毕业论文定稿-CH1型小提琴琴柄铣床设计

第 1 章 绪 论1第 1 章 绪 论1.1 课题研究的背景SolidWorks 软件作为现今首屈一指的三维软件之一，凭借友好的界面、完善地装配、仿真等优秀性能。极大地降低了工程师的负担，使工程师更专注于设计，在机械设计上的应用日趋广泛，对整个机械行业的发展与成才有重大的促进作用。但是要掌握好一个工具，需要理论联系实际，不断摸索才能，不断发挥其设计优势。应用 Solidworks 软件设计“CH1 型小提琴琴柄铣床设计 ”正是基于这个考虑进行选题。小提琴之所以能够达到今日的如此完美，我们应该感激数百年传统的制琴师傅。据历史记载，在 17,18 世纪时，意大利的克雷莫纳及布莱斯家两地和奥地利、法国等欧洲国家，陆陆续续地出现了许多有名的小提琴制作家。在诸名家中要数意大利的斯特拉迪瓦里制作家最为著名，他制作的琴价值连城。而在中国，小提琴的制造也超过 70 多年的历史。1.2 课题研究的意义1.2.1 小提琴的特点小提琴是擦奏弦鸣乐器的其中之一。在现代管弦乐队弦乐组中担任至关重要的角色。作为现代弦乐器中最小、声音最高的乐器，小提琴主要的特点在于其悦耳的声音、高超的演奏技巧以及动人的表现力。现代的乐器大部分都是历尽时代的考验，革新而幸存下来的。人们从前人那里继承乐器的制作和演奏技术，然后自己在前人的基础上不断求变，进步。中世纪的欧洲，在还未出现正式的乐队前，对乐器的标准化几乎没有要求。于是人们对自己手里的乐器作出无数次的试验，一种又一种新式的乐器被研制出来了。华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）说明书详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763小提琴的音色具有人声的特点，演奏灵活，携带方便，表现力十分丰富。既能演奏抒情的旋律，也能演奏充满技巧性的华丽乐章，也可以作为节奏乐器来使用。无论是在管弦乐队中还是在喜爱音乐的人家中，小提琴都成为一件无法取代的乐器，被世人称之为乐器中的皇后。1.2.2 业余制作小提琴业余小提琴制作是非常吸引人的。许多小提琴爱好者都把业余制琴作为自己的爱好。为此音响物理学家和工程技术人员对小提琴的发音原理也在孜孜不倦地加以研究和改进。工具业余制作工具比较简单，1、普通锯子一把，又来断料。2、窄锯一把，用来锯出曲线。3、平口凿、小圆口凿、大圆口凿各一把的凿柄可以同废宽钢锯条改制。圆凿的凿柄部分要成铲形弯曲，以便切削。4、粗细砂布若干。 5、木刨子6、木柄小刀一把。7、钢卷尺一把。8、木棒一根，捣胶时用。 9、熬胶小铝碗或铁碗一个，适用的锅子一口。10、金工用平口钳一把。 11 约 6 英分到 1 英寸宽的软毛油画笔一支，涂漆用。13、1000-1200 号水砂纸若干。主要工具大致这些。 、12、可封口玻璃瓶一个，制备琴漆用。木料小提琴面板用料是云杉，也可以是鱼鳞松或工业上制木模的东北松（红松）也是可以。小提琴木材的开料方法是等分料法。与切西瓜那样开料相似，所得到的板材在截面方向上看，年轮始终是垂直于木料平面，所以面板的木纹是直线状的。一般来说，最适宜的木纹宽度是约每公分 5 到 7 条年轮，超出这个数字也可以。平时我们遇到的木料都是平行开料的，这样就只有穿过圆木木芯的料才符合需要。如果其他板料上的年轮线都有倾斜和云纹，不适合应用。面板的木料需要两块。把木料木纹较密的侧面用刨子刨平直，然后胶合起来，这样就形成了中间木料密度大，边上木料密度略小，这样符合振动原理的小提琴面料坯料。背板木料用枫木或槭木，尺寸比面板长 13 毫米，即长 373宽 105厚16，也要把一边“直缝”后胶合，以形成背板坯料。如果木料宽度够大，用独块的背板也可以。 11.2.3 现今小提琴制作如今，专业制作小提琴已经拥有了完善，自动化，高效的一套设备，而第 1 章 绪 论3“CH1 型小提琴琴柄铣床设计”是小提琴琴柄生产的重要设备，对小提琴的音色及减轻工人劳动强度有重要作用。之前的设计都是应用 AutoCAD 等二维软件进行，本设计应用三维软件 Solidworks 进行设计，既能保证整机设计中的关联性（无论是零件图与工程图的关联，还是零件图与装配图的关联，Solidworks软件都能非常好的解决） ，又能应用相关的应力分析软件对所设计的设备关键零件进行受力分析及优化设计，是先进技术的具体应用。1.3 课题研究的内容本论文主要研究运用 SolidWorks 对 CH1 型小提琴琴柄铣床进行设计。在设计过程中，了解 SolidWorks 的各种功能。1.3.1 SolidWorks 设计基础熟悉 SolidWorks 的工作环境；了解 SolidWorks 的命令，掌握在 SolidWorks工作环境中文件的打开、保存、导入等基本操作，掌握三维建模流程。1.3.2 草图绘制掌握点、直线、矩形、弧度圆等基本图形的绘制方法；掌握样条、文字等高级几何图形的绘制方法；理解集合约束的概念并在草图绘制中熟练应用几何约束；熟练应用阵列、实体转换等草图绘制工具；能综合应用各种草图绘制实体和利用草图绘制工具完成草图绘。1.3.3 基准特征-参考几何体的创建清楚明白基于特征的建模方式、参数化思想等概念；灵活运用各种建立基准点的方法；灵活运用各种建立基准轴方法；灵活运用各种建立基准面的方法；灵活运用坐标系的建立方法；能根据建模需要综合应用各种参考几何体。1.3.4 拉伸、旋转、扫描和放样特征建模灵活运用拉伸特征的概念与建立方法；灵活运用旋转特征的概念与建立方法；掌握扫描特征的概念与建立方法；灵活运用放样特征的概念与建立方法；通过实践能够准确分析零件的特征，灵活运用拉伸和旋转也正建立三维模型。综合应用扫描、放样、弯曲、镜向、阵列等特征建立各种实体。华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）说明书详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 13041397631.3.5 工程图设计灵活运用用户自定义工程图格式文件的方法；灵活运用建立标准三视图，剖视图，断面图，局部图，辅助视图等方法；灵活运用各种注释的方法。1.3.6 装配设计灵活运用自底向上的装配方法；灵活运用生成装配体爆炸图的方法；灵活运用 SolidWorks 智能装配技术；灵活运用装配体零部件的状态和属性控制，并能够在装配体中设计子装配体；灵活运用干涉检查；灵活运用自上向下的装配方法；灵活运用在装配模型工程图中添加零件序号；灵活运用生成装配体材料明细表的方法。第 2 章 SolidWorks 的详细介绍5第 2 章 SolidWorks 的详细介绍2.1 关于 SolidWorkSolidWorks 公司成立于 1993 年，由 PTC 公司的技术副总裁与 CV 公司的副总裁发起，总部位于马萨诸州的康克尔郡（Concord,Massachusetts）内。当初的目标是希望在每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。从 1995 年推出第一套 SolidWorks 三维机械设计软件至今已经拥有位于全球的办事处，并经由 300 家经销商在全球 140 个国家进行销售与分销该产品。1997 年，Solidworks 被法国 达索（Dassault Systemes）公司收购，作为达索中端主流市场的主打品牌。2.2 SolidWorks 的 发 展 和 荣 誉SolidWorks 软件是世界上第一个基于 Windows 开发的三维 CAD 系统。由于技术创新符合 CAD 技术的发展潮流和趋势，SolidWorks 公司于两年间成为CAD/CAM 产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得 SolidWorks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999 年获得全球微机平台 CAD 系统评比第一名。从 1995 年至今，已经累计获得十七项国际大奖。其中仅从 1999 年起，美国权威的 CAD 专业杂志CADENCE 连续 4 年授予 SolidWorks 最佳编辑奖，以表彰 SolidWorks 的创新、活力和简明。至此，SolidWorks 所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。由于 SolidWorks 出色的技术和市场表现，不仅成为 CAD 行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在 1997 年由法国 达索公司以三亿一千万美元的高额市值将 SolidWorks 全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了 CAD 行业的世界纪录。华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）说明书6并购后的 SolidWorks 以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为 CAD 行业一家高素质的专业化公司。SolidWorks 三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的 CAD 产品。由于使用了 Windows OLE 技术、直观式设计技术、先进的 parasolid 内核（由剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术。 SolidWorks 成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的 SolidWorks 软件使用许可约 28 万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球 100 多个国家的约 3 万 1 千家企业。在教育市场上，每年来自全球 4，300 所教育机构的近145，000 名学生通过 SolidWorks 的培训课程。据世界上著名的人才招聘网站检索，与其它 3D CAD 软件相比，SolidWorks相关的招聘广告比其它软件的总合还要多，这一事实说明了越来越多的工程师和设计者使用 SolidWorks 三维软件，越来越多的企业需要 SolidWorks 人才。2.3 Solidworks 软 件 特 点Solidworks 软件功能强大，易于操作，界面人性化，技术创新，组件繁多是 SolidWorks 的五大特点。使得 SolidWorks 三维软件成为目前全球领先的三维 CAD 解决方案。SolidWorks 在设计时能够为用户提供不同的设计方案，通过方案的筛选，工程师能从中选择合适的方案，从而在设计过程中降低设计的错误以及提高产品质量。在目前市场上所见到的三维 CAD 解决方案中，SolidWorks 是设计过程比较简便又通俗易懂的软件之一。它不仅提供如此人性化的系统，同时对每个工程师和设计者，乃至整个机械行业提供了良好的发展基础。2.4 本 章 小 结SolidWorks 在现今社会阶段逐渐广泛应用，并且 SolidWorks 公司对中国市场重点开发，日后 SolidWorks 应用将会更加完善，更加普遍。通过前文对第 2 章 SolidWorks 的详细介绍7SolidWorks 的深入了解后，往后会对 SolidWorks 进行个别应用的分析，如建模，装配，工程图，力学分析等。华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）说明书8第 3 章 小提琴制作历史与发展9第 3 章 小提琴制作历史与发展3.1 小 提 琴 史 话小提琴有着悠久的历史。相传在 2000 多前，埃及有一个叫莫可里的音乐爱好者。在尼罗河边散步时，偶尔踢到一个乌龟壳，他拾起来敲一敲，壳内空气受到振荡，发出好听的音乐声。于是他就把这个能发出美妙声音的乌龟壳带回家里，终日拿在手上沉思默想。后来，他终于发明一种既能弹奏又能拉奏的乌龟壳琴。这就是当时的小提琴。也有另一种说法，小提琴是从一种名为维奥尔（Viol）的古提琴演变而来，到 16,17 世纪时期，其构造就固定下来，和现在的小提琴很相似。 1当你身在意大利的萨伦诺打教堂，往上看那圆形拱顶。你的目光会被法拉利华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）说明书10所画的壁画所吸引，这些壁画可以追溯到大约十六世纪中叶，壁画上的手持各类乐器的天使们在演绎动人的乐章。在这些乐器中，有最早被人发现的现代弦乐器家族代表小提琴。它们看起来有三根弦，但历史记录的证据显示，在中世纪，已经有四弦乐器被人发现。虽然小提琴家族迅速普及欧洲，但小提琴的发源地还是在意大利。小提琴的发源故事源于意大利的北部，主要地点在米兰地区和威尼斯。这些地方在接下来近两个世纪中保持了在制造小提琴的显著地位。第一个为世人所知的小提琴制造家是安德烈亚斯阿玛蒂（Andreas Amati） ，他是著名的克莱莫纳（Cremona）学校的创始人，他于 16 世纪初期出生在那个地方。可是小提琴也并非是欧陆本土的产物。在回教兴盛的 9 世纪，小提琴的前身随着阿拉伯人闯进欧洲世界，几百年来，经过重重革新，直到 16 世纪中叶，加了第四根弦，成为五度定音后，才定性为现今的面貌。在此之前也曾出现了几种与小提琴相似的弓弦乐器，主要为社交场合营造欢愉的气氛。3.2 著 名 小 提 琴 制 造 家阿玛蒂家族他 们 在 长 大 两 个 多 世 纪 的 时 间 里 在 意 大 利 制 造 弦 乐 器 领 域 保 持 领 先 地 位 。这 个 家 族 中 最 先 被 记 入 史 册 的 是 安 德 烈 亚 阿 玛 蒂 （ Andreas Amati）（ 1505-1580） ， 他 是 小 提 琴 史 上 克 里 莫 纳 王 朝 的 创 始 人 ， 或 者 说 弦 乐 器 制造 者 。 他 的 孙 子 尼 古 拉 （ 1596-1684） 是 阿 玛 蒂 家 族 中 最 著 名 的 一 位 ， 他 的小 提 琴 因 体 型 较 他 父 亲 和 伯 父 的 琴 要 大 而 不 同 ， 而 且 它 们 的 声 音 也 更 有 穿 透力 。瓜奈里家族克 里 莫 纳 第 二 个 小 提 琴 制 造 王 朝 的 最 卓 著 的 人 是 安 德 烈 亚 斯 瓜 奈 里（ Andreaas Guarneri） （ 1625-1690） ， 他 受 到 尼 古 拉 阿 玛 蒂 的 教 育 并 曾住 在 他 家 ， 当 过 他 的 徒 弟 。斯特拉迪瓦里家族安 东 尼 奥 斯 特 拉 迪 瓦 里 （ Antonio Stradivari） （ 1644-1737） 声 称 从第 3 章 小提琴制作历史与发展111667-1679 年 之 间 是 尼 古 拉 阿 玛 蒂 的 学 生 。 23.3 小 提 琴 的 构 造虽 然 自 16 世 纪 以 来 ， 小 提 琴 经 历 了 几 次 修 正 和 改 造 。 但 它 的 结 构 基 本 上保 持 不 变 。 用 一 块 软 木 来 对 前 端 （ 琴 身 ） 、 后 部 和 中 间 部 分 进 行 支 承 。 琴 的底 部 、 顶 部 还 有 琴 肋 的 角 都 需 要 用 木 块 进 行 加 固 。 琴 身 部 分 打 了 两 个 形 似 弯曲 的 “f”的 洞 ， 洞 的 下 面 附 加 了 一 个 低 音 梁 ， 与 低 一 点 的 弦 平 行 ， 支 持 弦的 琴 马 的 一 脚 决 定 位 置 。 在 琴 马 另 一 脚 的 下 面 是 音 柱 ， 朝 乐 器 背 面 纵 向 放 置 。在 琴 颈 一 端 特 别 用 硬 木 制 成 ， 。 那 是 旋 首 ， 上 面 有 调 音 弦 轴 。 弦 从 这 里 开 始通 过 指 板 、 在 琴 颈 顶 部 固 定 ， 越 过 琴 马 到 尾 部 的 拉 弦 板 ， 拉 弦 板 被 缠 绕 在 底部 的 小 钮 上 。 指 板 的 起 始 处 是 弦 枕 。 在 琴 身 和 琴 背 边 缘 的 装 饰 叫 做 “花 边 ”。3.4 小 提 琴 旋 首 手 工 制 作3.4.1 旋首的制作两侧旋 首 的 侧 面 是 由 两 条 S 形 的 琴头 身 曲 线 和 构 成 一 个 螺 旋 展 开 线 的 。首 先 在 用 锯 锯 去 多 余 的 木 料 后 ， 大部 分 工 作 是 用 圆 铲 来 完 成 的 。 为 了让 成 品 显 得 生 动 ， 制 作 家 们 很 少 会用 正 统 的 螺 旋 展 开 线 。 他 们 在 螺 旋 展开 线 中 有 意 识 地 制 造 一 些 偏 离 。 这 种偏 离 是 将 螺 旋 线 的 一 些 部 分 进 行 压 缩 ， 而 另 一 些 部 分 拉 长 ， 于 是 就 出 现 了千 姿 百 态 的 各 种 表 现 风 格 的 旋 首 。 配 合 螺 旋 线 的 另 一 个 重 要 表 现 手 法 是 凹面 的 深 浅 、 角 度 和 形 状 、 凹 面 的 制 作 也 是 许 多 制 作 家 表 现 自 己 的 个 性 的 重要 手 段 。 琴 头 身 的 曲 线 不 仅 关 系 到 审 美 和 趣 味 ， 也 关 系 到 琴 轴 之 间 的 关 系 ，因 此 需 要 在 不 影 响 弦 和 弦 轴 的 使 用 前 提 下 进 行 设 计 。图 3-1 旋首两侧加工华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）说明书12图 3-3 旋首背面加工3.4.2 弦首的制作正面弦 首 的 正 面 有 弦 槽 ， 是 安 装 弦 轴张 紧 琴 弦 的 地 方 ， 为 了 美 观 而 又 兼 顾到 牢 固 ， 弦 槽 的 两 壁 一 般 是 制 作 成 上薄 下 厚 的 。 弦 槽 的 形 状 和 厚 度 是 很 具有 表 现 力 的 。 形 状 可 以 是 直 的 ， 也 可以 略 向 外 突 出 ， 可 以 较 薄 来 表 现 轻 巧 ，也 可 以 较 厚 表 现 厚 重 。 除 美 观 外 ，弦 槽 的 功 能 是 很 重 要 的 。 其 深 度 应该 是 使 弦 轴 上 弦 时 不 会 摩 擦 槽 底 ， 但槽 底 又 有 一 定 的 厚 度 以 保 证 琴 头 的 强 度 。3.4.3 旋首的制作背面琴 头 旋 首 的 背 面 的 形 状 ， 仿 佛 一滴 正 在 下 滴 的 水 珠 。 然 而 每 个 学 派 对旋 首 的 背 面 形 状 ， 和 两 条 凹 槽 的 处 理都 独 具 匠 心 。 用 各 种 不 同 的 艺 术 手 法来 表 现 各 自 的 风 格 和 性 格 ， 比 如 ： 尼古 拉 阿 马 蒂 的 琴 头 的 背 面 形 状 ， 略呈 三 角 形 ， 不 是 一 个 完 整 的 半 圆 ， 向上 延 伸 时 很 快 收 缩 ， 顶 部 比 较 窄 小 。另 外 安 斯 特 拉 迪 瓦 里 的 琴 头 背 部的 两 侧 线 条 ， 有 一 部 分 几 乎 是 平 行 的 ，只 是 到 了 很 高 的 位 置 才 突 然 收 缩 ， 在 收 缩 出 形 成 折 角 ， 他 的 琴 头 背 面 的 尾部 是 一 个 略 带 方 形 的 半 圆 弧 ， 这 个 形 状 又 使 用 在 背 部 下 凹 的 两 条 凹 槽 里 ， 和琴 头 正 面 的 弦 首 凹 槽 里 。 对 于 手 工 琴 来 说 ， 这 一 种 技 术 就 不 是 轻 易 地 能 做 出了 ， 起 码 要 需 要 多 年 的 造 琴 经 验 ， 才 能 达 到 如 此 精 湛 的 效 果 。 这 些 细 节 的 设计 都 体 现 出 那 些 独 具 慧 眼 的 艺 术 巨 匠 们 在 创 作 时 刻 意 表 现 的 一 种 个 性 。 他 们要 求 自 己 的 作 品 的 每 一 个 细 节 ， 都 与 其 他 人 截 然 不 同 。3.5 本 章 小 结图 3-2 旋首正面加工第 3 章 小提琴制作历史与发展13小 提 琴 由 古 至 今 ， 无 论 在 皇 室 ， 还 是 民 间 ， 都 是 一 种 不 可 或 缺 的 乐 器 。通 过 时 间 的 推 移 ， 技 术 的 不 断 积 累 ， 师 傅 对 小 提 琴 的 不 断 改 进 。 从 手 工 到 机械 生 产 ， 从 单 件 到 批 量 生 产 ， 小 提 琴 制 作 业 犹 如 百 花 盛 开 般 迅 猛 发 展 。 下 一章 将 会 讲 述 小 提 琴 琴 柄 铣 床 工 作 原 理 以 及 制 作 过 程 。华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）说明书14图 4-1 琴柄铣床外观图第 4 章 琴柄铣床设计4.1 琴 柄 铣 床 的 情 况 和 特 点根 据 上 一 章 所 提 到 的 手 工 制 作 旋 首 ， 由 于 手 工 制 作 效 率 比 较 低 ， 而 且 加 工精 度 不 够 高 ， 制 作 出 来 的 旋 首 ， 人 为 偏 差 比 较 大 。 另 外 ， 一 般 的 普 通 机 床 加工 旋 首 的 工 序 比 较 复 杂 ， 而 且 由 于 旋 首 自 身 加 工 难 度 大 ， 形 状 与 贝 壳 的 螺 旋弧 度 相 似 ， 贝 壳 的 外 形 是 流 动 的 ， 递 进 的 ， 哪 怕 是 到 了 最 细 小 的 地 方 ， 这 个递 进 依 旧 持 续 着 ， 所 以 针 对 琴 柄 旋 首 的 精 密 加 工 需 要 一 套 专 用 的 机 械 设 备 。通 过 专 用 琴 柄 铣 床 的 加 工 后 ， 不 但 提 高 了 出 产 的 效 率 ， 而 且 加 工 精 度 稳 定 ，实 现 可 持 续 性 发 展 。本 琴 柄 铣 床 主 要 通 过 一 个 特 别 的 凸 轮 来 决 定 旋 首 的 形 状 ， 跟 配 钥 匙 的 原 理相 似 ， 凸 轮 的 正 面 与 侧 面 边 缘 在 滚 动 过 程 中 不 断 变 化 ， 在 此 变 化 过 程 中 通 过纵 进 机 构 的 纵 向 移 动 和 摆 臂 机 构 的 横 向 移 动 来 控 制 电 东 机 的 运 动 ， 并 通 过2 级 的 链 传 动 使 琴 头 夹 具 实 现 同 步 转 动 ， 在 电 动 机 和 夹 具 不 停 运 动 的 过 程 中 ，通 过 刀 具 的 铣 削 ， 实 现 对 旋 首 的 完 美 加 工 。 这 就 是 整 个 琴 柄 铣 床 的 工 作 原 理 。图 4-2 琴柄旋首数据第 4 章 琴柄铣床设计154.2 应 用 Solidworks 软 件 进 行 琴 柄 铣 床 零 件 图 设 计4.2.1 关于零件 CH1-6 机座建模（ 1） 以 前 视 面 为 草 绘 平 面 ， 选 择 【 直 线 工 具 】 进 行 绘 图 (如 图 4-4)。图 4-3 零件 CH1-6 机座华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）说明书16（ 2） 选 择 【 拉 伸 凸 台 】 命 令 ， 拉 伸 深 度 为 16mm（ 如 图 4-5） 。图 4-4 草图轮廓 图 4-5 拉伸特征设置（ 3） 根 据 图 纸 ， 以 该 所 在 平 面 为 草 绘 图 面 ， 拉 伸 出 两 筋 板 ， 并 选 择 拉 伸切 除 命 令 切 除 成 下 图 形 状 （ 如 图 4-6） 。（ 4） 在 筋 板 侧 面 拉 伸 一 长 为 315mm， 宽 为 165mm， 深 度 为 20mm 的 凸 台（ 如 图 4-7） 。图 4-6 生成筋板 图 4-7 生成固定板第 4 章 琴柄铣床设计17（ 5） 在 凸 台 的 正 面 拉 伸 一 个 长 为 174mm， 宽 为 84mm， 深 度 为 74.1 的凸 台 ， 并 选 择 【 异 型 孔 】 命 令 ， 在 其 表 面 打 上 两 个 M12 的 螺纹 孔 （ 如 图 4-8） 。图 4-8 轴承座安装位（ 6） 零 件 上 部 分 基 本 完 成 ， 之 后 以 第 一 个 拉 伸 的 凸 台 作 为 草 绘 平 面 ， 根据 图 纸 画 出 该 图 形 ， 并 拉 伸 ， 深 度 为 8mm（ 如 图 4-9） 。华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）说明书18图 4-9 侧面支承座安装板位置（ 7） 在 同 一 平 面 上 拉 伸 切 除 一 个 直 径 为 162mm， 圆 心 位 置 如 图 ， 深 度为 完 全 贯 穿 的 圆 柱 ， 并 在 该 平 面 拉 伸 切 除 一 个 直 径 比 此 圆 柱 大8mm， 且 同 心 ， 深 度 为 4mm 的 圆 柱 。 （ 如 图 4-10、 图 4-11）第 4 章 琴柄铣床设计19图 4-10 旋转套安装位 图 4-11 局部放大图（ 8） 在 步 骤 6 中 拉 伸 的 凸 台 上 ， 各 打 上 3 个 M12 的 螺 纹 孔 。 （ 如 图4-12， 图 4-13）图 4-12 侧面支承座安装孔位置 图 4-13 侧面支承座安装孔位置（ 9） 在 步 骤 7 的 平 面 上 拉 伸 一 薄 壁 圆 柱 ， 深 度 为 48mm， 并 将 贯 通 内 圆（ 如 图 4-14、 图 4-15） 。华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）说明书20图 4-14 无缝管位置 图 4-15 通孔切除（ 10） 在 步 骤 7 的 平 面 上 拉 伸 一 长 为 90mm， 宽 为 40mm， 深 度 为 6mm 的凸 台 ， 并 在 该 凸 台 上 打 2 个 M12 的 螺 纹 孔 ， 深 度 为 20mm（ 如 图4-16） 。第 4 章 琴柄铣床设计21图 4-16 摆臂机构安装位（ 11） 整 个 零 件 雏 形 已 出 ， 通 过 运 用 【 镜 向 】 命 令 ， 将 以 上 所 作 的特 征 ， 以 一 个 面 为 中 心 面 ， 镜 像 复 制 出 零 件 的 另 一 部 分 （ 如 图4-17,图 4-18） 。图 4-17 镜向命令效果 图 4-18 镜向面与镜向特征设置（ 12） 在 步 骤 1 中 拉 伸 的 凸 台 侧 面 ， 紧 贴 步 骤 4 中 拉 伸 的 凸 台 的 下 方拉 伸 一 凸 台 ， 并 打 上 4 个 M10 的 螺 纹 孔 （ 如 图 4-19、 图 4-20） 。华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）说明书22图 4-19 纵进机构安装板 图 4-20 螺纹孔位置（ 13） 在 步 骤 1 中 拉 伸 的 凸 台 另 一 侧 面 ， 拉 伸 宽 为 160mm， 并 与 该 边缘 等 高 的 凸 台 。 深 度 为 20mm， 并 在 其 表 面 拉 伸 切 除 出 8 个 直 径 为18mm 的 孔 （ 如 图 4-21） 。第 4 章 琴柄铣床设计23图 4-21 底座安装孔位置4.2.2 关于零件 CH1-7-9 轴座建模步骤图 4-22 零件 CH1-7-9 轴座（ 1） 以 右 视 面 为 草 绘 平 面 ， 选 择 【 直 线 工 具 】 进 行 绘 图 ， 并 选 择部 分 轮 廓 进 行 拉 伸 （ 如 图 4-23、 图 4-24） 。华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）说明书24图 4-23 轮廓草图图 4-24 拉伸特征设置（ 2） 选 择 【 拉 伸 凸 台 】 命 令 ， 并 运 用 图 1 草 图 ， 选 择 其 他 部 分 拉 伸第 4 章 琴柄铣床设计25凸 台 （ 如 图 4-25）图 4-25 拉伸特征设置（ 3） 选 择 【 基 准 面 】 命 令 ， 新 建 一 个 基 准 面 1， 并 以 该 平 面 为 草绘 平 面 （ 如 图 4-26） 。华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）说明书26图 4-26 拉伸特征设置（ 4） 运 用 【 转 换 实 体 引 用 】 命 令 ， 将 图 1 的 草 图 复 制 到 基 准 面1， 并 运 用 步 骤 2 的 方 法 拉 伸 实 体 （ 如 图 4-27）图 4-27 拉伸特征设置第 4 章 琴柄铣床设计27（ 5） 在 步 骤 1 拉 伸 的 实 体 平 面 上 ， 绘 出 草 图 ， 选 择 【 拉 伸 切 除 】命 令 ， 切 除 实 体 ， 并 运 用 倒 角 命 令 做 出 两 边 倒 角 （ 如 图 4-28） 。图 4-28 拉伸切除草图及设置（ 6） 在 步 骤 2 拉 伸 的 实 体 的 上 表 面 上 ， 绘 出 四 个 直 径 为 11mm 的 圆 ，选 择 【 拉 伸 切 除 】 命 令 ， 切 除 实 体 （ 如 图 4-29） 。华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）说明书28图 4-29 安装孔位置（ 7） 最 后 选 择 【 筋 】 命 令 ， 在 基 准 面 1 上 绘 出 一 条 直 线 ， 做 出 筋 板（ 如 图 4-30） 。第 4 章 琴柄铣床设计29图 4-30 生成筋板4.2.3 关于凸轮建模的研究与制作过程图 4-31 变距变径凸轮凸轮制作目的在 各 种 机 械 设 计 中 ， 当 零 件 存 在 一 些 不 规 则 的 轮 廓 需 要 其 从 动 件 准 确 地实 现 某 种 预 期 的 运 动 规 律 ， 而 且 用 到 自 动 机 械 和 自 动 控 制 装 置 的 加 工 时 ， 可以 发 现 这 些 机 械 设 计 中 都 会 有 使 用 到 一 个 凸 轮 机 构 ， 通 过 凸 轮 的 路 径 变 化 的过 程 ， 实 现 不 规 则 的 路 径 加 工 。 当 一 个 盘 状 凸 轮 的 根 据 角 度 而 改 变 半 径 ， 称为 变 径 凸 轮 ， 另 外 ， 一 个 盘 状 凸 轮 的 根 据 角 度 而 改 变 距 离 ， 称 之 为 变 距 凸 轮 。此 次 ch1 琴 柄 铣 床 就 是 通 过 一 个 不 规 则 的 凸 轮 ， 实 现 多 变 化 ， 复 杂 的 加 工 ，此 凸 轮 是 依 照 ch1 琴 柄 旋 首 去 设 计 ， 在 这 凸 轮 的 转 动 过 程 中 ， 使 到 各 个 机 构作 出 相 应 的 机 械 运 动 ， 从 而 让 纵 向 和 横 向 以 及 旋 转 同 步 变 化 。如 下 图 所 示 ， 工 程 图 上 所 绘 出 的 就 是 本 次 所 研 究 的 凸 轮 ， 通 过 观 察 分 析发 现 ， 下 图 为 凸 轮 的 正 视 图 ， 侧 面 剖 视 图 以 及 展 开 图 。 第 一 ， 在 正 视 图 中 ，可 以 得 出 ， 此 凸 轮 的 正 面 是 根 据 角 度 的 改 变 而 发 生 半 径 的 变 化 ， 所 以 是 变 径凸 轮 。 第 二 ， 在 凸 轮 的 展 开 图 可 以 得 出 ， 根 据 角 度 改 变 而 发 生 两 端 距 离 的 改变 ， 所 以 是 变 距 凸 轮 。 由 于 要 使 到 纵 进 机 构 ， 和 侧 摆 机 构 同 时 作 机 械 运 动 ，所 以 此 凸 轮 同 时 存 在 变 径 和 变 距 ， 称 之 为 变 距 变 径 凸 轮 。 这 一 点 是 整 个 设 计得 重 中 之 重 ， 也 是 整 个 设 计 的 难 点 。 下 面 将 阐 述 凸 轮 建 模 的 制 作 过 程 。华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）说明书30图 4-32 凸轮工程图此 次 建 模 与 一 般 的 建 模 方 式 不 同 ， 此 次 运 用 【 用 2d 转 3d】 命 令 的 方 法通 过 导 入 Autocad 图 纸 ， 降 低 作 图 量 ， 提 高 绘 图 效 率 。建模步骤（ 1） 方 法 1： 在 观 察 图 之 后 ， 通 过 计 算 获 得 正 视 图 各 点 的 坐 标 ， 运 用【 样 条 曲 线 】 命 令 ， 添 加 同 样 数 量 的 点 ， 并 按 照 所 获 的 坐 标 输 入 各 个 点 的 数据 ， 从 而 绘 出 一 条 不 规 则 的 样 条 曲 线 。方 法 2： 在 分 析 图 纸 后 ， 将 图 纸 导 入 到 SolidWorks， 之 后 将 多 余的 线 以 及 所 有 标 注 删 除 。 因 为 Autocad 的 作 图 有 误 差 ， 所 以 有 部 分 轮 廓 可能 会 出 现 开 环 情 况 ， 运 用 【 修 复 草 图 】 命 令 ， 将 开 环 的 草 图 修 复 。 由 于 再 此种 画 法 上 ， 只 需 要 用 到 正 视 图 和 展 开 图 ， 所 以 侧 面 剖 视 图 也 可 以 删 除 。显 然 方 法 2 比 方 法 1 的 做 法 更 加 灵 活 ， 简 单 ， 而 且 节 省 时 间 。 因 此 选 用方 法 2。（ 2） 运 用 【 2d 转 3d】 命 令 ， 将 正 视 图 投 影 到 前 视 面 ， 而 展 开 图 则 投 影到 上 视 面 。 并 运 用 【 对 齐 草 图 】 和 【 移 动 实 体 】 命 令 让 两 个 草 图 关 于 一 点对 齐 。（ 3） 由 于 凸 轮 装 配 时 只 能 运 用 一 个 面 去 配 合 ， 所 以 首 先 运 用 工 具 中 的 样条 曲 线 工 具 的 【 套 合 样 条 曲 线 】 命 令 将 一 段 段 的 曲 线 合 称 为 一 整 条 样 条 曲 线 。然 后 ， 选 择 轮 廓 进 行 拉 伸 实 体 ， 拉 伸 深 度 为 16mm， 终 止 条 件 为 两 侧 对 称 。变 径 凸 轮 完 成 。