基于ProE的鉆床夾具虛擬的設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)基于Pro/E的鉆床夾具虛擬設(shè)計(jì)陳竹102011142機(jī)械工程系學(xué)生姓名： 學(xué)號： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化系 部： 專 業(yè)： 孫淑婷指導(dǎo)教師： 二一四年六月誠信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位設(shè)計(jì)，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。在完成設(shè)計(jì)時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 基于Pro/E的鉆床夾具虛擬設(shè)計(jì)摘要：由于機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個(gè)國家現(xiàn)代化建設(shè)水平的主要標(biāo)志之一，為了適應(yīng)機(jī)械工業(yè)又好又快發(fā)展的需要，作為工業(yè)中重要組成部分的夾具，勢必要不斷的改革和創(chuàng)新，才能不被淘汰。本設(shè)計(jì)是基于Pro/E的軟件應(yīng)用的鉆床夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了兩套，固定式鉆床夾具和蓋板式鉆床夾具。在夾具的虛擬設(shè)計(jì)中，首先分析的夾具的結(jié)構(gòu)和功能，然后根據(jù)要加工的零件確定了夾具的結(jié)構(gòu)，各組成部分及相關(guān)尺寸。在完成各個(gè)零件的建模后，用pro/E的虛擬裝配功能對零件進(jìn)行了裝配。關(guān)鍵字： Pro/E，夾具，虛擬設(shè)計(jì) Based On Pro / E of The Drill Jig Virtual DesignAbstract：A the level of production machinery industry is one of the main signs of a countrys level, in order to adapt to industrial machinery better and faster development needs, as an important industry in the integral part, the fixture will definitely try to continue the reform and innovation, The design is based on Pro / E software applications professional Drilljig design. Two type sets of fixed type drill jig and cover board type drill jig.In the design of virtual fixture, First,we analyze the structure and function of fixture, And then processed in accordance with the part necessary to determine the structure of the fixture, the size of components and related. Upon completion of the various parts of the modeling, the use of Pro / E features of the virtual assembly of parts and components for the assembly.Key words：Pro/E，jig，virtual design目 錄1 前言12 設(shè)計(jì)理念32.1夾具概念設(shè)計(jì)32.1.1專用夾具及其設(shè)計(jì)概述32.1.2 夾具的發(fā)展概況及現(xiàn)狀32.1.3 夾具的分類及組成42.1.4 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向63夾具的設(shè)計(jì)73.1鉆床夾具的概括73.1.1鉆床夾具的特點(diǎn)73.1.2鉆床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)73.1.3確定各表面加工方案83.2設(shè)計(jì)任務(wù)94固定式夾具的設(shè)計(jì)104.1工件加工要求分析104.2確定夾具的類型114.3擬定定位方案和選擇定位元件124.3.1定位方案124.3.2選擇定位元件124.3.3定位誤差計(jì)算124.4確定夾緊方案144.5確定引導(dǎo)元件164.6連接原件的確定194.7夾具精度分析與計(jì)算194.7.1 定位精度校核194.7.2垂直度校核204.8夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與夾緊計(jì)算204.8.1夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)204.8.2夾緊計(jì)算214.9操作過程215蓋板式夾具體的設(shè)計(jì)225.1工件加工要求分析225.2確定夾具的類型235.3擬定定位方案和選擇定位元件235.4確定夾緊方案265.5確定引導(dǎo)元件265.6確定鉆模蓋板275.7蓋板式夾具的裝配圖28總結(jié)29畢業(yè)設(shè)計(jì)心得體會30參考文獻(xiàn)31致謝32I太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1 前言虛擬制造技術(shù)是以計(jì)算機(jī)三維建模和方針技術(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，通過對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程統(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，可以再產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就模擬出產(chǎn)品及其性能和制造過程，優(yōu)化生產(chǎn)管理和資源規(guī)劃，以達(dá)到產(chǎn)品開發(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。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)，從而簡化設(shè)計(jì)過程，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。Pro/E是一個(gè)全參數(shù)化的實(shí)體造型軟件，不但能進(jìn)行真實(shí)幾何形體的造型，還可進(jìn)行精確的模型分析，運(yùn)動分析，干涉檢查以及工程圖生成等，同時(shí)還為用戶提供了便利的二次開發(fā)接口。機(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，他直接影響著機(jī)械加工的質(zhì)量，生產(chǎn)效率和成本，在長期的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)過程中需要總結(jié)豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并且，迫切需要一種高效可行的方法來重復(fù)利用這些已有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以提高機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率2。 通過對機(jī)床夾具的模擬仿真，可以更加直觀的了解機(jī)床加工時(shí)夾具所起到的作用，更直接的反映出設(shè)計(jì)者的意圖，更易掌握夾具的各個(gè)定位和加緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。當(dāng)前三維設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)很高的境界，它能為產(chǎn)品開發(fā)人員提供更先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)手段，具有形象生動、直觀明了、快速響應(yīng)等設(shè)計(jì)特點(diǎn)，其開發(fā)過程很符合設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思維。三維開發(fā)平臺的出現(xiàn)和完善，為增強(qiáng)企業(yè)的開發(fā)能力、提高設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。三維開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用和推廣，可謂是傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)的一次革命；三維立體設(shè)計(jì)逐步替代傳統(tǒng)的二維平面是必然的趨勢。目前，市面上可供選擇的軟件有很多，主要包括高端的Pro/Engineer，I-DEAS，UG，CATIA和中端的Solidworks，SolidEdge等3D設(shè)計(jì)軟件。這些軟件的一個(gè)共性就是它們都具備了尺寸參數(shù)驅(qū)動技術(shù)以及虛擬裝配技術(shù)；尤其是高端的3D設(shè)計(jì)軟件還具備了智能化、集成化、并行化、模塊化、相關(guān)性等特點(diǎn)，這些技術(shù)一般都能滿足用戶設(shè)計(jì)的各項(xiàng)諸如設(shè)計(jì)、計(jì)算分析、制造、虛擬裝配、干涉檢查、有限元分析、運(yùn)動分析等高級CAD的需求。 Pro/Engineer系統(tǒng)是美國參數(shù)技術(shù)公司(PTC)的產(chǎn)品。PTC公司提出的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念，開發(fā)出來第三代機(jī)CAD/CAECAM產(chǎn)品Pro/Engineer軟件能將設(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過程集成到一起，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。 Pro/Engineer采用技術(shù)指標(biāo)化設(shè)計(jì)、基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。Pro/Engineer系統(tǒng)用戶界面簡潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣。整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫上，具有完整而統(tǒng)一的模型。 2 設(shè)計(jì)理念2.1夾具概念設(shè)計(jì)2.1.1專用夾具及其設(shè)計(jì)概述（1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)與收集設(shè)計(jì)資料 （2）擬定夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖 確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置。 確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。 確定對刀或?qū)蚍桨?，設(shè)計(jì)對刀或?qū)蜓b置。 確定夾具與機(jī)床的連接方式，設(shè)計(jì)連接元件及安裝基面。 確定和設(shè)計(jì)其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)型式。確定夾具體的結(jié)構(gòu)型式及夾具在機(jī)床上的安裝方式。 繪制夾具草圖，并標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求。 （3）進(jìn)行必要的分析計(jì)算 工件的加工精度較高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工件加工精度分析。有動力裝置的夾具，需計(jì)算夾緊力。（4）審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì) 夾具草圖畫出后，應(yīng)征求有關(guān)人員的意見，并送有關(guān)部門審查，然后根據(jù)他們的意見對夾具方案作進(jìn)一步修改。2.1.2 夾具的發(fā)展概況及現(xiàn)狀 夾具雖然是機(jī)床的附加裝置，但是他在生產(chǎn)中起到的作用卻很大，應(yīng)用十分廣泛。因此，我國廣大機(jī)械工人和技術(shù)人員，歷來把機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，作為技術(shù)革新和改造的一個(gè)重要舉措。 夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合，通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展3。2.1.3 夾具的分類及組成 （1） 夾具的分類隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，機(jī)床夾具的種類也在不斷的增加，出現(xiàn)了許多的新型的夾具，如果想要對所有的夾具加以分析，那是不可能的。為了便于研究各種夾具的特性，找出規(guī)律性的東西，從而運(yùn)用這些規(guī)律有必要將夾具加以分類如圖2.1所示：圖2.1 機(jī)床的分類1通用夾具 是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、可用于一定范圍內(nèi)加工不同工件的夾具。如三爪自定心或四爪單動卡盤、機(jī)用虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺、萬能分度頭、磁力工作臺等。這類夾具以作為機(jī)床附件，可以充分發(fā)揮機(jī)床技術(shù)性能和擴(kuò)大工藝范圍。不論何種生產(chǎn)類型，都被廣泛利用。2專用夾具 在使用夾具裝夾工件時(shí)，有找正和不找正之分。在使用專為工件的某道工序時(shí)，一般能夠直接裝夾工件而無須劃線和找正，他成為機(jī)床的一種附加裝備，在加工中起到機(jī)床、工件、刀具之間的橋梁作用，我們稱之為專用夾具，專用夾具的設(shè)計(jì)和制造是機(jī)械加工中的一項(xiàng)重要的技術(shù)準(zhǔn)備工作。 3通用可調(diào)與成組夾具 這兩類夾具結(jié)構(gòu)相似。其共同點(diǎn)是:在加工完一種工件后，經(jīng)過調(diào)整或更換個(gè)別元件，即可加工形狀相似、尺寸相近或加工工藝相似的多種工件。在當(dāng)前多品種小批量生產(chǎn)條件下，這兩類夾具是改革工藝裝備設(shè)計(jì)的一個(gè)發(fā)展方向。 4 組合夾具組合夾具是指按某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先準(zhǔn)備好的通用的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組合成的夾具。這種夾具用完后可以拆御存放，還可多次反復(fù)使用，具有組裝迅速，周期短的特點(diǎn)，故特別適用于多品種小批生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制。（2）夾具的組成 由于各種專用夾具裝夾的工件是各不相同的，所以夾具結(jié)構(gòu)也各種各樣。盡管新的夾具層出不窮，但是他們的工作原理基本相似.，我們在認(rèn)識一定的數(shù)量的夾具之后，加以概括，找出他們的內(nèi)在聯(lián)系和共性，以便于尚未研究過的各種夾具進(jìn)行研究。由此可以得出一般夾具共有的如下組成元件和裝置: 1 定位元件和裝置 它的作用是確定工件在夾具中的加工位置。 2 夾緊裝置 這種裝置包括夾緊元件或組合和動力源。其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件的定位在加工中不因受外力而產(chǎn)生位移，同時(shí)防止或減少振動。 3確定夾具位置的元件 其作用是確定夾具在機(jī)床上的安裝位置，從而保證工件與機(jī)床之間的正確加工位置。 4對刀導(dǎo)向裝置 用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的餓元件稱為對刀導(dǎo)向元件。 5其他裝置 有些夾具還設(shè)有分度裝置、上下料裝置、工件頂出裝置等。 6夾具體 他是夾具的基本件和骨架，上述各類元件或裝置都安裝在夾具體上，使之成為一個(gè)夾具整體。他們的基面一般都和機(jī)床工作臺或花盤相聯(lián)結(jié)。 上述六個(gè)組成部分，并非每套機(jī)床夾具都必須全部具備。但是一般說來，定位裝置、夾緊裝置和夾具體則是夾具的基本部分。 2.1.4 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 隨著機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機(jī)床夾具提出更高的要求。它的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為“四化”。 （1）標(biāo)準(zhǔn)化 完善的標(biāo)準(zhǔn)化，不僅指現(xiàn)有夾具零部件(包括毛坯及半成品)的標(biāo)準(zhǔn)，而且應(yīng)有各種類型夾具結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)(如果用可調(diào)夾具標(biāo)準(zhǔn)、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)、自動線夾具標(biāo)準(zhǔn)等)。同時(shí)應(yīng)對專用夾具零部件，實(shí)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，以便使用一部分的零部件，能在各類夾具實(shí)現(xiàn)通用化。無疑這“三化”是夾具發(fā)展的基礎(chǔ)工作，有此基礎(chǔ)，就有可能組織夾具零件、傳動裝置甚至整套的夾具的專業(yè)化定點(diǎn)生產(chǎn)，使原來單體生產(chǎn)的夾具，轉(zhuǎn)變?yōu)閷I(yè)化生產(chǎn)，以保證質(zhì)量，降低成本，縮短生產(chǎn)周期。 （2）可調(diào)化、組合化 當(dāng)前機(jī)床發(fā)展的兩個(gè)主要發(fā)展方面，一是要把專門用于某一特定工序的專用夾具，擴(kuò)大其運(yùn)用范圍，使能用于同一類零件的加工，并實(shí)現(xiàn)快速調(diào)整；二是要改變專用夾具當(dāng)工件或工藝一有修改就得報(bào)廢的間題，使夾具能夠重復(fù)利用，實(shí)現(xiàn)組合化的原則，用少數(shù)元件能滿足多中需要。特別是隨著數(shù)控車床等的大量出現(xiàn)，如何使用可調(diào)化或組合化夾具來適應(yīng)這種機(jī)床的需要，成為當(dāng)前機(jī)床夾具的又一重要發(fā)展方向。 （3）精密化 由于機(jī)械產(chǎn)品加工精度日益提高，高精度機(jī)床的大量涌現(xiàn)，勢必要求機(jī)床夾具也相對精密。 （4）高效自動化 為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工過程自動化，以改善勞動條件，提高生產(chǎn)率，降低加工成本，不僅是生產(chǎn)流水線、自動線的需要，而且對多品種、小中批量生產(chǎn)同樣可以考慮采用合適的高效自動化夾具，以獲得良好的效益。3夾具的設(shè)計(jì)3.1鉆床夾具的概括3.1.1鉆床夾具的特點(diǎn)（1）保證工件的加工精度 專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，合適的尺寸，公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。（2）提高生產(chǎn)效率 專業(yè)夾具的復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小選用不同復(fù)雜程度的高效夾緊裝置，以縮短輔助時(shí)間，以提高生產(chǎn)效率。（3）工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)簡單，合理，便于加工，裝配，檢驗(yàn)和維修。專用夾具的生產(chǎn)屬于批量生產(chǎn)。（4）使用性好 專用夾具的操作應(yīng)簡單，省力，安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑機(jī)構(gòu)。（5）經(jīng)濟(jì)型好 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益6。3.1.2鉆床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）鉆套鉆套的作用是確定鉆頭，鉸刀等刀具的軸線位置，防止刀具在加工過程中發(fā)生偏斜。根據(jù)使用二點(diǎn)，鉆套可分為固定式，可換式，快換式等多種結(jié)構(gòu)形式。1固定鉆套 固定鉆套直接被壓在鉆模板上，其位置精度要求較高，但磨損后不易更換，鉆模板較薄時(shí)，為使鉆套具有足夠的引導(dǎo)長度，贏采用有肩鉆套。2可換鉆套 在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中，為便于更換鉆套，采用可換鉆套。3快換鉆套 在工件的一次裝夾中，若順序進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔或攻絲等多個(gè)工步加工，需要不同孔徑的鉆套來引導(dǎo)刀具，此時(shí)應(yīng)使用快換鉆套。更換鉆套時(shí)，只需逆時(shí)針轉(zhuǎn)動鉆套使削邊平面轉(zhuǎn)至螺釘位置，即可向上快速取出鉆套。4專用鉆套 在一些特殊場合，可以根據(jù)具體要求自行設(shè)計(jì)鉆套。（2）鉆模板 常見的鉆模板有固定式、鉸鏈?zhǔn)?、可卸式、懸掛式等四種結(jié)構(gòu)形式。1固定式鉆模板 固定式鉆模板與夾具是固定連接的可以與夾具體做成一體，也可以用螺釘將它與夾具體相連接。采用這種鉆模板鉆孔，位置精確度較高。2鉸鏈?zhǔn)姐@模板 鉸鏈?zhǔn)姐@模板與夾具體通過鉸鏈連接。1.翻轉(zhuǎn)。裝卸工件時(shí)，將鉆模板往上翻；加工時(shí)將鉆模板往下翻，并用菱形夾緊螺釘。2.固緊。采用鉸鏈?zhǔn)姐@模板，工件可以在夾具上方裝入，裝卸工件方便；但翻轉(zhuǎn)鉆模板費(fèi)工費(fèi)時(shí)，效率較低，且鉆模板位置精度受鉸鏈間隙影響，鉆孔位置精度不高；它主要用于生產(chǎn)規(guī)模不大、鉆孔精度要求不高的場合。3懸掛式鉆模板 懸掛式鉆模板是與機(jī)床主軸箱連接的，懸掛式鉆模板通常用在多軸傳動頭加工平行孔系時(shí)采用，生產(chǎn)效率高，適于在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。3.1.3確定各表面加工方案在選擇各表面的及孔的加工方法時(shí)，需綜合考慮以下因素： （1）要考慮各表面的精度和質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。 （2）根據(jù)生產(chǎn)類型來選擇，在大批量生產(chǎn)中可使用專用的高效率的設(shè)備；在單件小批量生產(chǎn)中則使用常用設(shè)備和一般加工方法。 （3）要考慮被加工材料的性質(zhì)。 （4）要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有的加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 （5）此外，還要考慮一些其他因素，如加工表面的物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。3.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 以Wildfire5.0為夾具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)平臺11， 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)實(shí)現(xiàn)夾具的零件設(shè)計(jì)，和部件的裝配，工程圖樣的生成，進(jìn)行運(yùn)動仿真。 （1）研究零件的加工工藝過程 （2）設(shè)計(jì)鉆床工藝專用夾具 （3）確定夾具的具體參數(shù) （4）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) 編寫說明書目標(biāo)零件：（1）待加工徑向孔的后蓋零件（2）待加工多個(gè)小孔的車床溜板箱目標(biāo)夾具類型： （1）固定式夾具 （2）蓋板式夾具4 固定式夾具的設(shè)計(jì)4.1 工件加工要求分析 圖4.1 后蓋零件零件圖 圖4.2 后蓋零件造型圖 零件加工工藝編寫： 工序1 下料尺寸140厚50 工序2 車兩端面 工序3 車外圓 工序4 磨兩端面 工序5 鉆中心孔30 工序6 鉆端面3-5.8的孔 工序7 鉆外圓上的10的孔 工序8 清洗、去毛刺 工序9 檢驗(yàn) 其中我要加工的是上面提到的工序7，即鉆10的孔。4.2 確定夾具的類型 本工序所加工一個(gè)孔 (10H7)，位于工件外徑130的圓周上，孔徑較小工件重量輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量為中批量生產(chǎn)等原因，采用固定式鉆模。4.3 擬定定位方案和選擇定位元件4.3.1 定位方案 根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案如下：以 30H7孔及其左端面為定位面，以 5.8孔的圓柱面為定位面，限制5個(gè)自由度。這一定為方案設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，所以B=0。4.3.2 選擇定位元件選擇帶臺階面的定位心軸，作為以30H7孔及其端面的定位元件。軸徑為30，公差等級IT8。即公差為0.039。選擇菱形銷配合后蓋零件上斷面分布的孔，作為代加工孔10H7的定位元件。4.3.3定位誤差計(jì)算加工10H7孔時(shí)孔距尺寸 180.1mm的定位誤差計(jì)算由于基準(zhǔn)重合，故B=0；定位誤差為D=0.5(T1+T2)=0.5（0.039+0.025）=0.0320.1。由此可知此定位方案能滿足尺寸180.1mm的定位要求。 圖4.3 定位心軸的造型圖 圖4.4 菱形銷的造型圖4.4 確定夾緊方案參考夾具資料，夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力（如切削力）的作用時(shí)，不離開已占據(jù)的正確位置。以定位心軸為主定位，采用 M16螺母、開口墊圈、定位心軸上三個(gè)8小孔與支撐板左端面用螺釘緊定來夾緊工件。 圖4.5 M16螺母造型圖 圖4.6 M8開槽盤型螺釘造型圖 圖4.7 開口墊圈造型圖4.5 確定引導(dǎo)元件由于生產(chǎn)量為中批量生產(chǎn)故選用快換鉆套。主要尺寸由機(jī)床夾具零、部件國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T2263 80 、 GB/T2265 80選取。鉆孔時(shí)鉆套內(nèi)徑為10 mm。外徑為15mm 。 襯套外徑為26 mm。 圖4.8 快換鉆套造型圖 圖4.9 襯套造型圖 圖4.10 鉆套螺釘造型圖 圖4.11 鉆模板造型圖 圖4.12 圓柱銷造型圖鉆套端面至加工面的距離取 8mm。麻花鉆選用10mm 。引導(dǎo)元件至定位元件間的位置尺寸為50 0.03 mm。鉆套軸線對基面的垂直度允差為 0.02mm。4.6連接原件的確定夾具體的地面為安裝基面，保證鉆套的軸線垂直于鉆床工作臺以及定位芯軸的軸線平行于鉆床工作臺。因此，夾具體可兼作連接原件。 4.7 夾具精度分析與計(jì)算所設(shè)計(jì)夾具需保證的加工要求有：尺寸 18 0.1mm；孔 10軸線對 30 軸線間垂直度公差0.1 mm等二項(xiàng)，精度分別驗(yàn)算如下：4.7.1 定位精度校核A、定位誤差D，有前計(jì)算，已知D=0；B、鉆套與中間襯套間的最大配合間隙T1= 0.027mm；C、定位心軸的定位端面至襯套中心距離（50mm）其尺寸公差按工件相應(yīng)尺寸公差的三分之一取為J1=0.03 mm；D、麻花鉆與鉆套內(nèi)孔的間隙 X 2= 0.04mm；E、鉆套外徑與中間襯套內(nèi)徑間的最大配合間隙I= 0.027mm；F、鉆頭在鉆套孔中的傾斜誤差：X1=（B+S+H/2）X2 H由于B=5 mm，S=8 mm，H=15 mm。所以X1=（5+8+9）0.0418=0.059G、鉆套中間襯套內(nèi)外表面軸度公差e1=e2=0.02 mm；按概率法相加：T=（2J1）2+ e12+ e22+12+ X12 =0.124 mmD+T=0.124 mm0.2 mm因而該夾具能保證尺寸18 0.1 mm的加工要求。4.7.2 垂直度校核 孔10軸線對30軸線間垂直度公差0.1 mm精度校核： 鉆套孔軸線對夾具底座間垂直度誤差T=0.02 mm，因此此夾具能保證兩孔軸線的垂直度要求。4.8夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與夾緊計(jì)算4.8.1夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)思想，則此鉆床夾具采用固定式鉆床夾具，結(jié)構(gòu)圖如下： 圖4.12 夾具造型圖4.8.2夾緊計(jì)算 查表可得=42.7、 xf=1.0、 yf=0.7、 =0.9因此Fz=.595N 查表可得=0.021、 xM=2.0、 yM=0.8、 =0.87 因此 扭矩 M=1.6Nm 由夾緊力機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力應(yīng)滿足下式 P=K 其中：其余系數(shù)K=K1K2K3K4 K1基本安全系數(shù) 1.3 K2加工性質(zhì)系數(shù)1.1 K3刀具鈍化系數(shù)1.15 K4斷續(xù)刀削系數(shù)1.2 所以 K=1.31.11.151.2.=1.98考慮實(shí)際夾緊力較小，以及所加工零件的結(jié)構(gòu)特征，選用半開式結(jié)構(gòu)，而且不需要進(jìn)行強(qiáng)度校核。4.9操作過程扭松螺母將工件裝到定位心軸上，插上菱形銷，墊上開口墊圈，扭緊螺母，則工件被固定。扭松螺母，拆下開口墊圈，則可取下工件。 5 蓋板式夾具體的設(shè)計(jì) 5.1工件加工要求分析 如圖，加工車床溜板箱上上多個(gè)小孔。圖 5.1 車床溜板箱平面 零件工藝編寫： 工序1 鑄造 工序2 時(shí)效 工序3 銑頂面 工序4 銑兩端面 工序5 磨頂面、兩側(cè)面 工序6 鉆兩個(gè)定位孔 工序7 鉆11個(gè)螺紋底孔 工序8 加工11個(gè)螺紋孔 工序9 清洗、去毛刺 工序10 檢驗(yàn)其中我要加工的就是上面提到的工序7，在鉆床上加工12個(gè)螺紋底孔。5.2 確定夾具的類型本工序所加工的是12個(gè)平面小孔，在小批量加工箱體類零件以及體積、質(zhì)量較大的其它類零件的平面孔系時(shí)，蓋板式鉆模結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，且其多用于加工大型工件上的小孔，無疑是最好的選擇。5.3 擬定定位方案和選擇定位元件（1）定位方案根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案如下：當(dāng)工件已經(jīng)加工出經(jīng)典的“一面二孔”定位基準(zhǔn)后,蓋板式鉆模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般便以“一面二銷”與之對應(yīng)12。（2) 選擇定位元件通過圓柱銷和菱形銷在工件兩孔中定位，并通過三個(gè)支撐釘安放在工件待加工表面上。 (3)定位誤差計(jì)算當(dāng)工件以一面兩孔在夾具的一面兩銷上的定位時(shí)，配合基準(zhǔn)位置誤差分基準(zhǔn)位移誤差和轉(zhuǎn)角誤差兩種。由于定位孔1與圓柱銷存在最大配合間隙，同時(shí)，定位孔2與菱形銷存在最大配合。因此產(chǎn)生直線位移誤差 和角位移誤差 。兩者組成基準(zhǔn)位移誤差，即因，所以定位孔和圓柱銷之間的配合誤差決定基準(zhǔn)位移誤差。即 受到的控制。當(dāng)工件在外力的作用下單向位移時(shí)，；當(dāng)工件可在任意方向位移時(shí)，。 圖5.2 一面兩孔定位轉(zhuǎn)角誤差圖由于定位孔與定位銷(圓柱銷和菱形銷)做上下錯(cuò)移接觸,造成工件兩孔連心線相對夾具上兩銷連心線發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)角誤差,根據(jù)分析,最大轉(zhuǎn)角誤差為:因?yàn)榧庸さ目祝c兩定位孔連心線的垂線成一定夾角 ，所以，單向移動方向的誤差為：任意移動方向的誤差為：帶入數(shù)值， =（0.044+20.0038）=0.0516mm0.1 符合定位要求。 圖5.3 圓柱銷造型圖 圖5.4 菱形銷造型圖 圖5.5支撐釘造型圖5.4確定夾緊方案蓋板式鉆模的特點(diǎn)，即是沒有夾具體，故不需要設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)。5.5 確定引導(dǎo)元件 由于生產(chǎn)量為小批量，故選擇固定鉆套。主要尺寸由機(jī)床夾具零、部件國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T226380、GB/T226580選取。鉆孔時(shí)鉆套內(nèi)徑為4mm，鉆套外徑為8mm13。 圖5.6鉆套造型圖5.6 確定鉆模蓋板 鉆模蓋板和待加工表面完全吻合，使用時(shí)將蓋板直接放置在零件待加工表面上，用圓柱銷和菱形銷、支撐釘定位即可。無需夾緊原件。 圖 5.7 蓋板造型圖5.7 蓋板式夾具的裝配圖 圖 5.8 蓋板式夾具裝配圖總結(jié)經(jīng)過幾個(gè)月的努力，設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)想的成功，雖然沒能加工出成品，但對于我自己來說已經(jīng)學(xué)到了不少東西。首先，基于Pro/E對夾具進(jìn)行轉(zhuǎn)配仿真，在未加工之前便可以使用戶全方位的看到夾具的三維造型，并且簡化設(shè)計(jì)過程，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，減少了勞動量。不得不說，這是一個(gè)很好的設(shè)計(jì)平臺。其次，我設(shè)計(jì)的固定式夾具和蓋板式夾具，定位、夾緊以及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)明確。固定式夾具大大提高了加工此類軸向零件的徑向孔的效率以及精度，而我設(shè)計(jì)的蓋板式夾具，專門針對車床溜板箱平面的若干小孔，定位準(zhǔn)確，提高了加工精度和加工速度，是一個(gè)實(shí)用性很強(qiáng)的鉆床夾具。最后，在將所有的零件裝配、仿真，將夾具的加工和裝配過程制作成動畫視頻，若用于教學(xué)使用，全方位的三維展示在學(xué)員面前，有助于調(diào)動學(xué)員的積極性，并且能讓學(xué)員更快的走進(jìn)夾具的神奇世界，領(lǐng)略其中的奧妙和真諦。畢業(yè)設(shè)計(jì)心得體會畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會、從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過程。畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束，回顧整個(gè)過程，我在孫老師的指導(dǎo)下，取得了成績，畢業(yè)設(shè)計(jì)作為學(xué)校生活的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)給我們提供了一個(gè)應(yīng)用自己所學(xué)知識的機(jī)會，從到圖書館查找資料到對夾具精度分析與計(jì)算和運(yùn)用Pro/E畫出夾具零件圖到最后夾具總圖的成型。都對我所學(xué)的知識進(jìn)行了檢驗(yàn)?？梢哉f，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)有苦也有甜。設(shè)計(jì)思路是最重要的，只要你的設(shè)計(jì)思路是成功的，那你的設(shè)計(jì)已經(jīng)成功了一