基于PROE的立式鉆床夾具的設(shè)計(jì)論文.doc

目錄1.緒論.12.設(shè)計(jì)任務(wù).23.零件分析.23.1零件的作用.23.2零件的總加工工藝.33.3目標(biāo)工藝的具體工藝過(guò)程.44.30MM孔加工夾具的設(shè)計(jì).54.1.30MM孔加工夾具定位分析和基準(zhǔn)選擇.54.2定位誤差分析.64.3鉆套、襯套設(shè)計(jì).64.4.30MM夾具爆炸圖及其明細(xì).85.10.5MM孔加工夾具設(shè)計(jì).95.110.5MM孔加工夾具定位分析和基準(zhǔn)選擇.95.2定位定位誤差分析.105.3鉆套、襯套設(shè)計(jì).115.410.5MM夾具爆炸圖及其明細(xì).126.自頂向下的設(shè)計(jì)思路.136.1自頂向下設(shè)計(jì)具體過(guò)程.136.2自頂向下建模優(yōu)缺點(diǎn).157.運(yùn)動(dòng)仿真.167.1進(jìn)入Pro-e機(jī)構(gòu)模塊.167.2編輯定義運(yùn)動(dòng)軸.167.3電機(jī)參數(shù)設(shè)定.177.4伺服電機(jī)定義總運(yùn)動(dòng).187.5設(shè)定各伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)間.187.6運(yùn)行模擬.197.7運(yùn)行結(jié)果的動(dòng)畫(huà)保存.198.結(jié)論.209.致謝.2010.參考文獻(xiàn).201.緒論虛擬制造技術(shù)是以計(jì)算機(jī)三維建模和仿真技術(shù)為基礎(chǔ),以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為支撐的全新的技術(shù),是CAD/CAM/CAE等技術(shù)的發(fā)展,通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程統(tǒng)一建模,在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、加工和裝配、檢驗(yàn)、使用的整個(gè)生命周期的模擬和仿真。這樣,可以在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就模擬出產(chǎn)品及其性能和制造過(guò)程,以此來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和制造過(guò)程,優(yōu)化生產(chǎn)管理和資源規(guī)劃,以達(dá)到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和成本的最小化,產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的最優(yōu)化和生產(chǎn)效率最高化。機(jī)床夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)手段已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)需求，必須開(kāi)發(fā)滿足設(shè)計(jì)需要的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)，從而簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)人員的重復(fù)勞動(dòng)。Pro/Engineer系統(tǒng)是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司(ParametricTechnologyCorporation，簡(jiǎn)稱PTC)的產(chǎn)品。該軟件是最早開(kāi)發(fā)、最早商品化的三維造型軟件，PTC公司提出的單一數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念改變了機(jī)械CAD/CAE/CAM的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。利用該概念開(kāi)發(fā)出來(lái)的第三代機(jī)械CAD/CAE/CAM產(chǎn)品Pro/E軟件能將設(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過(guò)程集成到一起，讓所有的用戶能夠同時(shí)進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造工作，即實(shí)現(xiàn)所謂的并行工程。該軟件不但可以進(jìn)行實(shí)體造型、曲面造型、裝配造型、鈑金造型、二維工程圖轉(zhuǎn)換，而且可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬仿真、動(dòng)力分析、流體分析、有限元分析、NC加工程序自動(dòng)生成、電子電路設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等。Pro/E軟件提供了實(shí)體造型、曲面造型、鈑金造型、大型裝配體的管理、強(qiáng)大的二維工程圖轉(zhuǎn)換功能、數(shù)控加工程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能、動(dòng)態(tài)仿真、各種模具設(shè)計(jì)與分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、電子設(shè)計(jì)、分析計(jì)算等功能，其功能強(qiáng)大幾乎無(wú)所不包，是工程師強(qiáng)有力的助手，有了他，不但減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，降低開(kāi)發(fā)成本，而且以前不能做的許多工作，都可以在這上面完成，因此得到了廣大設(shè)計(jì)人員的鐘愛(ài)和傾心。2.設(shè)計(jì)任務(wù)以Pro/ENGINEERWildfire3.0為夾具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)平臺(tái)，根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)實(shí)現(xiàn)夾具的零件設(shè)計(jì)，零件和部件的裝配，力學(xué)分析，工程圖樣的生成，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。(1)研究零件加工工藝過(guò)程(2)設(shè)計(jì)鉆床工藝專用夾具（3）確定夾具具體參數(shù)，（4）學(xué)習(xí)利用Pro/E進(jìn)行零組件設(shè)計(jì)、仿真和工程圖生成的內(nèi)容。（5）利用Pro/E軟件進(jìn)行動(dòng)作模擬并進(jìn)行力學(xué)分析。（6）完成論文書(shū)寫(xiě)。目標(biāo)零件：后鋼板彈簧吊耳目標(biāo)工藝工程：30MM孔加工工藝和10.5MM孔加工工藝3.零件分析本章主要進(jìn)行彈簧吊耳零件的作用結(jié)構(gòu)介紹和總體加工工藝的論述。3.1零件的作用后鋼板彈簧吊耳的主要作用是載重后，使鋼板能夠得到延伸，伸展，能有正常的緩沖作用。因此汽車后鋼板彈簧吊耳零件的加工質(zhì)量會(huì)影響汽車的工作精度、使用性能和壽命。汽車后鋼板彈簧吊耳主要作用是減震功能、阻尼緩沖部分功能、導(dǎo)向功能。如圖1所示的工程圖和圖2的三維建模圖。圖1后鋼板彈簧吊耳工程圖圖1后鋼板彈簧吊耳零件圖1圖2后鋼板彈簧吊耳三維建模圖3.2零件的總加工工藝如表1所示的是彈簧吊耳零件毛胚到成品的總加工工藝過(guò)程。此次兩夾具的目標(biāo)工藝是工序5和工序6。表1工藝方案表2工序1：銑60mm兩外圓端面工序2：鉆，擴(kuò)，鉸0.03037mm孔，倒角1.530工序3：銑0.043030mm孔的內(nèi)側(cè)面工序4：銑0.043030mm孔的外側(cè)面工序5：鉆，擴(kuò)，鉸0.043030mm孔，倒角145工序6：鉆，擴(kuò)10.5mm孔工序7：銑寬度為4mm的開(kāi)口槽工序8：終檢3.3目標(biāo)工藝的具體工藝過(guò)程如圖3所示的是兩種夾具工藝目標(biāo)的兩種孔的位置。、圖3工藝孔的三維展示（1）.加工0.043030mm孔其表面粗糙度要求較高為1.6Ram，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，鉸三步，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：鉆孔：28mm擴(kuò)孔：29.8mm2Z=1.8mm鉸孔：0.043030mm2Z=0.2mm（2）加工10.5mm孔其表面粗糙度要求較高為12.5Ram，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，兩步，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：鉆孔：9mm擴(kuò)孔：10.5mm2Z=1.84.30MM孔加工夾具的設(shè)計(jì)這章主要針對(duì)30MM孔加工工藝進(jìn)行夾具的設(shè)計(jì)，進(jìn)行了夾具定位分析，定位誤差分析，鉆套、襯套的設(shè)計(jì)及夾具爆炸圖的展示。4.130MM孔加工夾具定位分析和基準(zhǔn)選擇本夾具主要用來(lái)鉆、擴(kuò)、鉸兩個(gè)工藝孔30mm。這兩個(gè)工藝孔均有尺寸精度要求為0.043mm，表面粗糙度要求，表面粗糙度為1.6m，與端面垂直。并用于以后10.5mm加工中的定位。其加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。本道工序?yàn)楹箐摪鍙椈傻醵庸さ牡谖宓拦ば?，本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。由零件圖可知，兩工藝孔位于零件24Rmm孔內(nèi)外側(cè)面上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應(yīng)與側(cè)面垂直。為了保證所鉆、鉸的孔與側(cè)面垂直并保證兩工藝孔能在后續(xù)的孔加工工序中使10.5mm孔的加工余量均勻。根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇兩工藝孔的加工定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑頂面工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。因此加工工藝孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇60mm外圓端面（圖示2）和與37mm之配合的心軸（圖示1）為主要定位基準(zhǔn)限制工件的五個(gè)自由度，用一個(gè)定位銷（圖示3）限制工件的另一個(gè)自由度。采用螺母夾緊5。圖4定位分析圖4.2定位誤差分析本工序選用的工件以圓孔在間隙心軸上定位，心軸為垂直放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。不過(guò)這時(shí)的徑向定位誤差不再只是單向的了，而是在水平面內(nèi)任意方向上都有可能發(fā)生，其最大值也比心軸水平放置時(shí)大一倍。見(jiàn)下圖。0.0310.0210.0120.064YxYyDTTd（1）式中定位副間的最小配合間隙（mm）；DT工件圓孔直徑公差（mm）；Td心軸外圓直徑公差（mm）。圖5心軸垂直放置時(shí)定位分析圖4.3鉆套、襯套設(shè)計(jì)工藝孔的加工需鉆、擴(kuò)、鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。根據(jù)工藝要求：工藝孔0.043030mm分鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工步完成加工。即先用28mm的麻花鉆鉆孔，根據(jù)GB114184的規(guī)定鉆頭上偏差為零，鉆套孔徑為0.0340.0