齿轮泵零件图.dwg
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基于UG的铣床夹具的虚拟设计及运动仿真【带UG三维】【7张图纸】【优秀】

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基于ug 铣床 夹具 虚拟 设计 运动 仿真 三维图纸
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基于UG的铣床夹具的虚拟设计及运动仿真

41页 14000字数+说明书+任务书+开题报告+UG三维图建模+7张CAD图纸【详情如下】

UG三维图建模.rar

任务书.doc

基于UG的铣床夹具的虚拟设计及运动仿真开题报告.doc

基于UG的铣床夹具的虚拟设计及运动仿真说明书.doc

夹具1装配图.dwg

夹具2装配图.dwg

封面.doc

工艺工序卡.xls

支撑板 .dwg

支架1.dwg

支架2.dwg

计划周记进度检查表.xls

齿轮泵毛坯.dwg

齿轮泵零件图.dwg


摘  要

   本次设计内容涉及了机械加工工艺及机床夹具设计、UG运动仿真等多方面的知识。设计内容主要包括泵体零件的结构分析,工艺设计、工序阶段的划分,铣床专用夹具的设计,相关零部件的三维建模与装配,装配图的绘制及运动仿真等。

   齿轮泵体是组成机器的重要零部件,零件的加工质量将直接影响机器的性能、精度和寿命。因此本次任务是通过对零件结构进行具体分析,设计出合理的加工工艺方案及方便,高效的工装夹具,保证零件的加工质量。在设计夹具时须根据零件的结构尺寸及材料性质合理选择定位方式,定位元件与定位机构,及夹紧机构 。在其设计过程中三维辅助设计软件的运用是不可或缺的环节,UG软件是现今最成功的CAD/CAM软件之一,可以进行建模、装配、运动仿真、模拟加工等,在现代的机械加工中有广泛的应用。本文利用UG软件对零件与夹具体进行模型设计、装配、运动分析,并把三维图形转换成二维工程图。

关键词:工艺设计;铣床夹具;三维建模;运动仿真


目 录

摘  要III

ABSTRACTIV

目 录V

1 绪论1

1.1 机床夹具的概述1

1.2 国内外发展及研究状况1

1.3 本课题的主要内容1

2 零件的工艺分析及规程设计2

2.1 零件的作用2

2.2 零件的工艺分析2

2.3 零件的生产类型3

2.4 毛坯的制造形式的确定3

2.5 零件加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定3

2.6 定位基准的选择4

2.6.1 精基准的选择4

2.6.2 粗基准的选择5

2.7 工艺路线的拟定5

2.8 切削用量及基本工时的确定6

3 专用夹具设计17

3.1 设计机床夹具的目的17

3.2 机床夹具的设计要求17

3.3 铣前后端面的专用夹具设计17

3.3.1 问题的提出17

3.3.2 定位基准的选择17

3.3.3 切削力与夹紧力的计算17

3.3.4 定位误差分析与计算19

3.3.5 夹具设计及操作简要说明19

3.3.6 专用夹具相关零部件的设计分析与三维建模20

3.4 粗铣2×M16螺纹孔外侧端面专用夹具设计25

3.4.1 定位基准的选择25

3.4.2 定位基准的选择25

3.4.3 切削力及夹紧力的计算26

3.4.4 定位误差分析与计算27

3.4.5 夹具设计及操作简要说明27

4 运动仿真30

4.1 UG的概述30

4.2 运动仿真与分析30

4.2.1 专用铣床夹具1夹紧装置的运动仿真30

5 结论34

5.1 结论34

5.2 不足之处及展望34

致 谢35

参考文献36

附 录37

1 绪论

1.1 机床夹具的概述

   在机械制造的切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工艺过程中,要使用大量的夹具来安装加工对象,使其占有正确的位置,以保证零件和产品的加工质量,并提高生产率,从而提高其经济性。把工件迅速固定在正确位置上,完成切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工作所使用的工艺装备称为夹具。把机床上用来完成工件装夹任务所使用的工艺装备称为机床夹具。

   随着我国现代工业技术的发展,对机械传动装置的技术性能和经济指标提出了越来越高的要求,普通机床夹具已经不能满足现代工业大批量高效生产的需要,而研制新型专用夹具是机械行业中重要的课题之一。

1.2 国内外发展及研究状况

   我国国内的夹具始于20世纪年代,当时建立了面向机械行业的天津夹具厂,和面向航空工业的保定向阳机械厂,以后又建立了数个生产专用夹具元件的工厂。在当时曾达到全国年产专用夹具元件800万件的水平。20世纪80年代以后,两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统,不仅满足了我国国内的需求,还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口不少NC机床、加工中心,而由国外配套孔系夹具,价格非常昂贵,现大都由国内配套,节约了大量外汇。

   从国际上看俄国、德国和美国是夹具的主要生产国。当前国际上的夹具企业均为中小企业,专用夹具、可调整夹具主要接受本地区和国内订货。有关夹具和专用夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料,但欧美市场上一套用于加工中心的央具,而专用夹具的大型基础件尤其昂贵。由于我国在专用夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势,随着我国加入WTO和制造业全球一体化的趋势,特别是电子商务的日益发展,其中蕴藏着很大的商机,具有进一步扩大出口良好前景。

1.3 本课题的主要内容

   ⑴初步了解熟悉机床夹具发展状况;

   ⑵进行零件进行工艺分析并制定加工工艺规程;

   ⑶分析设计铣前后端面的铣床夹具定位方式、夹紧方案,计算切削力、夹紧力并使用UG进行三维建模、装配并生成爆炸视图;

   ⑷分析设计铣螺纹外端面的铣床夹具定位方式、夹紧方案,计算切削力、夹紧力并使用UG进行三维建模、装配并生成爆炸视图;

   ⑸使用UG进行运动仿真并分析;

   ⑹对之前所做的毕业设计进行总结。


2 零件的工艺分析及规程设计

2.1 零件的作用

   本课题所设计的零件是齿轮泵体零件,齿轮泵体是组成机器的基础零件,其作用是将机器和部件中的轴,齿轮等有关零部件联成一个整体,并使之保持正确的相对位置,彼此协调工作,以传递动力、传递力矩、完成机器或部件的预定功能。所以要求箱体零件要有足够的刚度和强度,良好的密封性和散热性。因此,箱体零的加工质量将直接影响机器的性能、精度和寿命。

2.2 零件的工艺分析

   本齿轮泵零件的材料为HT200,硬度190HBS,属于脆性材料,零件的外观形状较为复杂,尺寸不大,因此不能进行锻造和冲压。但零件的铸造性能和切削加工性能优良,故可进行铸造毛坯。以下是零件所需要加工的表面、表面的加工精度以及各加工表面之间的位置要求:


内容简介:
无锡太湖学院信 机系 机械工程及自动化 专业毕 业 设 计论 文 任 务 书一、题目及专题:1、题目基于UG的铣床夹具虚拟设计及运动仿真 2、专题 二、课题来源及选题依据 课题来源于生产实际 现代机械制造离不开金属切削机床,对于切削机床,机床夹具是保证机械加工质量、提高生产效率、降低生产成本、减轻劳动强度、降低对工人技术的过高要求、实现生产过程自动化不可或缺的重要工艺装备之一。因此,设计一款机床夹具来满足生产纲领高效、大批量的要求,是对机械设计从业人员的基本要求。我们必须掌握对机床夹具的设计方法和设计思路,将其应用到实际生产中,从中不断提高自己对所学理论知识的认识与运用能力。 为了适应机械生产的迅速发展,必然对机床夹具提出更高的要 求。因此,现代机床夹具主要朝着标准化、可调化、组合化、精密化、高效自动化等方向发展。 三、本设计(论文或其他)应达到的要求:根据所要设计的课题以及相关设计资料,明确设计目标。 根据所需要夹紧的零件确定铣床专用夹具结构,尺寸,定位及夹紧方案。 对铣床夹具进行三维建模,生成装配图及零件图,并进行运动仿真分析。 完成爆炸图及装夹工件的动作演示。 阅读和翻译英文文献。 撰写毕业设计论文。 四、接受任务学生: 机械97 班 姓名 徐志成 五、开始及完成日期: 自 2012年11月12日 至2013年5月25日六、设计(论文)指导(或顾问):指导教师签名 签名 签名教研室主任 学科组组长研究所所长签名 系主任 签名 2012年11月12日3编号无锡太湖学院毕业设计(论文)相关资料题目:基于UG的铣床夹具虚拟设计及运动 仿真 信机 系 机械工程及自动化专业学 号: 0923831 学生姓名: 徐志成 指导教师: 彭勇 (职称:副教授 ) (职称: )2013年5月25日目 录一、毕业设计(论文)开题报告二、毕业设计(论文)外文资料翻译及原文三、学生“毕业论文(论文)计划、进度、检查及落实表”四、实习鉴定表无锡太湖学院毕业设计(论文)开题报告题目:基于UG的铣床夹具虚拟设计及运动 仿真 信机 系 机械工程及自动化 专业学 号: 0923831 学生姓名: 徐志成 指导教师: 彭勇 (职称:副教授 ) (职称: )2012年11月20日 课题来源本课题来自生产实际科学依据(包括课题研究的目的和意义;国内外研究概况、水平和发展趋势;应用前景等)(1)课题的研究的目的和意义 夹具是能够使产品按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装置,它的主要用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测、展示、运输等。保证稳定可靠地达到各项加工精度要求,缩短加工工时,提高劳动生产率,降低生产成本,可由较低等级的工人进行加工,能扩大机床工艺范围。应用机床夹具,有利于保证机床的加工精度、稳定产品质量;有利于提高劳动生产率和降低成本;有利于改善工人劳动条件,保证安全生产。 随着我国现代工业技术的发展,对机械传动装置的技术性能和经济指标提出了越来越高的要求,普通夹具已经不能满足现代工业大批量高效生产的需要,而研制新型专用夹具是机械行业中重要的课题之一。(2)国内外发展状况从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。当前国际上的夹具企业均为中小企业,专用夹具、可调整夹具主要接受本地区和国内订货。有关夹具和专用夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料,但欧美市场上一套用于加工中心的央具,而专用夹具的大型基础件尤其昂贵。由于我国在专用夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势,随着我国加入WTO和制造业全球一体化的趋势,特别是电子商务的日益发展,其中蕴藏着很大的商机,具有进一步扩大出口良好前景。我国国内的夹具始于20世纪60年代,当时建立了面向机械行业的天津夹具厂,和面向航空工业的保定向阳机械厂,以后又建立了数个生产专用夹具元件的工厂。在当时曾达到全国年产专用夹具元件800万件的水平。20世纪80年代以后,两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统,不仅满足了我国国内的需求,还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口不少NC机床、加工中心,而由国外配套孔系夹具,价格非常昂贵,现大都由国内配套,节约了大量外汇。研究内容1、根据选定零件的具体外形、工艺、质量等要求,利用UG,AutoCAD等绘图仿真软件对铣床组合夹具进行三维建模,并生成装配图、零件图等;2、根据三维建模,制作动画;3、完成爆炸图及装夹工件的动作演示。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析(1)研究方法充分利用图书馆及网络资源,了解学习相关专业知识,增强自己的理论设计能力。(2)技术路线 收集相关资料,根据具体零件的尺寸及工艺参数,设计夹具外形及相关零部件,做三维建模,运动仿真。(3)实验方案 根据具体设计要求,进行调查研究,收集相关设计资料,确定夹具的具体设计方案,根据设计要求作出三维建模及绘制装配图和零件图,做运动仿真。(4)可行性分析 大学期间,我系统的学习了机械制图、机械理论、机电传动等课程,熟悉UG,autoCAD等软件。在课程设计中我将综合自己所学的知识以及根据老师的指导及要求,合理选择加工工艺,设计出合适的铣床夹具,绘制出相关零件图及装配图。研究计划及预期成果研究计划:1分析题目,搞好相关外文翻译,做好开题报告;(2周)2进行毕业设计,包括:相关方面的计算、确定参数,完成三维建模,绘制相关图纸并建立图库,对资料进行整理;(56周)3对毕业设计进行整理,与老师进行讨论修改,校核定稿;(3周)4审查、阅读设计内容准备答辩。(2周)预期成果:1形成正确的设计方案,装配图及零件图中的具体尺寸要进行科学地计算; 2设计计算数据准确无误,定位夹紧元件选用正确规范且位置合理; 3机械相关图纸绘制要求完整、符合最新国家标准(图纸绘制要求采用计算机绘图);4利用UG完成夹具的三维实体模型及所有装配图、零件图;5基于UG进一步进行爆炸及运动仿真。特色或创新之处使用UG绘图简便直观,效果明显,方便修改,有利于参数化设计已具备的条件和尚需解决的问题(1)可以利用学过的有关知识及相关资料,熟练UG的基本使用;(2)使用UG进行参数化设计及运动仿真需提高。指导教师意见指导教师签名:年 月 日教研室(学科组、研究所)意见 教研室主任签名: 年 月 日系意见主管领导签名: 年 月 日摘 要本次设计内容涉及了机械加工工艺及机床夹具设计、UG运动仿真等多方面的知识。设计内容主要包括泵体零件的结构分析,工艺设计、工序阶段的划分,铣床专用夹具的设计,相关零部件的三维建模与装配,装配图的绘制及运动仿真等。齿轮泵体是组成机器的重要零部件,零件的加工质量将直接影响机器的性能、精度和寿命。因此本次任务是通过对零件结构进行具体分析,设计出合理的加工工艺方案及方便,高效的工装夹具,保证零件的加工质量。在设计夹具时须根据零件的结构尺寸及材料性质合理选择定位方式,定位元件与定位机构,及夹紧机构 。在其设计过程中三维辅助设计软件的运用是不可或缺的环节,UG软件是现今最成功的CAD/CAM软件之一,可以进行建模、装配、运动仿真、模拟加工等,在现代的机械加工中有广泛的应用。本文利用UG软件对零件与夹具体进行模型设计、装配、运动分析,并把三维图形转换成二维工程图。关键词:工艺设计;铣床夹具;三维建模;运动仿真IIIAbstractThis design content involves the machine manufacture craft,the engine jig design,the metal-cutting machine tool, the common difference coordination ,the survey and so on.The design content mainly includes structure analysis of parts,process design,the division of process stages,the special fixture design of milling machine,3d modeling,installation of related spare parts,the drawing of assembly drawings ,the motion simulation and so on.The gear pump is one of the important parts of machine,parts processing quality will directly affect the performance, precision and the working hours of the machine.So this task is that we design a reasonable process scheme convenient and efficient jig by analyzing the specific parts structure to ensure the parts processing quality.We shall legitimately select positioning method ,positioning device and positioning mechanism according to the structure and the material properties when we design the fixture.In the process of design,the three-dimensional design software is an indispensable link,the UG system is one of the most successful CAD/CAM software,it can be used to build model ,fit parts,move simulation ,simulate processing.So it is widely used in modern machining.The text mainly makes some model design ,assembly,motion analysis and makes change 3D into 2D engineering drawings.Key words: process planning; milling jig; theree-dimensional modeling; motion simulation目 录摘 要IIIABSTRACTIV目 录V1 绪论11.1 机床夹具的概述11.2 国内外发展及研究状况11.3 本课题的主要内容12 零件的工艺分析及规程设计22.1 零件的作用22.2 零件的工艺分析22.3 零件的生产类型32.4 毛坯的制造形式的确定32.5 零件加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定32.6 定位基准的选择42.6.1 精基准的选择42.6.2 粗基准的选择52.7 工艺路线的拟定52.8 切削用量及基本工时的确定63 专用夹具设计173.1 设计机床夹具的目的173.2 机床夹具的设计要求173.3 铣前后端面的专用夹具设计173.3.1 问题的提出173.3.2 定位基准的选择173.3.3 切削力与夹紧力的计算173.3.4 定位误差分析与计算193.3.5 夹具设计及操作简要说明193.3.6 专用夹具相关零部件的设计分析与三维建模203.4 粗铣2M16螺纹孔外侧端面专用夹具设计253.4.1 定位基准的选择253.4.2 定位基准的选择253.4.3 切削力及夹紧力的计算263.4.4 定位误差分析与计算273.4.5 夹具设计及操作简要说明274 运动仿真304.1 UG的概述304.2 运动仿真与分析304.2.1 专用铣床夹具1夹紧装置的运动仿真305 结论345.1 结论345.2 不足之处及展望34致 谢35参考文献36附 录37V 基于UG的铣床夹具虚拟设计及运动仿真1 绪论1.1 机床夹具的概述在机械制造的切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工艺过程中,要使用大量的夹具来安装加工对象,使其占有正确的位置,以保证零件和产品的加工质量,并提高生产率,从而提高其经济性。把工件迅速固定在正确位置上,完成切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工作所使用的工艺装备称为夹具。把机床上用来完成工件装夹任务所使用的工艺装备称为机床夹具。随着我国现代工业技术的发展,对机械传动装置的技术性能和经济指标提出了越来越高的要求,普通机床夹具已经不能满足现代工业大批量高效生产的需要,而研制新型专用夹具是机械行业中重要的课题之一。1.2 国内外发展及研究状况我国国内的夹具始于20世纪年代,当时建立了面向机械行业的天津夹具厂,和面向航空工业的保定向阳机械厂,以后又建立了数个生产专用夹具元件的工厂。在当时曾达到全国年产专用夹具元件800万件的水平。20世纪80年代以后,两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统,不仅满足了我国国内的需求,还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口不少NC机床、加工中心,而由国外配套孔系夹具,价格非常昂贵,现大都由国内配套,节约了大量外汇。从国际上看俄国、德国和美国是夹具的主要生产国。当前国际上的夹具企业均为中小企业,专用夹具、可调整夹具主要接受本地区和国内订货。有关夹具和专用夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料,但欧美市场上一套用于加工中心的央具,而专用夹具的大型基础件尤其昂贵。由于我国在专用夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势,随着我国加入WTO和制造业全球一体化的趋势,特别是电子商务的日益发展,其中蕴藏着很大的商机,具有进一步扩大出口良好前景。1.3 本课题的主要内容初步了解熟悉机床夹具发展状况;进行零件进行工艺分析并制定加工工艺规程;分析设计铣前后端面的铣床夹具定位方式、夹紧方案,计算切削力、夹紧力并使用UG进行三维建模、装配并生成爆炸视图;分析设计铣螺纹外端面的铣床夹具定位方式、夹紧方案,计算切削力、夹紧力并使用UG进行三维建模、装配并生成爆炸视图;使用UG进行运动仿真并分析; 对之前所做的毕业设计进行总结。2 零件的工艺分析及规程设计2.1 零件的作用本课题所设计的零件是齿轮泵体零件,齿轮泵体是组成机器的基础零件,其作用是将机器和部件中的轴,齿轮等有关零部件联成一个整体,并使之保持正确的相对位置,彼此协调工作,以传递动力、传递力矩、完成机器或部件的预定功能。所以要求箱体零件要有足够的刚度和强度,良好的密封性和散热性。因此,箱体零的加工质量将直接影响机器的性能、精度和寿命。2.2 零件的工艺分析本齿轮泵零件的材料为HT200,硬度190HBS,属于脆性材料,零件的外观形状较为复杂,尺寸不大,因此不能进行锻造和冲压。但零件的铸造性能和切削加工性能优良,故可进行铸造毛坯。以下是零件所需要加工的表面、表面的加工精度以及各加工表面之间的位置要求:以前后端面互为基准所要加工的端面,加工面包括前后端面,其中基准面B对应的面相对于基准面B的平行度为0.015。所要加工端面的粗糙度要求,查参考文献1表4-7,采用粗铣精铣即可达到要求,经济加工等级选择IT9。以底座上端面、下端面为基准所要加工的面,这组加工面主要有下端面、350内圆、220内圆。所要加工的下端面粗糙度要求,查参考文献1表4-7,采用粗铣精铣即可达到要求,经济加工等级选择IT9。350内圆、220内圆粗糙度要求,查参考文献1表4-5,通过粗镗半精镗即可达到要求,经济加工等级选择IT9。其中下面50和20内圆端面圆跳动为0.02,以及与上面俩圆中心线平行度为0.04。以下底面、前端面为基准加工25销孔以及4M8的螺纹孔。销孔的粗糙度要求,查参考文献1表4-7,可进行钻绞来达到要求,经济加工等级选择IT9。以销孔、下端面为基准加工宽为60mm的键槽、215定位孔孔、左右端面、2M16螺纹。如图215定位孔孔的粗糙度要求,查参考文献1表4-5,可通过绞孔达到加工要求,经济加工等级选择IT9。左右端面的粗糙度要求,查参考文献1表4-7,一次粗铣即可完成,经济加工等级选择IT10。零件图如图2.1所示。 图2.1齿轮泵零件图2.3 零件的生产类型本零件的生产纲领可按参考文献3中生产纲领公式计算: (2.1)式中 产品的年产量(生产纲领); 单位产品中该零件的数量; 零件生产备品率(%),废品率(%)。根据本零件的产量要求得,Q=12000件/年,n=1件/台;取a=3%,b=1.5%,则N=120001(1+3%)(1+1.5%)=12054件/年。查参考文献3表1-1得,零件为大批量生产。2.4 毛坯的制造形式的确定根据齿轮泵体零件图2.1可知,材料为 HT200,硬度选用190HBS,生产类型为大批量生产,故采用砂型机铸造毛坯。,这样,毛坯形状与成品相似,加工方便,省工省料。2.5 零件加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定毛坯的形状应力求接近零件形状,以减少机械加工劳动量。毛坯尺寸应在保证切削加工精度的情况下,尽量减少切除余量,以便更好的节约成本,提高工作效率,获得更大的经济效益。如上所述:泵体零件材料为HT200,生产类型为大批量生产,采用砂型机铸造毛坯,由参考文献1表1-11查得铸件等级为CT9,尺寸公差为2.5mm。(1)泵体前后端面、下端面、左右端面的加工余量因为泵体前后端面与下端面没有精度要求,粗糙度要求也不高,查阅参考文献1表4-31与4-32,其粗加工余量为1mm,精加工余量为0.6mm。(2)350、220内圆的加工余量泵体内圆精度要求介于IT7IT8之间,粗糙度要求较高,查阅参考文献1表4-27,其粗镗余量为2.0mm,半精镗加工余量为1.5mm。(3)25销孔、215定位孔的加工余量泵体孔的加工精度不做要求,粗糙度要求不高,查阅参考文献1表4-27,其绞孔加工余量为0.2mm。综上所述得零件毛坯图,如图2.2。图2.2齿轮泵零件毛坯图2.6 定位基准的选择定位基准按基准面的加工状况可分为粗基准和精基准。最初工序中,只能选择一未加工的毛坯面作为定位基准,称为粗基准,随后以已加工面为定位基准,称为精基准。正确地选择定位基准是工艺设计过程的一项重要内容,也是保证零件加工精度的关键。在制定工艺规程时,应先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来,然后再考虑选择合适的粗基准把精基准面加工出来。另外,为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度,可在工件上某部位作一辅助基准,用以定位。此外应从零件的整个加工工艺过程的全局出发,在分析零件的结构特点、设计基准和技术要求的基础上,根据粗、精基准的选择原则,合理选择定位基准。 2.6.1 精基准的选择在选择精基准时,应该遵循基准重合,基准统一,互为基准,自为基准便于装夹等原则。考虑到此下端面加工精度要求较高,平面比较大,并且此平面有定位孔,可以实现齿轮泵体零件“一面两孔”的典型定位方式;其余各面和孔的加工也可以用它来定位,故选择下端面与前端面作为精基准,这样的工艺路线遵循了“基准统一”的原则。 2.6.2 粗基准的选择考虑到泵体后端面有平行度要求且此面表面较为平整,没有浇口、冒口,符合粗基准的选择条件,因此选择泵体后端面作为粗基准。2.7 工艺路线的拟定零件主要表面及其他表面的机械加工顺序,对组织生产、保证质量和降低成本有较大的作用。机械加工工序应遵循基面先行,先主后次,先粗后精,先面后孔等加工顺序来合理安排。由于泵体零件的孔系加工序集中且精度要求较高,故应先加工端面,再以端面做为精基准加工孔。这样既能满足精度要求,又能减少机械加工时间。初步拟定的工艺路线:工序1铸造毛坯。工序2 人工时效温度(500550)消除应力。工序3 粗、精铣前端面。工序4 粗、精铣后端面。工序5 粗、精铣下底面。工序6 粗绞215定位孔。工序7 粗、半精镗350内圆。工序8 粗、半精镗220内圆。工序9钻4M8螺纹孔、攻螺纹。工序10 钻、绞25销孔。工序11 铣60mm键槽。工序12 粗铣2M16螺纹孔外侧端面。工序13 钻2M16螺纹孔,攻螺纹。工序14 去毛刺。工序15 终检、入库。初步方案中虽遵循了工艺路线拟订的一般原则但某些工序有些问题还值得进一步讨论。例如在工序6粗绞215定位孔中可利用25销孔作为定位基准,能减少加工误差。修改后的工艺路线:工序1铸造毛坯。工序2 人工时效温度(500550)消除应力。工序3 粗、精铣前端面。工序4 粗、精铣后端面。工序5 粗、精铣下底面。工序6 粗、半精镗350内圆。工序7 粗、半精镗220内圆。工序8钻4M8螺纹孔、攻螺纹。工序9 钻、绞25销孔。工序10 铣60mm键槽。工序11 粗绞215定位孔。工序12 粗铣2M16螺纹孔外侧端面。工序13 攻2M16螺纹。工序14 去毛刺。 工序15 终检、入库。2.8 切削用量及基本工时的确定基本工时是指在一定的技术、组织、条件下制定出来的完成某项工作(例如一个工序)所需的时间。基本工时是计算产品成本的企业核算的依据之一,基本工时必须正确确定,应该具有平均先进水平。合理地选择切削用量,对保证加工精度和表面质量,提高生产率和刀具耐用度等,都有很大的影响。选择切削用量是指要选定切削深度、进给量和切削速度。在这3个因素中,对刀具耐用度影响最大的是切削速度,其次是进给量,而切削深度影响最小,对表面粗糙度影响最大的是进给量,而对切削力影响最大的则是切削速度。因此,在粗加工阶段,应考虑选择尽可能大的切削深度,其次是选择较大的进给量,最后确定一个合适的切削速度。在半精、精加工阶段,由于加工精度和表面质量的要求较高,因此一般均选择较小的切削深度和进给量,在保证刀具耐用度的前提下,应选取较高的切削速度,以保证加工质量和生产率的要求。工序1:铸造毛坯工序2:人工时效温度(500550)消除应力工序3: 粗、精铣泵体前端面工步1:粗铣泵体前端面工件材料:HT200,砂型铸造。机床选择:X62W卧式万能铣床,机床功率为7.5KW 。刀具选用:选取YG8硬质合金端铣刀 ,刀具直径D=80mm,Z=4。根据参考文献1表4-76查得,查参考文献1表4-79得。背吃刀量的选定:由于加工不大可一次加工完成,故取=1mm。则 端面铣刀转速 : (2.2)查参考文献2表4-17-1选取机床转速n=235r/min,则实际切削速度: (2.3) 工作台每分钟进给量为: (2.4)查参考文献2表4-17-2选取工作台进给量n=190mm/min。基本时间的计算:查参考文献2表7-7中铣刀铣平面的基本时间计算公式: (2.5)其中=, (2.6) 故 = =6m ,l2=13mm故取2mm, 则 (2.7)由参考文献1表4-106,算得辅助时间工步2:精铣泵体前端面机床选择:X62W卧式万能铣床 ,机床功率为7.5KW 。刀具选用:选取YG8硬质合金端铣刀 ,刀具直径D=80mm,Z=4。根据参考文献1表4-76查得。查参考文献1表4-79得。背吃刀量的选定:由于精铣可一次加工完成,故取=0.6mm,则端面铣刀转速: (2.8)查参考文献2表4-17-1选取机床转速n=375r/min,则实际切削速度: (2.9)工作台每分钟进给量为: (2.10)基本时间的计算:查参考文献2表7-7中铣刀铣平面的基本时间计算公式: (2.11) 其中=, (2.12)故 = =6m ,=13mm故取2mm,则 (2.13)由参考文献1表4-106,算得辅助时间工序4:粗、精铣泵体后端面工步1:粗铣泵体后端面工件材料:HT200,砂型铸造。机床选择:X62W卧式万能铣床,机床功率为7.5KW 。刀具选用:选取YG8硬质合金端铣刀 ,刀具直径D=80mm,Z=4。根据参考文献1表4-76查得,查参考文献1表4-79得。背吃刀量的选定:由于加工不大可一次加工完成,故取=1mm。则 端面铣刀转速 : (2.14)查参考文献2表4-17-1选取机床转速n=235r/min,则实际切削速度: (2.15) 工作台每分钟进给量为: (2.16)查参考文献2表4-17-2选取工作台进给量n=190mm/min基本时间的计算:查参考文献2表7-7中铣刀铣平面的基本时间计算公式: (2.17)其中=, (2.18)故 = =6m ,=13mm故取2mm,则 (2.19)由参考文献1表4-106,算得辅助时间工步2:精铣泵体后端面机床选择:X62W卧式万能铣床,机床功率为7.5KW 。刀具选用:选取YG8硬质合金端铣刀 ,刀具直径D=80mm,Z=4。根据参考文献1表4-76查得,查参考文献1表4-79得。背吃刀量的选定:由于精铣可一次加工完成,故取=0.6mm。则端面铣刀转速 : (2.20)查参考文献2表4-17-1选取机床转速n=375r/min,则实际切削速度: (2.21)工作台每分钟进给量为: (2.22)基本时间的计算:查参考文献2表7-7中铣刀铣平面的基本时间计算公式: (2.23)其中=, (2.24)故 = =6m ,=13mm故取2mm,则 (2.25)由参考文献1表4-106,算得辅助时间工序5:粗、精铣下端面工件材料:HT200,砂型铸造。工步1:粗铣下端面机床选择:X51立式铣床 ,机床功率为4.5KW 。刀具选用:选取镶螺旋形刀片的硬质合金立铣刀 ,Z=4。查参考文献1表4-78刀具直径D=30mm,查参考文献1表4-79得。背吃刀量的选定:由于粗铣可一次加工完成,故取=1mm。则立铣刀转速 : (2.26)查参考文献2表4-16-1选取机床转速n=725r/min,则实际切削速度: (2.27) 工作台每分钟进给量为: (2.28)基本时间的计算:查参考文献2表7-7中铣刀铣平面的基本时间计算公式: ( 2.29)其中=, (2.30)故 = =7.5m ,=13mm故取2mm,则 (2.31)由参考文献1表4-106,算得辅助时间工步2:精铣下端面机床选择:X51立式铣床 ,机床功率为4.5KW 。刀具选用:选取镶螺旋形刀片的硬质合金立铣刀 ,Z=4。查参考文献1表4-78刀具直径D=30mm,查参考文献1表4-79得。背吃刀量的选定:由于精铣可一次加工完成,故取=1mm。则立铣刀转速: (2.32)查参考文献2表4-16-1选取机床转速n=945r/min,则实际切削速度: (2.33)工作台每分钟进给量为: (2.34) 基本时间的计算:查参考文献2表7-7中铣刀铣平面的基本时间计算公式: (2.35)其中=, (2.36)故 = =7.5m ,=13mm故取2mm,则 (2.37)由参考文献1表4-106,算得辅助时间工序6:粗、半精镗350内圆工步1:粗镗350内圆工件材料:HT200,砂型铸造。机床选择:T68卧式镗床 ,机床功率为6.5KW 。刀具选用:选取硬质合金圆形镗刀,查参考文献1表4-71镗杆长度选取750mm,刀具直径D=20mm。背吃刀量的选定:由于粗镗余量为2mm可一次加工完成故取。查参考文献1表4-72得,。则圆形镗刀转速 : (2.38)查参考文献2表4-7-1选取机床转速n=630r/min,则实际切削速度: (2.39)基本时间的计算: (2.40)其中=5mm,=24mm故取3mm,则 由参考文献1表4-106,算得辅助时间工步2:半精镗3x50内圆机床选择:T68卧式镗床 ,机床功率为6.5KW 。刀具选用:选取硬质合金圆形镗刀,查参考文献1表4-71镗杆长度选取750mm,刀具直径D=20mm。背吃刀量的选定:由于粗镗余量为1.5mm可一次加工完成故取,查参考文献1表4-72得,。则圆形镗刀转速 : (2.41) 查参考文献2表4-7-1选取机床转速n=800r/min,则实际切削速度: (2.42)基本时间的计算: 其中=5mm,=24mm故取3mm,则 由参考文献1表4-106,算得辅助时间工序7:粗、半精镗2x20内圆工步1:粗镗2x20内圆工件材料:HT200,砂型铸造。机床选择:T68卧式镗床 ,机床功率为6.5KW 。刀具选用:选取硬质合金圆形镗刀,查参考文献1表4-71镗杆长度选取750mm,刀具直径D=16mm。背吃刀量的选定:由于粗镗余量为2mm可一次加工完成故取。查参考文献1表4-72得,。则圆形镗刀转速: (2.43)查参考文献2表4-7-1选取机床转速n=1000r/min,则实际切削速度: (2.44)基本时间的计算: (2.45)其中=5mm,=24mm故取3mm,则 由参考文献1表4-106,算得辅助时间工步2:半精镗2x20内圆工件材料:HT200,砂型铸造。机床选择:T68卧式镗床 ,机床功率为6.5KW 。刀具选用:选取硬质合金圆形镗刀,查参考文献1表4-71镗杆长度选取750mm,刀具直径D=16mm。背吃刀量的选定:由于粗镗余量为1.5mm可一次加工完成故取。查参考文献1表4-72得,。则圆形镗刀转速: (2.46) 查参考文献2表4-7-1选取机床转速n=1200r/min,则实际切削速度: (2.47)基本时间的计算: (2.48)其中=5mm,=24mm故取3mm,则 由参考文献1表4-106,算得辅助时间工序8:钻、攻4M8螺纹孔工步1:预钻4x7孔工件材料:HT200,砂型铸造。机床选择:Z535立式钻床 ,机床功率为4.5KW 。刀具选用:选取直径为7的高速钢钻头,查参考文献1表4-65得进给量。查参考文献1表4-66得。则钻头转速: (2.49)查参考文献2表4-5-1选取机床转速n=1100r/min,则实际切削速度: (2.50)基本时间的计算: (2.51)其中=4mm,=14mm故取3mm,则 由参考文献1表4-106,算得辅助时间工步2:攻4M8螺纹孔机床选择:Z535立式钻床 ,机床功率为4.5KW 。刀具选用:选取硬质合金YG8,M8丝锥。查参考文献1表4-65得,切削速度查参考文献1表4-66选取。则 丝锥转速: (2.52)查参考文献2表4-5-2选取机床转速n=750r/min,则实际切削速度: (2.53)基本时间的计算:查参考文献2表7-5中攻螺纹的基本时间计算公式: (2.54)其中=5mm,=24mm故取3mm,则 由参考文献1表4-106,算得辅助时间工序9:钻、绞25的销孔工步1:预钻24.8孔工件材料:HT200,砂型铸造。机床选择:Z535立式钻床 ,机床功率为4.5KW 。刀具选用:选取硬质合金YG8,4.8mm钻头。查参考文献1表4-65得,切削速度查参考文献1表4-66选取。则 钻头转速: (2.55)查参考文献2表4-5-2选取机床转速n=1100r/min,则实际切削速度: (2.56)基本时间的计算:查参考文献1表7-5中钻孔的基本时间计算公式: (2.57)其中=4mm,=14mm故取2mm,则 由参考文献1表4-106,算得辅助时间工步2:绞5mm的销孔机床选择:Z535立式钻床 ,机床功率为4.5KW 。刀具选用:选取YG3硬质合金绞刀。背吃刀量的选取:由于一次绞孔即可完成故取。查参考文献2表3-52得,切削速度查参考文献2表3-52选取。则 铰刀转速: (2.58)查参考文献2表4-5-1选取机床转速n=1100r/min,则实际切削速度: (2.59)基本时间的计算:查参考文献2表7-5中绞孔的基本时间计算公式: (2.60)其中=3mm,=24mm故取3mm,则 由参考文献1表4-106,算得辅助时间工序10:铣宽60mm的底槽工件材料:HT200,砂型铸造。机床选择:X51立式铣床 ,机床功率为4.5KW。刀具选用:选取高速钢三面刃立铣刀,刀具直径D=50mm。根据参考文献1表4-77可得,查参考文献2表4-79得。背吃刀量的选定:由于加工不大可分一次加工完成,故取=4mm。则立铣刀转速: (2.61)查参考文献2表4-16-1选取机床转速n=125r/min,则实际切削速度: (2.62)基本时间的计算:查参考文献2表7-7中铣刀铣底槽的基本时间计算公式: (2.63)其中=26mm,=13mm故取2mm,则 由参考文献1表4-106,算得辅助时间工序11:粗绞2x15定位孔工件材料:HT200,砂型铸造。机床选择:Z525立式钻床 ,机床功率为2.8KW 。刀具选用:选取YG3硬质合绞刀。背吃刀量的选取:由于一次绞孔即可完成则选取。查参考文献2表3-52可得,查参考文献2表3-52切削速度选取。则铰刀转速: (2.64)查参考文献2表4-5-2选取机床转速n=960r/min,则实际切削速度: (2.65)基本时间的计算:查参考文献2表7-5中绞孔的基本时间计算公式: (2.66)其中=3mm ,=24mm故取3mm,则 由参考文献1表4-106,算得辅助时间工序12:粗铣2M16螺纹孔外侧端面工件材料:HT200,砂型铸造。机床选择:X62W卧式万能铣床, 机床功率为7.5KW 。刀具选用:选取YG8硬质合金端铣刀 ,刀具直径D=40mm,Z=4。根据参考文献1表4-76查得,查参考文献1表4-79得。背吃刀量的选定:由于加工不大可一次加工完成,故取=2mm。则端面铣刀转速: (2.67)查参考文献2表4-17-1选取机床转速n=475r/min,则实际切削速度: (2.68)工作台每分钟进给量为: (2.69)查参考文献2表4-17-2选取工作台进给量n=375mm/min。基本时间的计算:查参考文献2表7-7中铣刀铣平面的基本时间计算公式: (2.70)其中=, (2.71)故 = =6.8m ,=13mm故取2mm,则 由参考文献1表4-106,算得辅助时间工序13:攻2M16螺纹孔工件材料:HT200,金属型铸造。机床选择:Z3025摇臂钻床 ,机床功率为2.2KW 。刀具选用:选取硬质合金YG8、M16丝锥。查参考文献1表4-65得,切削速度查参考文献1表4-66选取。则 丝锥转速: (2.72 )查参考文献2表4-4-1选取机床转速n=400r/min,则实际切削速度: (2.73 )基本时间的计算:查参考文献2表7-5中攻螺纹的基本时间计算公式: (2.74)其中=5mm,=24mm故取3mm,则 由参考文献1表4-106,算得辅助时间3 专用夹具设计3.1 设计机床夹具的目的在机械制造的机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷、热工艺过程中,使用着大量的夹具。机床夹具的作用主要有以下几个方面:较容易、较稳定地保证加工精度,因为用夹具装夹工件时,工件相对机床(刀具)的位置由夹具来.保证,基本不受工人技术水平的影响,因而能较容易、较稳定地保证工件的加工精度;提高劳动生产率,因为采用夹具后,工件不需要划线找正,装夹也方便迅速,显著地减少了辅助时间,提高了劳动生产率;扩大机床的使用范围,因为使用专用夹具可以改变机床的用途、扩大机床的使用范围,例如,在在车床或摇臂转床上安装镗模夹具后,就可以对箱体孔系进行镗削加工;改善劳动条件、保证生产安全,因为使用专用机床夹具可以减轻工人的劳动强度、改善劳动条件,降低对工人操作技术水平的要求,保证安全。3.2 机床夹具的设计要求设计机床夹具时,应该满足下列4项基本要求:保证工件的加工精度要求;保证工人的操作方便;达到加工生产率要求;满足夹具一定的使用寿命和经济性要求。3.3 铣前后端面的专用夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用铣床夹具。根据零件加工的具体要求初步设计第3、4道加工工序的铣床夹具。 3.3.1 问题的提出本夹具主要用来铣削泵体前后端面,其表面粗糙度要求Ra=3.6m,无加工精度要求。故需粗铣、精铣两道工序来完成即可。 3.3.2 定位基准的选择在选择定位基准时必须合理,否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理,或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度(特别是位置精度)要求。因此我们应该根据零件图的技术要求,从保证零件的加工精度要求出发,合理选择定位基准。由对泵零件工艺设计及工序的安排可知,下端面是后面多个加工工序的基准面,选择下端面作为定位基准能够减少设计及制造夹具时间和费用,符合基准统一原则。但一个面不足以定位,同时采用两孔定位,即以下端面和两个对称的孔为基准。下端面可以限制3个自由度,15孔与定位销配合可以限制2个自由度,另外的15孔与削边销配合可限制1个自由度,即可实现零件的完全定位。 3.3.3 切削力与夹紧力的计算夹紧力的计算本夹具是采用简单螺旋形夹紧机构对泵体左右端面进行夹紧,夹紧力垂直于左右端面。查参考文献4表6.3-6夹紧力公式为: (3.1)式中夹紧力(N); 原始作用力(N); 作用力臂(mm); 螺纹中径(mm); 螺纹升角(); 螺纹摩擦角(); 外圆直径(mm); 内圆直径(mm); 端面与工件间的摩擦系。其中一般取500N,由零件图知=10.78mm,=7.1mm,=,=,=1,D=7.5mmd=6mm,由此可以算得理论夹紧力为: (3.2)2.切削力的计算铣削时所用刀具:硬质合金端铣刀,。粗铣时, 查参考文献4表1.6-11得,;精铣时,。根据参考文献4表1.6-10铣削切削力公式: (3.3) 其中,,,各修正系数均为1.0,故。所以粗铣时切削力: 精铣时的切削力: 校核:毛坯为大批量生产,基本重量为1.5kg。根据铣削参考文献4表夹紧力公式: (3.4)其中安全系数; 铣削切削力(N); 零件重量(N); 端面与零件之间的摩擦系数。安全系数按下式计算: 查参考文献4表可知式中: 为一般安全系数1.5; 为加工性质系数1.2; 为刀具钝化系数1.2; 为续断切削系数1。 则 通过计算得: 经校核其值小于设定的夹紧力,故夹具中的夹紧装置适用。 3.3.4 定位误差分析与计算1.定位误差产生的原因。任意一批工件在夹具中加工时,引起加工尺寸产生的误差主要原因有俩类:由于定位基准本身尺寸和几何形状误差,以及定位基准与定位元件之间的间隙,所引起的同一批工件工序定位基准沿加工尺寸方向的最大位移,称为基准位移误差,以表示。由于工序基准与定位基准不重合,所引起同一批工件工序基准相对于定位基准面而言沿加工方向的最大位移,称为基准不重合误差,以表示3。本夹具高度方向的主要定位元件为一平面加两个孔,其精度要求为自由公差,定位基准为平面,定位元件为定位销及削边销查参考文献4表6.2-8,极限偏偏差为+0.068mm,远小于工件尺寸公差,所以满足要求。 3.3.5 夹具设计及操作简要说明利用泵体一个平面及其上的两个圆孔作为定位基准,即一面两孔组合定位方式。采用一面两孔定位,易于做到工艺过程中的基准统一,保证工件的相对位置精度,且具有支承面大、支承刚度好、结构简单、可靠、装卸工件方便等优点。以工件底面及两孔定位,采用支撑板和定位销定位,泵体底面为第一定位基准,限制了工件的、 3个自由度,圆柱销为第二定位基准限制了工件的、 2个自由度;菱形销为第三定位基准,它和圆柱销联合限制 了工件的自由度,实现了工件的完全定位,定位图如图3.1所示。 图3.1泵体的定位图在定位后需将工件夹紧,本工序采用左右对称布置的简单螺旋形夹紧机构将工件压紧。具体的夹紧装置图如图3.2所示。图3.2泵体夹紧装置图 3.3.6 专用夹具相关零部件的设计分析与三维建模支撑板根据零件、定位元件及夹紧装置的结构尺寸以及位置。(查参考文献5)设计支撑板的长度为250mm,宽为150mm,高度为30mm,材料为T8按GB/T1298的规定: 热处理 5560HRC;其它技术条件按GB/T2259的规定。三维建模如图如3.3所示。图3.3支撑板定位销、削边销根据泵体零件孔的直径尺寸查参考文献4表6.2-8,设计定位销及削边销的规格尺寸。材料为T8按GB/T1298的规定: 热处理 5560HRC;其它技术条件按GB/T8044-1999的规定。三维建模图如图3.4所示。图3.4定位销、削边销夹具体支架1设计夹具体支架1是为了保证的夹紧元件能有准确的夹紧位置,故材料选择为HT250,为了避免在热应力的作用下发生变形,要进行时效处理,夹具体边缘要去毛刺,避免出现砂眼,疏松,气孔等铸造缺陷,三维建模图如图3.5所示。图3.5夹具体支架1夹具体支架2夹具体支架2的作用同上,三维建模如图3.6所示。 图3.6夹具体支架2六角头普通粗牙螺纹绞制孔用螺1本螺钉用于连接支架1与支撑板,结构简单。根据参考文献6表14-1及14-8,选用d=M8,公称长度l=69mm、性能等级为8.8级、表面氧化、级六角头螺栓。三维建模如图3.7所示。图3.7 M8-7H六角头普通粗牙螺纹绞制孔用螺2本螺钉用于连接支架2与支撑板,结构简单。根据参考文献6表14-1及14-8,选用d=M6,公称长度l=21mm、性能等级为8.8级、表面氧化、级六角头螺栓。三维建模如图3.8所示。图3.8 M6-7H压紧螺钉零件与夹具体支架1相配合组成左端面压紧装置,压紧M16螺纹孔端面,(查参考文献5)材料选择45号钢,淬火,回火3540HRC。三维建模如图3.9所示。图3.9压紧螺钉压紧螺柱本零件与夹具体支架2相配合组成右端面压紧装置,压紧M16螺纹孔端面,(查参考文献5)材料选择45号钢,淬火,回火3540HRC。三维建模如图3.10所示。图3.10压紧螺柱夹具装配图本套铣床专用夹具能够实现零件的完全定位而且结构简单,便于装配,安装与拆卸方便。适合大批量零件的加工生产。总体装配如图3.11所示。图3.11总体装配图3.4 粗铣2M16螺纹孔外侧端面专用夹具设计 3.4.1 定位基准的选择利用铣床铣削螺纹孔外侧端面,能够提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度。端面粗糙度要求Ra=6.3m,无加工精度要求。故只需进行粗铣即可。 3.4.2 定位基准的选择为了保证加工精度及零件的表面质量,要对工件进行完全定位。由于下端面在之间已经完成加工,表面较为平整。故可利用下端面与俩孔进行定位,这是典型的一面俩孔定位方式。具体的定位装置如图3.12所示。图3.12定位装置 3.4.3 切削力及夹紧力的计算1.切削力的计算铣削时所用刀具:硬质合金端铣刀,。粗铣时, 查参考文献4表1.6-11得,。根据参考文献4表1.6-10铣削切削力公式: (3.5) 其中,,,各修正系数均为1.0,故。所以粗铣时切削力: 2.夹紧力的计算本夹具是采用通过拧紧一对六角螺母对泵体上端面进行夹紧,属于简单的螺旋夹紧机构。为了防止工件在切削力的作用下移动,查参考文献1表5-67得到夹紧力的计算公式: (3.6)其中 圆柱销允许承受的部分切削力; 安全系数; 铣削切削力(N); 端面与零件之间的摩擦系数。安全系数按下式计算: (3.7)查参考文献1表可知式中: 基本安全系数1.5; 加工状态系数1.2; 为刀具钝化因数1.5; 切削特性因数1; 疲劳因数1。 则 经计算得=263N,则 3.4.4 定位误差分析与计算本工序的设计基准与定位基准重合均为下端面,此时=0。在基准位移误差方面,因为一圆柱销及削边削为定位元件,使第一个孔能够得到较准确的定位。另一个孔的位移误差由孔与销的配合公差及俩孔的之间的距离公差得到最大的位移偏差=0.036mm。小于毛坯尺寸公差,故满足要求。 3.4.5 夹具设计及操作简要说明如前面所述,在设计专用夹具时,应注意提高劳动生产率及加工质量,应使夹具结构简单,便于操作,降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为铣削加工,切削余量小,切削力小,所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大,故使用手动夹紧。夹具体底面的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置;另外,此夹具采用螺母进行压紧,这样即能迅速而准确的定位元件,又能节约大量工作时间,有利于铣削加工。以下是具体的三维建及装配图。定位销、削边销根据泵体零件孔的直径尺寸查参考文献4表6.2-8,设计定位销及削边销的规格尺寸。材料为T8按GB/T1298的规定: 热处理 5560HRC;其它技术条件按GB/T8044-1999的规定。三维建模图如3.13所示。图3.13定位销、削边销平垫圈:平垫圈与螺母底面相接触可以增大表面受力面积,起到保护螺母不因受作用力而被压溃的作用。本次所设计的垫圈为标准系列,公称规格为8mm,由钢制造的等级精度为200HV级,其他技术条件参照GB/T 97.2-2002。三维建模图如3.14所示。图3.14平垫圈开口垫圈:零件与泵体上端面相接触,作用,材料选择及表面处理与平垫圈相似,三维建模图如图3.15所示。图3.15开口垫圈夹具装配图:本套夹具通过一面俩孔实现工件的完全定位,在对零件加工之前,通过对拧紧六角头螺母实现零件的夹紧,加工完成后,只需要松开六角头螺母即可,便于安装与装卸,总体装配图如图3.16所示。 图3.16夹具装配图4 运动仿真4.1 UG的概述UG全称Unigraphics软件是美国UGS公司开发的CAD/CAM/CAE计算机辅助设计分析与制造应用软件,是世界三大CAD/CAM/CAE顶级软件之一。主要应用于汽车,航天航空,机械造船,电子等工业领域。UG自1983年入市发展到最新的版本为UG NX8。随着版本的而不断更新和功能的不断扩充,UG更扩展了软件的应用范围,面向专业化,智能化发展。4.2 运动仿真与分析运动分析模块是UG/CAE应用软件,用于运动机构模型,分析其运动轨规律,该模块可以实现任何二维和三维机构的运动学和力学分析,实现对于运动分析方案的管理及相关数据处理。运动分析模块可以进行机构的干涉分析,跟踪零件的运动轨迹,分析机构中的零件速度、加速度作用力,反作用力和力矩等。运动分析模块自动复制主模型的装配文件,并建立一系列不同的运动分析方案。每个运动分析方案均可独立修改,而不影响装配主模型。运动分析模块的额分析结果可以指导修改零件的结构设计或者调整零件的材料。设计的更改可以反映在装配主模块的复制分析方案中,在重新分析,一旦确定优化的设计方案,设计更改就可以直接反应到主装配模型中7。 4.2.1 专用铣床夹具1夹紧装置的运动仿真具体操作步骤如下:打开“专用铣床夹具1.prt”文件,如图4.1所示。图4.1 文件模型示意图单击菜单栏【起始】【运动仿真】按钮,进入运动仿真模块。点击运动仿真工具栏区中的连杆特性和运动副模块中的图标 (连杆),则会出现【连杆特性创建】对话框,如图4.2所示。图4.2连杆特性创建在设置了连杆特性设置好后,开始进行运动副创建的操作。点击连杆特性和运动副模块中的(运动副)按钮后,将弹出一个对话框要求用户选择铰链连接的类型,如图4.3所示。图4.3创建运动副在创建好连杆与运动副后,建立驱动,如图4.4所示。图4.4驱动的建立进行运动参数的设置,提交运动仿真模型数据,同时进行运动仿真动画的输出和运动过程的控制,UG的
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