 5.1.2 機構運動虛擬設計功能的一般步驟 ...........................................................................27 5.2 連接定義 ..............................................................................................................................27 5.3 定義伺服電機 ......................................................................................................................28 5.4 創(chuàng)建運動分析 ......................................................................................................................28 5.5 運動仿真舉例 ......................................................................................................................29 VI 5.5.1 定義鏈條運動 ...............................................................................................................29 5.5.2 定義絲杠傳動 .............................................................................................................30 6 結論與展望 ...............................................................................................................................33 致 謝 ...........................................................................................................................................34 參考文獻 .......................................................................................................................................35 立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計 1 1 緒論 1.1 本課題的研究內容和意義 氣電立焊是 80 年代發(fā)展起來的一種熔化極氣體保護電弧垂直對接焊方法，采用藥芯 焊絲作熔化極，用能自動控制的上升系統帶動焊槍進行連續(xù)焊接，在水冷滑塊的強制成 型作用下以 氣體保護實現單面焊雙面一次成型。2CO 圖 1.1 氣電立焊 在焊接前，首先在焊接接頭的坡口反面安裝固定銅滑塊，坡口正面安裝一塊可隨焊 槍一起運動的水冷滑塊。焊接時，藥芯焊絲和母材被電弧熔化形成熔池，并被限制在前 后兩塊水冷滑塊及未熔化的母材之間，這樣，熔池上部受到 及熔渣的保護，藥芯焊絲2CO 熔化后產生的部分熔渣滲入到熔池與兩塊水冷滑塊的接觸面之間，對熔池起保護作用， 同時也避免了銅滑塊被熔池熔化產生的粘連，保證了焊接接頭的質量。熔池下部被水冷 銅滑塊冷卻凝固形成焊縫。隨著焊縫的形成，送絲機構的小車和正面的銅滑塊沿垂直導 軌自動向上移動，并保持距熔池的相對位置不變，以保證焊接過程的穩(wěn)定。 1.2 國內外的發(fā)展概況 氣電立焊是由普通熔化極氣體保護焊和電渣焊發(fā)展而形成的一種熔化極氣體保護電 弧焊方法。目前氣電立焊焊接材料主要采用(金屬芯)藥芯焊絲，其特點是生產效率高、 成本低。氣電立焊屬于窄間隙焊，與其它窄間隙焊的主要區(qū)別是焊縫一次成型，而不是 多道多層焊。所以其焊接效率及焊接質量均較高，主要應用于船舶的外殼板的中厚板焊 接，也可應用于相應尺寸的橋梁箱式梁腹板及大型儲罐側板的中厚板的焊接。目前通過 船級社認可的 氣電立焊藥芯焊絲全部為國外廠商，而國內研究生產的焊絲常常出現焊2CO 接力學性能不穩(wěn)定的情況，不能滿足國內客戶的需求。所有氣電立焊藥芯焊絲的使用全 無錫太湖學院學士學位論文 2 都依賴進口，而國內目前應用最多的是日本神鋼生產的 DWS-43G 和 DWS-1LG 兩種氣電 立焊藥芯焊絲。 過去我國對氣電立焊的設備主要依賴進口，并被廣泛應用于石油天然氣的儲油罐建 設這些設備，雖然性能良好但價格昂貴，國內一些中小企業(yè)無力購買，受進口設備和國 內藥芯焊絲技術不過關的制約，其應用范圍和發(fā)展受到限制。所以，開發(fā)擁有我國自主 知識產權的氣電立焊設備，以解決困擾我國眾多企業(yè)的焊接問題，成為當務之急。 為了提高快速響應能力，氣電立焊企業(yè)首先應能迅速捕捉復雜多變的市場動態(tài)信息， 并及時作出正確的預測和決策，以決定新產品的功能特征和上市時間。明確了新產品的 開發(fā)項目以后，實現快速虛擬設計就成為重要的一環(huán)。工程設計的重要性是不言而喻的。 據統計，工程設計的費用雖然只占產品最終成本的一小部分(不到10％)，但往往決定了 它的80％以上的制造成本，而且還決定性地影響產品的性能和交貨期。現代機械產品由 于用戶的要求越來越高，產品結構日益復雜，科技含量愈來愈高，從而使得產品的開發(fā) 周期同趨延長。如何解決好產品市場壽命縮短和新產品開發(fā)周期長的尖銳矛盾，已經成 為決定企業(yè)成敗興衰的生死攸關問題。產品開發(fā)周期包括設計、試制、試驗和修改等一 系列環(huán)節(jié)，除了設計以外的后幾個環(huán)節(jié)可以統稱為試制定型階段。 由此可知，實施虛擬快速設計，至少有如下優(yōu)點：及時交貨，爭先搶占市場，因縮 短制造時間和消除各種浪費而降低制造成本，因加快產品更新換代而向市場大量提供質 量更高、價格更低的高性能產品。其結果就大大提高了企業(yè)的綜合競爭力和持續(xù)發(fā)展的 生命力。 本文主要采用PRO/ENGINEER軟件對氣電立焊及進行快速虛擬設計，該軟件有如下特 點： 全相關：Pro/ENGINEER 的所有模塊都是全相關的。這就意味著在產品開發(fā)過程中某 一處進行的修改，能夠擴展到整個設計中，同時自動更新所有的工程文檔，包括裝配體、 設計圖紙，以及制造數據。全相關性鼓勵在開發(fā)周期的任一點進行修改，卻沒有任何損 失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。 基于特征的參數化造型：Pro/ENGINEER 使用用戶熟悉的特征作為產品幾何模型的構 造要素。這些特征是一些普通的機械對象，并且可以按預先設置很容易的進行修改。例 如：設計特征有弧、圓角、倒角等等，它們對工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。 裝配、加工、制造以及其它學科都使用這些領域獨特的特征。通過給這些特征設置參數 （不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數很容易的進行多次設計疊代， 實現產品開發(fā)。 數據管理：加速投放市場，需要在較短的時間內開發(fā)更多的產品。為了 實現這種效率，必須允許多個學科的工程師同時對同一產品進行開發(fā)。數據管理模塊的 開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時進行的各項工作，由于使用了 Pro/ENGINEER 獨特的全相關功能，因而使之成為可能。 裝配管理：Pro/ENGINEER 的基本結構能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、 “插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時保持設計意圖。高級的功能支持 大型復雜裝配體的構造和管理，這些裝配體中零件的數量不受限制。 立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計 3 易于使用：菜單以直觀的方式聯級出現，提供了邏輯選項和預先選取的最普通選項， 同時還提供了簡短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學習和使用。 我們最終選擇PRO/ENGINEER作為虛擬設計軟件 ,主要是由于其在機構運動仿真功能 方面強大的功能、易操作性和直觀性。同時，在大型組件的創(chuàng)建過程中， PRO/ENGINEER的單一數據庫、參數化建模和全相關性將使零部件的創(chuàng)建和修改變得非 常容易，這對縮短建模周期將起到顯著的作用。 1.3 本課題應達到的要求 在開發(fā)氣電立焊設備的過程中，如果在設計初告段落時采用計算機虛擬技術進行運 動仿真，將使產品設計更為可靠。采用計算機虛擬技術，將使得設計者在產品制造出來 前即能看到產品的裝配信息和運行狀態(tài)，并能檢測裝配干涉，預先測得重要的運動參數， 以便與設計要求進行對比，提高了設計可靠性，縮短產品的設計周期。由此可知，采用 計算機運動仿真，將對氣電立焊設備的設計開發(fā)產生重要的積極影響。 本課題要求根據任務書完成立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計。這個課題能充分體現專 業(yè)知識，對虛擬設計能力有較強鍛煉。通過本課題的研究，我們需要達到的要求有： ①熟悉氣電立焊的國內外歷史及其發(fā)展前景； ②正確合理分析理解氣電立焊原理、特點及其工藝特點和設備知識； ③了解立式環(huán)縫自動焊接機主要零部件的特點及作用； ④充分理解，明白各個零部件的位置及作用； ⑤對于虛擬設計，能夠掌握各個部分的設計原則以及合理分析各因素對設計的影響； ⑥熟練運用 Pro/ENGINEER 軟件。 無錫太湖學院學士學位論文 4 2 氣電立焊機介紹 氣電立焊EGW(Electro-gas Welding) 是20世紀80年代初由普通的熔化極氣體保護焊和 電渣焊發(fā)展而形成的一種熔化極氣體保護電弧垂直對接焊方法，其能量密度比電渣焊高， 而焊接技術基本相同，主要應用于天然氣、石油化工、電力、造船等行業(yè)的大型儲罐安 裝、容器制造、船舶制造等的縱向立焊縫的自動焊接，單面一次成形厚度最大可達46 mill，焊接工效相對于傳統的焊條電弧焊可提高10～20倍。 2.1 氣電立焊的原理 氣電立焊機是通過焊接電弧電壓信號反饋調節(jié)焊接電流，焊接電流信號反饋來控制 焊絲干伸長和焊接小車自動提升的一種專用焊接設備。它利用類似于電渣焊所采用的移 動式水冷銅滑塊擋住焊縫正面熔融的金屬，背面采用固定式水冷銅墊板封底，強迫焊縫 成形，以實現立縫向上位置的焊接，保護氣體為 。氣電立焊在焊接電弧和熔滴過渡方CO 面類似于普通熔化極氣體保護焊，而在焊縫成形和機械系統方面又類似于電渣焊。單絲 氣電立焊原理如圖2.1所示。 （a） （b） 圖 2.1 單絲氣電立焊原理圖 氣電立焊與電渣焊的主要區(qū)別在于熔化金屬的熱量是電弧熱而不是熔渣的電阻熱。 板的厚度在 12～80 mm 最適宜。 2.2 氣電立焊的特點 工藝過程穩(wěn)定、操作簡便、焊縫質量優(yōu)良，如圖 2.2 所示：生產效率比焊條電弧焊高 10 倍以上，因此這種方法在船體焊接應用中不斷發(fā)展，現在已具備單絲、雙絲兩種送絲 方式，雙絲氣電立焊原理如圖 2.3 所示。主要根據所焊船體的板厚來確定采用單絲還是雙 絲，如何根據板厚范圍來確定送絲數如圖 2.4 所示；雙絲焊時，第一根焊絲需要沿焊縫的 立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計 5 熔深方向進行擺動。 圖 2.2 焊縫宏觀組織 圖 2.3 雙絲氣電立焊原理 2.3 氣電立焊工藝特點 (1)焊縫背面墊板(相對焊機操作臺)。 焊縫背面墊板有三種形式：背面采用陶瓷襯墊，正面采用水冷銅滑塊強制成形；焊 縫雙面均采用水冷銅滑塊強制成形；無需外加氣體，采用自保護藥芯焊絲單面水冷銅滑 塊強制成形(注意：三種方法的焊接材料都有所區(qū)別)。 (2)氣電立焊關鍵參數的控制。 氣電立焊的焊接位置垂直或接近于垂直方向，電孤軸線方向與母材熔深方向成直角， 熔化的焊絲金屬堆積疊加，熔池不斷水平上移形成焊縫，其熔深產生所需熱量的傳遞方 式與其他電弧焊有所不同。氣電立焊焊接電弧產生的熱量主要流向三個方向：熔化焊絲、 熔化母材、滑塊吸收。 a．母材坡門截面積控制。 它是影響熔深的主要參數之一，熔深反映了坡口兩側母材的熔化量，直接決定焊接 無錫太湖學院學士學位論文 6 質量。增加坡口截面積就增加了焊接線能量，增加熔深：熔深的大小南熔池過熱金屬的 過熱度即溫度梯度決定；影響熔池熔融金屬過熱度的因素也就是影響熔深大小的因素。 b．線能量控制。 一般電弧焊焊接線能量 ；氣電立焊焊接時，采用等速送絲、大電流密度、較=IU/vwE 高的電弧電壓，其送絲速度等于熔化速度正比于向坡口填充金屬的速度，經推導可得焊 接線能量 ( 為焊絲熔化系數， 為坡口截面積)。增加電弧電壓可增加焊接線=EKiSiS 能量。 c．冷卻速度控制。 當焊接規(guī)范和坡口參數確定后，焊絲和母材吸熱可以認為是不變的，而強制成形的 銅滑塊吸熱，則隨冷卻介質水變化較大。水溫度和流量對吸熱影響很大，低水溫和大流 速帶走的熱量遠大于高水溫低流速的情況，所以在焊接厚板時應減少水流量；焊接薄板 時可增加水流量；通過調節(jié)水流量來調節(jié)熔池的冷卻速度可有效控制熔深大小。由于氣 電立焊熔池與普通未受約束的焊接熔池狀態(tài)不同，熔深的形成方式和影響熔深的因素也 不同。 兩種厚板EGW焊接工藝如表2-1所示。 表2-1典型EGW焊接工藝參數 板厚 /m?焊根間隙 /b焊絲 數 絲速 -1/minv?電流 /IA電壓 /IU焊速 -1/cminv?線能量 -1E/kJc? 35 8 1 2 13 13 360 370 38 37 9.6 171 8 1 2 15 15 400 410 44 41 3.8 551 80 10 1 2 15 15 420 410 45 41 3.4 630 (3)幾種實用的焊接材料。 a．目前國內用量較大的是神戶制鋼公司生產的DWS03G和DWS一60G型藥芯焊絲， 具有電弧穩(wěn)定、飛濺小、氣渣保護好、焊縫質量穩(wěn)定等特點。使用時，應在焊縫背面配 用l(I御型陶瓷襯墊，在襯墊表面覆蓋一層玻璃布，可使襯墊與鋼材緊密相貼，防止跑渣。 在襯墊的背面還有一塊鋼板，便于在裝配襯墊時用鋼楔子將襯墊與鋼板壓緊，避免陶瓷 襯墊破碎。 立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計 7 b．自保護自動立焊焊絲一般采用林肯(Lincoln) 公司 NR43l藥芯焊絲。自動立焊工藝大 都在露天或高空場合施工，在有大風的情況下，自保護焊可以不受風的影響而停止施工。 另外，目前自保護立焊設備的價格也比氣保護立焊設備的價格低得多。 2.4 氣電立焊設備介紹 (1)氣電立焊設備主要組成。 氣電立焊設備主要由攜焊機頭升降的機械系統；快速送絲系統；水冷強迫成型系統； 焊接電源及供(保護)氣系統；焊槍及焊槍擺動控制系統；焊接過程自動控制系統等組成， 如圖2.4所示。 圖 2.4 氣電立焊設備示意 型號：SEG-1；輸入電壓：AC 380±10％V；行走速度O～530mm／min；驅動方式i齒輪／齒條；質量22 kg；最大負載50 kg；立焊；外型尺寸：360 mmx665 minx365 mm適合板厚：9～32 mm；單面V型坡口； 19-80雙面x型坡口。 (2)船體氣電自動立焊機的要求。 氣電自動焊最適用于船體總段大合攏縫的焊接，如圖2.5所示，多個永磁體吸盤將鋁 合金齒條軌道固定在船體鋼板上，其軌道可以接長數十米。焊機的整體機架內具有自動 提升機構和自動鎖定裝置，便于船體立縫焊接時的高空作業(yè)，使操作安全可靠，使焊接 熔池始終處于最佳觀察狀態(tài)。 另外，送絲系統控制箱、焊接電源、循環(huán)冷卻器等都安裝在焊機整體機架內，與被 焊物體較近，故各配套線管大為縮短，有利于焊前準備和設備操作，也便于安裝運輸； 焊接控制系統中設置了電壓、電流傳感器，能自適應焊接坡口變化。設置了供氣控制傳 感器和循環(huán)冷卻水壓指示調節(jié)器，能保證焊接質量控制。 瑞典ESAB公司采用懸掛在焊縫頂部的牽引電機的動鏈條牽引機頭上升的方案，既節(jié) 無錫太湖學院學士學位論文 8 省了磁力軌道和裝卸工時費用，叉減輕了工人的勞動強度。 圖 2.5 油輪船側分段大合攏焊縫 立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計 9 3 主要零部件建模 立式焊機結構設計大致完成后，即可對主要零部件進行三維建模，為進一步的裝配 工作打好基礎。在建模過程中有時不僅僅是單個零件的創(chuàng)建，而是從整個系統設計出發(fā)， 綜合考慮裝配、制造等問題，有時甚至要用程序來解決零件的建模問題。在三維建模過 程中，我們充分利用了 TOP-DOWN 的設計方法，以確保整機設計不出錯誤，同時也利用 一些建模技巧，盡量縮短了建模過程所占的時間。 氣電立焊設備是一個復雜的裝配體，僅零件建?？倲稻统^三百個，所以，如何對 建模數據進行妥善管理，是一個非常重要的問題。我們對每個組件或部件都創(chuàng)建了相應 的文件夾，為保證最后總裝不出零件沖突問題，對名稱相同的零件，如螺栓、螺冒等， 后面都加上所屬組件的縮寫名。由于零部件總數眾多，對每個零件的建模過程都作相應 介紹顯然是不現實的。為此，我們挑選了一些具有代表性的零件，在創(chuàng)建這些零件時運 用了相當多的技巧，所以著重介紹它們的建模過程。 3.1 絲杠的三維建模 絲杠是此次立式焊機設計中傳動裝置的核心零件，創(chuàng)建時主要運用了螺旋掃描功能。 但考慮到仿真運動時需定義螺母沿螺旋線的槽機構運動，所以在螺旋掃描切材料前必須 先將螺旋曲線做出，而螺旋曲線創(chuàng)建需要一定的技巧，所以絲杠的創(chuàng)建具有一定的代表 性。 （1）繪制絲杠二維截面，用旋轉加材料做出絲杠外圓柱面如圖 3.1 和圖 3.2； （2）利用螺旋掃描功能創(chuàng)建一螺旋曲面,必須與圓柱面相交如圖 3.3； （3）選擇螺旋曲面和整個絲杠外圓柱面,點擊“編輯”---“相交” ，軟件自動創(chuàng)建 螺旋曲面和外圓柱面的交線，即螺旋線； （4）利用螺旋掃描在外圓柱面上切出牙形，同時其螺距應與螺旋曲面螺距相同； （5）倒角并隱藏螺旋面螺旋線后，絲杠零件如圖 3.4。 無錫太湖學院學士學位論文 10 圖 3.1 繪制絲杠外圓二維截面 圖 3.2 絲杠外圓柱面創(chuàng)建 立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計 11 圖 3.3 創(chuàng)建螺旋曲面 圖 3.4 絲杠零件 3.2 參數化齒輪建模 在立式焊機的結構設計中，很多地方需要用到齒輪傳動，所以，如何創(chuàng)建具有嚴格漸 開線齒廓的齒輪三維模型，成了一大難題。在很多資料中，齒輪的創(chuàng)建是以圓弧線代替 漸開線，我們認為這樣的建模思路是不嚴謹且不科學的。為此，我們專門開發(fā)了 PRO/E 參數化齒輪建模方法，只需要創(chuàng)建一個標準齒輪，其余只需要輸入模數、齒數、壓力角 無錫太湖學院學士學位論文 12 等參數，軟件即能自動生成新的齒輪三維模型。齒輪本身有很多種類，由于此次自動焊 接機的仿真過程中只用到直齒輪，同時也是受時間的約束，我們只對直齒輪做了參數化 設計。下面用較為詳細的篇幅，來說明我們是如何創(chuàng)建這些齒輪模型的。 在立式環(huán)縫自動焊接機的結構設計中，很多地方需要用到齒輪傳動，所以，如何創(chuàng)建 具有嚴格漸開線齒廓的齒輪三維模型，成了一大難題。在很多資料中，齒輪的創(chuàng)建是以 圓弧線代替漸開線，我們認為這樣的建模思路是不嚴謹且不科學的。為此，我們專門開 發(fā)了 PRO/E 參數化齒輪建模方法，只需要創(chuàng)建一個標準齒輪，其余只需要輸入模數、齒 數、壓力角等參數，軟件即能自動生成新的齒輪三維模型。齒輪本身有很多種類，由于 此次自動焊接機的仿真過程中只用到直齒輪，同時也是受時間的約束，我們只對直齒輪 做了參數化設計。下面用較為詳細的篇幅，來說明我們是如何創(chuàng)建這些齒輪模型的。 （1）首先，在記事本中創(chuàng)建如下三段程序并保存： 程序 1： tooth_number number=20 "enter the number of teeth:" module number=3 "enter the module:" pressure_angle number=20 "enter the pressure angle:" face_width number=15 "enter the face width:" rad_fillet number=0.4 "enter the fillet:" 程序 2： rad_pitch=0.5*tooth_number*module rad_base=rad_pitch*cos(pressure_angle) circular_pitch=pi*module tooth_thick_on_pitch=circular_pitch/2 rad_addendum=rad_pitch+1*module rad_dedendum=rad_pitch-1.157*module inv_phi=tan(pressure_angle)-pressure_angle*2*pi/360 tooth_thick_on_base=2*rad_base*(tooth_thick_on_pitch/(2*rad_pitch)+inv_phi) ang_tooth_thick=tooth_thick_on_base/rad_base*360/(2*pi) ang_tooth_space=360/tooth_number-ang_tooth_thick 程序 3： todeg=180/pi roll_angle=0 solve roll_angle*todeg-atan(roll_angle)=trajpar*ang_tooth_thick for roll_angle sd7=rad_base*(1+roll_angle^2)^0.5 立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計 13 （2）運行 PRO/ENGINEER 軟件，新建一個文件，命名為 “CHILUN”零件，注意 不要用缺省模板，利用 mmns_prt_solid 模板創(chuàng)建。 （3）點擊“工具”---“程序”--- “編輯設計” ，在彈出的程序編輯對話框中按照如 下方式輸入程序： VERSION REVNUM 78 零件 CHILUN 的列表 INPUT 此處插入程序 1 END INPUT RELATIONS 此處插入程序 2 END RELATIONS ADD FEATURE (initial number 1) 內部特征標識 1 點擊“文件”---“保存” ，系統會詢問是否將所做修改體現到當前模型中，點擊“是”--- “當前值” 。至此，系統程序已經創(chuàng)建完畢。 （4）創(chuàng)建齒輪本體。點擊“插入”---“拉伸” ，選擇 FRONT 面為草繪面，TOP 面為 向上面。草繪一圓，直徑取任意值，拉伸長度也取默認值。點擊“工具”---“關系” ，彈 出參數關系對話框，在“查找范圍”中選擇“特征” ，在模型樹中選擇剛才創(chuàng)建的拉伸特 征。在關系輸入框中輸入“ =2*rad_addendum”和“ =face_width”兩個關系式。點擊2d1d “確定”---“編輯”---“再生”---“當前值” 。 如圖 3.5 和圖 3.6。 （5）經過軸線創(chuàng)建一基準平面，與 TOP 面的夾角取默認的 45°。創(chuàng)建夾角的關系， 點擊“工具”---“關系” ，選擇“特征” ，點擊剛才創(chuàng)建的基準平面，將 “ =360/tooth_number”輸入關系對話框，電擊“確定”---“編輯”---“再生”---0d “當前值” ，生成與 TOP 面成 18°的一個基準平面。如圖 3.7。 無錫太湖學院學士學位論文 14 圖 3.5 拉伸一圓柱體 圖 3.6 定義齒輪本體參數 立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計 15 圖 3.7 創(chuàng)建鏡像基準平面 （6）在齒輪本體端面上畫一曲線，以端面為草繪面，DTM1 為向上面。點擊“工具” ---“關系 ”，在彈出的關系設置對話框中選擇“特征” ，點選剛才創(chuàng)建的曲線，在關系對 話框中輸入 =ang_tooth_space/2、 =ang_tooth_thick、 =rad_base，其中 、 、3d4d5d3d4 分別為中心線角度、圓弧弧度、及圓弧半徑的參數符號。點擊“確定”---“編輯”---5 “再生”---“當前值” 。最后，將該曲線鏡像到齒輪本體的背面。 （7）點擊“插入”---“可變截面掃描” ，按住 CTRL 鍵選擇剛才創(chuàng)建的兩條曲線， 點擊草繪按紐，繪制截面如圖 3.8。點擊“工具”---“關系” ，在關系對話框中輸入程序 3。完成可變截面掃描齒廓曲面創(chuàng)建， （8）鏡像上一步創(chuàng)建的漸開線齒廓面，以基準平面 DTM1 為鏡像面。 （9）以齒輪本體端面為草繪面，DTM1 為向下面，草繪一截面切減出第一個齒槽。 同時，以關系式來控制草繪中大圓的直徑，關系式的輸入在此不再贅述，如果屏幕上顯 示大圓直徑符號為 ，則輸入關系為 =rad_dedendum，表示將其值定義為基圓直徑。13d13d 最后齒槽如圖 3.9 對齒廓的棱線倒圓角。 （10）點擊“編輯”---“特征操作”--- “組”---“局部組” ，設置好組的名稱后， 在模型樹中選擇從 DTM1 特征開始到倒圓角特征為止，點擊確定。 （11）陣列剛才的組特征，以 DTM1 特征的 18°尺寸為增量尺寸，增量 18°，個 數為 2 個，點擊確定 （12）點擊“工具”---“關系”,彈出關系對話框。選擇“特征” ，選擇剛才創(chuàng)建 的陣列特征，輸入 =360/tooth_number 和 =tooth_number 兩個公式，其中 為增量15d16p15d 尺寸的符號， 為增量數目的符號。點擊“確定”---“編輯”---“再生”---“當前值”6p 無錫太湖學院學士學位論文 16 。 （13）設置新的圖層將多余的曲面、曲線隱藏掉。 （14）參數化齒輪模型創(chuàng)建好以后,如果需要其他參數的直齒輪模型,僅需更改相應 參數即可。比如，需要創(chuàng)建齒數為 30，模數為 4 的直齒輪，則先打開上述過程創(chuàng)建的標 準模型，點擊“工具”---“參數” ，在彈出的參數對話框中更改相應參數, 改好后,點擊 “確定”---“編輯”---“再生”---“當前值”,系統立即產生相應的齒輪模型,最后, 將多出來的曲面和曲線隱藏掉,即產生出新的齒輪,如圖 3.10。 （15）由此可知,創(chuàng)建標準齒輪,然后以此為模板再生新的各種齒輪,是十分精確和方 便的。同時，這種建模方法也為整個建模過程節(jié)省了大量的時間，以將更多的精力投向 其他過程。 圖 3.8 草繪齒廓截面 立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計 17 圖 3.9 第一個齒槽成型 圖 3.10 新的齒輪模型 3.3 軸承三維模型的創(chuàng)建 在產品三維建模過程中，有很多情況下并不是依靠一種軟件完成的，而是多種軟件的 綜合運用，以充分利用這些軟件的各種優(yōu)點。同樣，我們在氣電立焊設備三維建模過程 中，并不是僅僅只用 PRO/ENGINEER 一種軟件，還用到了北航海爾開發(fā)的 CAXA 軟件， 以及 AUTOCAD 軟件。面對設備中大量的標準件，我們充分利用了 CAXA 軟件自帶的標 無錫太湖學院學士學位論文 18 準件庫，快速而又準確地創(chuàng)建了諸如螺栓、軸承等零件。下面，介紹一下如何將 PRO/E 和 CAXA 相結合來創(chuàng)建圓錐滾子軸承零件。 （1）打開 CAXA2005 軟件，點擊“繪圖”---“庫操作”---“提取圖符” ，出現提取 標準件圖符對話框如圖 3.11； （2）點選“軸承”大類，選擇“圓錐滾子”小類，點擊“下一步” ，選擇 30202 型 圓錐滾子軸承，點擊“確定” ，則 30202 型圓錐滾子軸承的二維圖被調出如圖 3.12； （3）將軸承圖上的中心線、剖面線、尺寸線全部刪除，并將二維圖平移到原點； （4）點擊“另存” ，保存成“IGES”格式，以利于 PRO/E 直接調用； （5）打開 PRO/E 軟件，點擊“插入”---“模型基準”---“曲線”--- “自文件” ，選 擇坐標系后，調入剛才創(chuàng)建的軸承曲線； （6）利用旋轉命令，創(chuàng)建軸承外圈和軸承內圈，注意草繪截面時需使用曲線； （7）利用上述方法創(chuàng)建第一個滾子，然后陣列如圖 3.13； （8）進行倒角操作、隱藏曲線后，完成軸承的創(chuàng)建 3.14； 從軸承零件的創(chuàng)建過程來看，由于采用了 CAXA 的標準件庫，所以節(jié)省了大量的查 表時間，同時也使建模過程變得相當簡單，在軸承零件種類不多的情況下，這是一種非 ?？扇〉姆椒?。 圖 3.11 CAXA 提取圖符對話框 立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計 19 圖 3.12 調出標準件圖 圖 3.13 創(chuàng)建滾子 無錫太湖學院學士學位論文 20 圖 3.14 圓錐滾子軸承創(chuàng)建完畢 3.4 墊片的創(chuàng)建 立式焊機的三維建模，需要用到大量的標準件，諸如軸承、螺栓、墊片、螺帽等等。 如果數量不是很多，我們可以一一創(chuàng)建，但是如果是一臺復雜的機器，那標準件的數量 是很大的，每一個都創(chuàng)建一次將非常耗時。如果對于多種相同的標準件，只是規(guī)格參數 不一樣，我們可以利用 PRO/E 的零件族表功能來創(chuàng)建，也就是說對于一組標準件，我們 只要創(chuàng)建一個模板零件，其余零件通過零件族表直接調出，不需要再創(chuàng)建。此功能類似 創(chuàng)建標準件庫，每一個規(guī)格的零件都能隨時呼出。下面以墊片標準件為例，講述如何使 用零件族表來創(chuàng)建標準件庫 （1）打開 PRO/E 軟件，創(chuàng)建一個新零件，命名為 DIANPIAN。用兩側拉伸創(chuàng)建墊 片模板零件如圖 3.15； （2）雙擊墊片三維模型,出現三個尺寸，點擊“信息”---“切換尺寸” ，三個尺寸 值變?yōu)?、 、 ，點擊代表墊片厚度的 ，右鍵彈出屬性對話框，在尺寸文本中將 d00d12 0d 改成 thick，代表厚度。點擊確定；如圖 3.16； （3）點擊“工具”---“族表” ，彈出族表對話框； （4）點擊“插入”---“列” ，彈出族項目對話框，點擊“尺寸” ，雙擊墊片三維模 型，出現尺寸符號； （5）按住 CTRL 鍵依次復選 ， ，thick，點擊確定，彈出族表欄；1d2 點擊“插入”---“實例行” ，按照自己需要的墊片尺寸在相應欄里填入尺寸，每一個實 例行均代表一種墊片。完成后點擊確定。保存并關閉窗口； （6）重新打開剛才的墊片文件，會發(fā)現軟件彈出零件選擇對話框，讓我們選擇需要 立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計 21 的墊片模型，如圖 3.17； 從墊片標準件族表的創(chuàng)建過程和結果來看，當遇到多種相同標準件的三維建模問題 時，創(chuàng)建族表是一種行之有效的方法。而且，我們可以利用此功能開發(fā)符合國家標準的 標準件庫，為三維建模乃至裝配提供了極大的方便，而且縮小了占用硬盤的空間。 圖 3.15 墊片模板零件的創(chuàng)建 圖 3.16 更改尺寸代表符號 無錫太湖學院學士學位論文 22 圖 3.17 軟件要求選擇打開零件 立式環(huán)縫自動焊接機虛擬設計 23 4 零部件虛擬裝配 在 PRO/E 中進行機構運動仿真，必須要將創(chuàng)建好的零件三維模型一一組裝起來，同 時在裝配時定義零件與零件、組件與零件、組件與組件之間的各種運動副，以便裝配好 以后進行機構運動仿真。由于立式焊機結構復雜，將整臺機器的裝配過程統統介紹一遍 顯然是不現實的，在此，我們僅介紹一些具有代表性的裝配過程，這些裝配過程用到了 一些實用的裝配技巧。不管設備多么復雜，裝配過程都是由常用裝配方法和一些裝配技 巧來完成的。 4.1 基本裝配約束介紹 PRO/ENGINEER 軟件系統的裝配環(huán)境提供了很多種約束方法，一共 9 種，現在將其 作一簡單介紹。 （1）匹配約束：定位兩個平面，并使它們的法線正向相對。 （2）對齊約束：使用該約束，能將兩軸線同軸，兩平面法向平行，兩點重合。 （3）插入約束：使用該約束可以將一旋轉曲面插入另一旋轉曲面中，以使它們各自 的軸線重合。 （4）坐標系約束：該約束能將元件的坐標系和組件的坐