基于PROE的机械锁的设计毕业设计.doc

专科毕业设计设计课题： 基于pro/e的机械锁的设计 院 (系)： 机电工程学院 专 业： 机械制造与自动化 姓 名： 万 春 学 号： 5801021201009 指导教师： 赵 鹏 展 二一五年 三月 二十六日设计课题任务书学生姓名万春学号5801021201009专 业机械制造与自动化院（系）机电工程学院设计课题基于pro/e机械锁的设计指导教师赵鹏展职称讲师任务与要求任务： 1.任务要求不少于5000字的毕业论文一篇。 2.确定图纸尺寸要求。 3.正确设计思路。 4.通过软件仿真零件。 5.用铣床加工出实体零件要求： 1.字数足够，思路清晰，格式排版正确。 2.图表清晰，全部自己绘制完成，不能粘贴复制。 3.论文是在自己参考其他文献的基础上自己完成的。 完成时间段2014年10月21日 至2015 年3月 28日 共 21周院（系）审核意见年 月 日声 明本人郑重声明：所呈交的毕业设计说明书,是在指导教师的指导下，进行独立工作取得的成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本说明书中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全明确本声明的法律责任，对本说明书导致的所有问题承担全部责任。学生签名： 日 期： 年 月 日毕业设计说明注意事项1.毕业设计说明主要是针对学生们所设计的作品进行详细的阐述，包括五大部分：课题分析、调研分析、方案绘制与设计题案、课题总结、提交资料。2.课题分析。是学生对自己的作品前期的设计现状、设计背景及设计方向、设计思路、设计意图和当前社会的现状作出参照分析的一种阐述。3.调研分析。是学生对自己的作品在社会的趋势调查、处境调查、市场调查分析等做出详细的阐述。4.方案绘制与设计题案。是学生将设计定位、设计系列草图、展板图等做出说明及展示。5.课题总结。是学生通过本次设计获得结论，得到的启发，课题设计的优点与不足作出的阐述。6.提交资料。是学生完成课题设计后，需要提交的资料名称与资料内容，用于成绩评定与存档。基于pro/e的机械锁的设计【摘要】：机械锁是指通过机械原理对物品财产进行保护。本论文为机械锁的设计，是基于pro/e进行的设计装配，根据市面上的“a级”机械锁进行改进，简化结构的同时，增加了机械锁的安全性能。此产品主要用于储物设施的保护。【关键词】：pro/e；机械锁；结构设计；改进 design of the mechanical lock based on pro/e【abstract】：mechanical lock is to point to by mechanical principles to protect goods property. for the design of the mechanical lock, this paper is based on pro/e to design assembly, according to the grade a mechanical lock on market to improve, simplify the structure at the same time, increase the safety performance of mechanical lock. this product is mainly used in storage facilities of protection. 【key word】： pro/e; mechanical lock; structure design; improve 目 录前 言1第1部分 pro/e的介绍21.1 pro/engineer2第2部分 机械锁的分析42.1 锁具的种类4第3部分 产品的设计73.1锁芯83.2 锁芯套103.3锁芯弹珠103.4弹簧的选用113.5 锁芯外套123.6 销子齿轮133.7 插销143.8齿条143.9壳体153.10 螺栓的选用16第4部分 课题总结174.1课题总结174.2课题优点与不足17第5部分 提交资料185.1 产品说明书：185.2机械锁零件图纸18致 谢19参考文献20前 言本篇论文的创作灵感来源于作者对机械的爱好，通过对纯机械设备的了解，情有独钟于机械锁这件奇特的物件，从古至今，穿越千年的奇特，今天被带到了我们现代人的生活中。锁具的演变过程若是一部电影那绝对算得上是一部史诗巨作，从门销到锁具，从纯机械锁具到电子锁，从过去的青铜材料到现代的先进工艺，从过去的单一结构到现在的多功能锁具。锁具的进步过程体现着人类对科学技术的应用以及安全意识的不断提高。此论文的主要内容是机械锁的结构设计，通过对a级锁的分析，并在其基础上进行了自己的改进和设计，在a级锁的基础上提高了其安全性能，并且简化了锁具的背部结构，文中清楚地介绍了这个工件的结构设计参数以及材料的选用，此论文倾注着作者辛勤的付出，简化结构设计的同时节省了加工成本，并在原有a级锁的基础上也有不小的改进。第1部分 pro/e的介绍1.1 pro/engineerpro/engineer操作软件是美国参数技术公司（ptc)旗下的cad/cam/cae一体化的三维软件。pro/engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位。pro/engineer作为当今世界机械cad/cae/cam领域的新标准而得到业界的认可和推广，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。pro/engineer和wildfire是ptc官方使用的软件名称，但在中国用户所使用的名称中，并存着多个说法，比如proe、pro/e、破衣、野火等等都是指pro/engineer软件，proe2001、proe2.0、proe3.0、proe4.0、proe5.0、creo1.0creo2.0等等都是指软件的版本。中文名：野火外文名：pro/engineer和wildfire研发公司：美国参数技术公司软件类型：三维软件主要特性pro/e第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。pro/e的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。pro/e采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。1参数化设计相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。2 基于特征建模pro/e是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。3 单一数据库pro/engineer是建立在统一基层上的数据库上，不像一些传统的cad/cam系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，nc（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。第2部分 机械锁的分析2.1 锁具的种类防盗锁：根据锁芯的原理不同，防盗门锁可分为弹子锁、叶片锁、磁性锁、ic卡锁、指纹锁等。弹子锁和磁性锁比较常见。像一字形锁、十字锁、电脑锁等都属于弹子锁；磁性锁前几年比较流行，但这目前比较少见。智能锁：是指区别于传统机械锁，在用户识别、安全性、管理性方面更加智能化的锁具。门禁系统中锁门的执行部件。指纹锁：是一种以人体指纹为识别载体和手段的智能锁具，它是计算机信息技术、电子技术、机械技术和现代五金工艺的完美结晶。指纹锁一般由电子识别与控制、机械联动系统两部分组成。指纹的唯一性和不可复制性决定了指纹锁是目前所有锁具中最为安全的锁种。指纹锁除指纹识别外，根据国家规定，应当加配应急机械钥匙。产品质量规范以中华人民共和国公共安全行业标准（ga701-2007）为主要依据。普通锁与智能锁的不同原理：一，普通锁不是有一个铜心么？拆开后可以看见上面一面是槽-钥匙背的方向，另1面是一排小孔，小孔里是长短不一的铜柱和弹簧（铜柱在靠近钥匙一面）外面用铝封口。平时铜柱因为不受力而弹出半截，而阻挡了大铜心的转动。当用对应的钥匙插入时，铜柱和钥匙上的齿接触，形成一个有规律的曲线，而闪开了大铜心上的豁口，使之能够转动。而转动使锁打开的原理就比较简单了。二，在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。表2.1机械锁与智能锁的优劣势比较机械锁与智能锁的优劣势比较机械锁智能锁优势价格相对较低；市场认识度较高；面板相对结实；优质机械锁智能防盗性也较好。防技术开启能力较高，安全性较高，且不怕忘记带钥匙等。劣势普通机械锁防技术开启能力较低；钥匙容易丢失甚至被复制；日常忘带钥匙会造成不方便价格普遍较高；市场认识度较低；民用智能锁一般留有机械应急钥匙孔，存在安全漏洞提醒：世界上没有绝对安全的锁，防开锁与开锁技术就像矛与盾一样，两者都在不停地进步发展。机械锁感觉比较实用，价格较低；智能锁是现代社会锁具的发展方向，安全性较高，操作也方便，但同时也存在一些劣势，消费者在选择的时候，需要多方面考虑后再做抉择。智能锁是指区别于传统机械锁，在用户识别、安全性、管理性方面更加智能化的锁具。智能锁利用电子技术、集成电路设计、大量的电子元器件，结合多种创新的识别技术制成。密码锁：通过密码来开锁，可分为机械密码锁和键盘密码锁两种感应锁：ic卡锁：又分接触式ic卡锁与非接触式。接触式的要将卡插锁锁缝，将芯片锁的内部读卡器接触非接触式就是不用这一过程，只需要将卡与锁的读卡器靠在一起就可以电磁锁：应用电磁原理制成，电磁力达几百公斤，上锁状态下，一般人跟本无法拉开。致命点，停电就无法关门，故一般用在有人值守的通道门，用于房间门需与机械锁配套使用生物锁： 随着生物识别技术发展，出现了指纹锁，掌纹锁，视网膜识别锁等智能锁一般需要用电或电池使之工作，而如果出现停电等情况，智能锁就无法开合。因此国家规定，民用智能锁应当加配应急机械钥匙，产品质量规范以中华人民共和国公共安全行业标准(ga701-2007)为主要依据。a级防盗锁弹子结构为单排弹子或十字锁，钥匙主要有一字钥匙和十字钥匙。a级锁芯内部结构非常简单，仅限于弹子的变化，弹子槽少而浅。b级锁钥匙为平板钥匙，有双排弹子槽，跟a级锁不同的地方在于钥匙面多了一排弯弯曲曲不规则的线条。第3部分 产品的设计产品总体结构图如下：图1.1 总体结构图图1.2 分解图1. 螺栓 2. 壳体3. 齿条插销4. 齿轮5. 销子6. 锁芯7. 锁芯套8. 锁芯外套9.插销弹簧10. 锁芯弹珠弹簧11.弹珠弹簧 12.齿条 3.1锁芯锁芯结构和零件图图3.1锁芯结构图3.2 锁芯零件图锁芯材料选择及加工：表3.1 锁芯机械加工工艺工程卡机械加工工艺卡产品型号零（部）件图号产品名称锁芯零（部）件图号材料牌号铜h80毛坯种类铸铜圆柱毛坯尺寸17x80每毛坯可制件数每台件数工序号工序名称工序内容车间设备工艺设备工时夹具刀具量具准终单件10装夹将毛坯装夹在机床上20检检验校正30车夹持工件伸出40mm加工车出14的外圆及端面金工cj9518/20040钻端面钻孔深度23mm1mm金工cj9518/2008mm中心钻50铣铣弹珠钥匙槽,1） 铣1.5mm2） 铣3mm金工zx50c1.5mm3mm铣刀60装夹调头装夹70车夹持工件伸出80mm车外圆6h7倒角为r1金工cj9518/20080铣铣键槽金工zx50c2mm90检检验金工3.2 锁芯套锁芯套结构参数：图3.3锁芯套结构参数锁芯套材料选用及加工：材料选用黄铜h80，先铸造毛坯再对毛坯进行外圆及端面加工，接着进行钻孔加工。因为是小零件，所以使用的机床同样是小型机床（cj9518/200、zx50c）内孔尺寸配合为14h8/f7,外圆尺寸配合为30h7/s63.3锁芯弹珠锁芯弹珠的结构参数：图3.4锁芯弹珠的结构参数1图3.5锁芯弹珠的结构参数2锁芯弹珠的材料选用及加工:材料选用45#钢，铸造成型。此弹珠设计采用的是两颗弹珠为了设计方便，所以采用的尺寸大小比较单一，实际使用中可以是多颗的结构。3.4弹簧的选用此产品有两种弹簧，都选用标准弹簧。锁芯弹珠弹簧（y0.4x2x4x3.5 gb/t 1973.3-s）和插销弹簧(ya 1.2x1.2x26左 gb/t 2089) 图3.6 弹簧3.5 锁芯外套锁芯外套的结构参数：图3.7锁芯外套的结构参数锁芯外套材料选择及加工:锁芯外套的材料选用abs塑料，用注塑模加工，这样更节省材料成本，也方便加工。3.6 销子齿轮销子齿轮的选用:由于销子齿轮属于是标准件，所以本节将它们放在一起。图3.8销子齿轮图3.9 销子齿轮参数齿轮的齿形为渐开线型齿轮，根据给出尺寸直接选用标准件，齿轮模数选自gb/t 1357-1987。选自gb/1095-2003键2x2x10。配合为轴 n9毂js9 。3.7 插销插销的结构参数：图3.10 销子参数插销材料选用及加工：材料选用45#钢，首先进行铸造再进行外圆加工，车床选用cj9518/200。3.8齿条齿条的结构参数图3.11 齿条参数齿条材料选用及加工:齿条材料为45#钢与其配合采用过渡配合6h8/h7，先进行铸造成型，再进行钻孔和渐开线齿形加工。3.9壳体壳体的结构参数：图3.12壳体结构参数1图3.13壳体结构参数2壳体材料选用及加工:由于壳体没有特殊表面粗糙度要求，所以壳体材料选用灰口铸铁，先进行铸造然后进行钻孔，再进行攻丝作出标准螺纹孔。3.10 螺栓的选用螺钉选用：螺钉选用gb/t 65 m3x10 图3.14螺钉选用第4部分 课题总结4.1课题总结本产品结构设计有创新并且用到许多的专业知识，比如零件的配合、材料的选用、机床的选用、机床刀具的选用、零件加工工艺过程卡的编制以及软件的辅助等。通过这个产品设计让我对专业知识有了更深入的了解，机械生产看似一个小小的选择，其实是牵一发而动全身的抉择。4.2课题优点与不足不足： 由于专业知识不足，零件设计未进行材料力学地分析以及对机床刀具加工范围不了解，