基于PROE的立式鉆床夾具的設計論文.doc

目錄1.緒論.12.設計任務.23.零件分析.23.1零件的作用.23.2零件的總加工工藝.33.3目標工藝的具體工藝過程.44.30MM孔加工夾具的設計.54.1.30MM孔加工夾具定位分析和基準選擇.54.2定位誤差分析.64.3鉆套、襯套設計.64.4.30MM夾具爆炸圖及其明細.85.10.5MM孔加工夾具設計.95.110.5MM孔加工夾具定位分析和基準選擇.95.2定位定位誤差分析.105.3鉆套、襯套設計.115.410.5MM夾具爆炸圖及其明細.126.自頂向下的設計思路.136.1自頂向下設計具體過程.136.2自頂向下建模優(yōu)缺點.157.運動仿真.167.1進入Pro-e機構模塊.167.2編輯定義運動軸.167.3電機參數設定.177.4伺服電機定義總運動.187.5設定各伺服電機運動時間.187.6運行模擬.197.7運行結果的動畫保存.198.結論.209.致謝.2010.參考文獻.201.緒論虛擬制造技術是以計算機三維建模和仿真技術為基礎,以虛擬現實技術為支撐的全新的技術,是CAD/CAM/CAE等技術的發(fā)展,通過對產品的設計、生產過程統(tǒng)一建模,在計算機上實現產品從設計、加工和裝配、檢驗、使用的整個生命周期的模擬和仿真。這樣,可以在產品的設計階段就模擬出產品及其性能和制造過程,以此來優(yōu)化產品的設計質量和制造過程,優(yōu)化生產管理和資源規(guī)劃,以達到產品開發(fā)周期和成本的最小化,產品設計質量的最優(yōu)化和生產效率最高化。機床夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，隨著先進制造技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的夾具設計手段已遠遠不能滿足生產需求，必須開發(fā)滿足設計需要的計算機輔助夾具設計系統(tǒng)，從而簡化設計過程，提高設計效率和質量，減少設計人員的重復勞動。Pro/Engineer系統(tǒng)是美國參數技術公司(ParametricTechnologyCorporation，簡稱PTC)的產品。該軟件是最早開發(fā)、最早商品化的三維造型軟件，PTC公司提出的單一數據庫、參數化、基于特征、全相關的概念改變了機械CAD/CAE/CAM的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準。利用該概念開發(fā)出來的第三代機械CAD/CAE/CAM產品Pro/E軟件能將設計至生產全過程集成到一起，讓所有的用戶能夠同時進行同一產品的設計制造工作，即實現所謂的并行工程。該軟件不但可以進行實體造型、曲面造型、裝配造型、鈑金造型、二維工程圖轉換，而且可以進行動態(tài)模擬仿真、動力分析、流體分析、有限元分析、NC加工程序自動生成、電子電路設計、模具設計、產品數據管理等。Pro/E軟件提供了實體造型、曲面造型、鈑金造型、大型裝配體的管理、強大的二維工程圖轉換功能、數控加工程序自動轉換功能、動態(tài)仿真、各種模具設計與分析、產品數據管理、電子設計、分析計算等功能，其功能強大幾乎無所不包，是工程師強有力的助手，有了他，不但減少勞動強度，提高工作效率，降低開發(fā)成本，而且以前不能做的許多工作，都可以在這上面完成，因此得到了廣大設計人員的鐘愛和傾心。2.設計任務以Pro/ENGINEERWildfire3.0為夾具設計的設計平臺，根據設計參數實現夾具的零件設計，零件和部件的裝配，力學分析，工程圖樣的生成，進行運動仿真。(1)研究零件加工工藝過程(2)設計鉆床工藝專用夾具（3）確定夾具具體參數，（4）學習利用Pro/E進行零組件設計、仿真和工程圖生成的內容。（5）利用Pro/E軟件進行動作模擬并進行力學分析。（6）完成論文書寫。目標零件：后鋼板彈簧吊耳目標工藝工程：30MM孔加工工藝和10.5MM孔加工工藝3.零件分析本章主要進行彈簧吊耳零件的作用結構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量會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程。此次兩夾具的目標工藝是工序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，鉸0.03037mm孔，倒角1.530工序3：銑0.043030mm孔的內側面工序4：銑0.043030mm孔的外側面工序5：鉆，擴，鉸0.043030mm孔，倒角145工序6：鉆，擴10.5mm孔工序7：銑寬度為4mm的開口槽工序8：終檢3.3目標工藝的具體工藝過程如圖3所示的是兩種夾具工藝目標的兩種孔的位置。、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，鉸三步，根據機械加工工藝手冊表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：鉆孔：28mm擴孔：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，兩步，根據機械加工工藝手冊表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：鉆孔：9mm擴孔：10.5mm2Z=1.84.30MM孔加工夾具的設計這章主要針對30MM孔加工工藝進行夾具的設計，進行了夾具定位分析，定位誤差分析，鉆套、襯套的設計及夾具爆炸圖的展示。4.130MM孔加工夾具定位分析和基準選擇本夾具主要用來鉆、擴、鉸兩個工藝孔30mm。這兩個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。其加工質量直接影響以后各工序的加工精度。本道工序為后鋼板彈簧吊耳加工的第五道工序，本道工序加工時主要應考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產率，降低勞動強度。由零件圖可知，兩工藝孔位于零件24Rmm孔內外側面上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應與側面垂直。為了保證所鉆、鉸的孔與側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。根據基準重合、基準統(tǒng)一原則。在選擇兩工藝孔的加工定位基準時，應盡量選擇上一道工序即粗、精銑頂面工序的定位基準，以及設計基準作為其定位基準。因此加工工藝孔的定位基準應選擇60mm外圓端面（圖示2）和與37mm之配合的心軸（圖示1）為主要定位基準限制工件的五個自由度，用一個定位銷（圖示3）限制工件的另一個自由度。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位移誤差。不過這時的徑向定位誤差不再只是單向的了，而是在水平面內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大一倍。見下圖。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心軸垂直放置時定位分析圖4.3鉆套、襯套設計工藝孔的加工需鉆、擴、鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據工藝要求：工藝孔0.043030mm分鉆、擴、鉸三個工步完成加工。即先用28mm的麻花鉆鉆孔，根據GB114184的規(guī)定鉆頭上偏差為零，鉆套孔徑為0.0340.0