proe手压阀设计课程设计.docx

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proe手压阀设计课程设计

前言

ProE是由美国PTC公司推出的一套博大精深的三维CAD\CAM参数化软件系统，它的内容涵盖了产品概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图的输入、生产加工成产品的全过程，其中还包括了大量的电缆和管道布线、模具设计与分析等使用板块。

其应用领域包括航空航天、汽车、机械、数控加工、电子等诸多行业。

由于其强大而完善的功能，ProE几乎成为三维CAD\CAM领域的一面旗帜和标准。

它在国外大学院校里已经成为学习工程必修的专业课程，也成为工程技术人员必备的技术。

随着我国加入WTO，一场新的工业设计领域的技术革命正在兴起，作为提高生产率和竞争力的有效手段，ProE也正在国内形成一个广泛应用的热潮。

我们的设计题目为手压阀。

它有阀体、弹簧、胶垫、调节螺母、阀杆、销紧螺母、手柄、销钉和球头等零件组成。

手压阀是开启或关闭液路的一种手动阀门,手向下压紧阀杆时，弹簧受压，阀杆向下移动，使入口和出口相通，阀门打开；松开手柄，因弹簧的作用，阀杆向上压紧阀体，入口与出口不通，阀门关闭

1、手动阀的零部件材料分析：

1.1、以综合力学性能为主时的选材

在机器制造业中，相当的机械零件，如轴类，杆类。

工作时受到不同程度的载荷和工作环境的制约，要求零件具有较高的强度和良好的塑性。

因此根据零件的受力情况的大小，选用中碳钢或者合金钢材料（如45号钢、40Cr钢等），并进行正火或者调质处理满足使用需求。

零件受力越大,零件选用的材料的综合力学性能也应越高。

1.2、以疲劳强度为主时的选材

交变载荷作用下的零件容易出现疲劳破坏，同时应力集中也是导致零件疲劳破坏的重要零件，如发动机的曲轴、轴承、齿轮等零件，应选用疲劳强度高的材料制作，并合理设计结构形状，制定正确的加工工艺来减少应力集中。

1.3、以磨损为主时的选材

（1）在工作条件下，磨损较大，受力小的零件，如各种量具,钻套等，选用高碳钢或者高碳合金钢，进行淬火，低温回火来获得高硬度的回火马氏体组织，满足耐磨需求。

（2）同时承受磨损和交变应力的零件，应选合适表面淬火、渗碳或者氮化后的钢材进行热处理。

手柄要求有较高的力学性能，通过观察发现，手柄是一个硬度高的材料，故选择45号钢作为手柄材料。

2、零件设计

2.1、调节螺母设计

调节螺母CAD图

图2-1调节螺母图

2.1.1调节螺母三维造型

首先打开ProE程序并点击草图，然后选择X-Y平面，在建模窗口中绘制一个直径为50的圆，如图2-2

图2-2草绘图图2-3拉伸图

点击完成草绘。

然后选择拉伸命令，输入拉伸长度26，结果图2-3再按下回车就可以得到最终效果图，如图2-4

图2-4拉伸实体图图2-5草绘图

选择旋转命令，再选择TOP草绘平面，绘制出如图2-5的图形

选择拉伸命令，在选择RIGHT草绘平面，绘制一个直径为25和一个直径为10的圆，

再选择

命令，输入拉伸长度10，依次选择

命令和

命令以及

命令，

在塞座的底面攻螺纹，螺旋扫描，点击切口选项设置，最后利用拉伸和旋转命令，去除材料得如图2-6

图2-6最终效果图

2.2、阀体设计

2.2.1阀体二维图

（a）主视图（b）左视图（c）俯视图

图2-7阀体三视图

2.2.2阀体三维造型

下面是用ProE对阀体的设计过程

首先打开ProE程序并点击草图，然后选择X-Y平面，在建模窗口中绘制如图2-8所示图形

图2-8草绘图图2-9拉伸图

再选择拉伸命令，拉伸长度为105，得如图2-9所示图形再利用拉伸命令，选择切除材料，得如图2-10所示图形

图2-10拉伸实体图

再在刚才切除面的对面使用拉伸命令，得如图2-11所示的图形

2-11拉伸实体图图2-12草绘图

然后选择筋命令，绘制如图2-12所示图形，厚度选择6，最终得如图2-13和2-14所示图形

图2-13加强筋图图2-14加强筋实体图

再通过拉伸命令得出如图2-15所示图形

图2-15拉伸图

再通过拉伸命令，得到如图2-16所示图形

图2-16拉伸图图2-17镜像图

然后通过镜像命令得到如图2-17所示图形再通过孔和倒角命令得到如图2-18所示图形

图2-18打孔图图2-19拉伸图

再通过拉伸和旋转命令，得到如图2-19所示图形

再利用螺旋扫描、切口命令，得到如图2-20所示图形，最终得到阀体的完整图图

图2-20最终效果图

2.3、手压阀手柄设计

下面是用ProE对阀体的设计过程

首先打开ProE程序并点击草图，然后选择X-Y平面，在建模窗口中绘制如图2-21所示图形

图2-21草绘图图2-22拉伸图

再利用拉伸命令，厚度为18，得到如图2-22所示图形再利用拉伸、切除材料得到如图2-23所示图形

图2-23拉伸图图2-24草绘图

再绘制出如图2-24所示图形，并利用拉伸和切除材料以及镜像命令得到如图2-25所示图形

图2-25拉伸图

选择草绘平面，绘制出如图2-26所示图形

图2-26草绘图图2-27拉伸图

再通过拉伸命令得出如图2-27所示图形再次利用拉伸命令得到如图2-28所示图形

图2-28拉伸图图2-29扫描图

再利用螺旋扫描、切口命令得到如图2-29所示图形

图2-30最终效果图

2.4、手柄的设计表达分析

手柄是属于轴类零件，轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。

它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。

轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。

根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。

手柄的结构设计是确定螺杆的合理外形和全部结构尺寸，为螺杆设计的重要步骤。

它由螺杆上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质、方向、大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，螺杆的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输，对螺杆的变形等因素有关。

可根据螺杆的具体要求进行设计，以下是一般轴类零件结构设计原则：

⑴节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状。

⑵易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整。

⑶采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施。

⑷便于加工制造和保证精度。

3、装配

3.1、零件清单

编号

零件

名称

材料

数量

零件效果图

工程图

001

胶

垫

塑

料

1

002

球

头

塑

料

1

003

弹

簧

铝合金

1

004

阀杆

铁

1

005

销

钉

铝合金

1

006

锁

紧

螺

母

铝合金

007

调

节

螺

母

铝合金

1

008

手

柄

铁

1

009

阀

体

钢

1

3.2、装配图

图2-1实体装配图2-2装配图

3.3爆炸图

图2-3爆炸图

3.4装配注意事项

在实体装配中，我们可以运用匹配、对齐、插入、坐标系、相切、线上点、曲面上的点、曲面上的边、固定、缺省等十个约束命令。

在进行装配时，我们可以只用一种约束方式进行零件的装配，也可以用几种约束来进行装配。

在装配的过程中要注意各零件在造型时是否是有的是用了缺省命令，而有些却没有使用命令。

如果有，那么这两个零件将装配不起来，那就需要把缺省的零件改过来，改为不是缺省的。

在整个装配过程中，阀体采用缺省约束；紧接着装配阀杆，由于阀杆是可动零件，所以采用滑动杆连接；阀杆装配好后进行胶垫和调节螺母以及锁紧螺母的装配，调节螺母和锁紧螺母应采用刚性连接；在进行手柄的装配时，采用销钉连接；最后用销钉和进行固定，专配时采用刚性连接。

4力学分析结果

打开ProE软件，对打开手柄的ProE三维图形，在应用程序中点击Mechanica（M）,点击材料选择铁steel,双击，材料分配，单击确定；

创建力或力矩载荷，如图4-1所示

图4-1手柄的受力

再点击位移约束，再点击Mechanica分析与研究，点击新建静态分析，单机确定，点击开始运行，同样新建模态分析，并运行，最后导出影片和HTMT报告，最后完成对手柄的结构分析

5对销钉进行CAM仿真加工

进入ProE软件，新建装配，装配所要加工的零件，单击右建缺省约束，选择自动工件，如图5—1所示，

图5-1自动工件

隐藏元件和坐标图标，建立基准坐标系（同选中间两表面和上表面）；如图5-2所示，

图5-2坐标系建立

在步骤中点击操作，NC机床中选择机床，如图5-3所示，

图5-3机床选择

机床零点在新建坐标系，切削曲面设定为5，再选择切削体积块，拉伸，定义内部草绘，参照长方体四边，选择使用，画长方形，点击确定；如图5-4所示，

图5-4切削体积块

选择体积块粗加工，设定名称，选择刀具并应用，设定切削进给，步长深度，公差，跨度，允许轮廓坯件，安全距离和主轴转速，点击确定，如图5-4刀具的选择和图5-5切削进给的确定

图5-4刀具的选择

5-5切削进给的确定

鼠标选择体积块，点击完成序列，隐藏体积块，取消毛坯隐藏，点击播放路径，单击编辑，CL数据输出，最后完成输出，单击工具，进行后处理，最后输出G代码。

6、个人总结

 时间飞逝,为期一周的proe课程设计已经结束。

这次课程设计对我来说可谓是受益匪浅，进一步巩固了我的理论知识。

本次课程设计的主要目的是进一步使学生了解PRO/E设计思想，提高运用PRO/E基础模块进行机械零件的三维建模、装配及仿真的能力，进一步巩固机械绘图与制图、读图及识图能力，加强学生强主设计能力。

通过这次课程设计我感觉我的这些能力都得到了质的提升。

通过这次课程设计我懂得了团队合作的重要性，遇到问题要自主寻求解决的办法，要努力的克服困难，敢于去面对困难。

在此期间不仅巩固了以往所学的机械制图知识，更加培养了自己的动手能力。

培养了自己严谨的工作态度。

Proe是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。

所以这次课程设计为我以后工作打下了坚实的基础。

最后感谢王炳达老师这一周的悉心教诲。

7、附录

附录一：

零件原始数据

附录二：

工程图