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变速器 轴承 外壳 夹具 工艺 设计 全套 cad 图纸

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大纲

第1章 引言
1.1课题的提出原因
1.2课题的主要内容
1.3课题的构思
1.4本人所完成的工作量
第2章 变速器轴承外壳零件的工艺设计
2.1 轴承外壳零件的功用及工艺分析
2.1.1轴承外壳 零件的功用
2.1.2轴承外壳零件的工艺分析
2.2 工艺规程的设计
2.2.1 确定生产类型
2.2.2确定毛坯的制造形式
2.2.3基准的选择
2.2.4工序的合理组合
2.2.5制定工艺路线
2.2.6确定切削用量及基本工时
第3章 加工设备与工艺装备选择
3.1选择机床
3.2选择夹具
3.3选择刀具
第4章 钻床夹具设计
4.1问题的提出
4.2定位基准的选择
4.3切削力及夹紧力的计算
4.4定位误差的分析
4.5夹具总体方案
4.6夹紧装置
4.7钻套的选择
4.8钻模板的设计
4.9夹具的装夹与拆卸

第5章  小  结
致谢

内容简介：

目录 I目录目录摘摘 要要 .I IABSTRACTABSTRACT .I I第第 1 1 章章 引言引言 .1 11.11.1 课题的提出原因课题的提出原因.1 11.21.2 课题的主要内容课题的主要内容.1 11.31.3 课题的构思课题的构思.1 11.41.4 本人所完成的工作量本人所完成的工作量.1 1第第 2 2 章章 零件的工艺设计零件的工艺设计 .2 22.12.1 零件的功用及工艺分析零件的功用及工艺分析 .2 .1 零件的功用零件的功用.2 .2 零件的工艺分析零件的工艺分析 .3 32.22.2 工艺规程的设计工艺规程的设计 .3 .1 确定生产类型确定生产类型.3 .2 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 .4 .3 基准的选择基准的选择 .4 .4 工序的合理组合工序的合理组合 .5 .5 制定工艺路线制定工艺路线 .5 .6 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 .6 6第第 3 3 章章 加工设备与工艺装备选择加工设备与工艺装备选择 .11113.13.1 选择机床选择机床.11113.23.2 选择夹具选择夹具.11113.33.3 选择刀具选择刀具.1111第第 4 4 章章 钻床夹具设计钻床夹具设计 .13134.14.1 问题的提出问题的提出.13134.24.2 定位基准的选择定位基准的选择.13134.34.3 切削力及夹紧力的计算切削力及夹紧力的计算.13134.44.4 定位误差的分析定位误差的分析.15154.54.5 夹具总体方案夹具总体方案.15154.64.6 夹紧装置夹紧装置.15154.74.7 钻套的选择钻套的选择.15154.84.8 钻模板的设计钻模板的设计.16164.94.9 夹具的装夹与拆卸夹具的装夹与拆卸.1616AbsttrctII第第 5 5 章章 基于基于 UGUG NX6NX6 的机构建模和装配的机构建模和装配 .17175.1UG5.1UG NX6NX6 软件简介软件简介 .17175.25.2 基于基于 UGUG 夹具建模夹具建模 .18.1 UGUG 中的特征建模技术中的特征建模技术.18.2 夹具的夹具的 UGUG 建模建模 .18185.35.3 基于基于 UGUG 的夹具机构虚拟装配的夹具机构虚拟装配 .25.1 夹具的虚拟装配夹具的虚拟装配.2525第第 6 6 章章 小小 结结 .2727致谢致谢 .2929参考文献参考文献 .3131 摘要 I摘摘 要要机械制造技术基础课程设计，是以切削理论为基础，制造工艺为主线，兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本涉机能力培养的实践课程；是综合运用机械制造技术的基本知识，基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用掌握的“机械制造”技术基础知识及相关知识的一次全面的应用训练。此次论文是对轴承外壳零件的加工工艺和钻夹具的论述，零件为铸件，体积小，零件结构复杂，加工精度要求不高。由于面较容易加工，因此制定工艺规程时，先加工面，再以面为基准加工其他。加工过程中，各工序夹具都采用专用夹具，夹具设计应满足结构简单、使用方便、能够保证零件尺寸精度的原则。设计钻床夹具，首先要仔细分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进行安装、定位、夹紧；在完成夹具草图后，进一步考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理的结构实现各零部件间的相对运动；根据各零件的使用要求，选择相应的材料。完成钻床夹具的所有设计后，用 AutoCAD 进行二维图形的绘制，首先画装配图，然后从装配图上拆画零件图，标注相关尺寸及技术要求，最后进行论文的撰写、整理、修改完成该毕业设计。关键词 : 轴承外壳 加工工艺 夹具 设计AbsttrctII Abstract IAbstractFundamentals of mechanical manufacturing technology course design, with cutting theory as the foundation, the manufacturing process as the main line, both the technology and equipment of mechanical manufacturing technology basic knowledge related to machine ability practice curriculum; integrated use of machinery manufacturing technology the basic knowledge, basic theory and basic skills, analyze and solve practical problems is an important teaching link; is for students to use machinery basic knowledge of technology and related knowledge of a comprehensive application training.This paper is to bearing shell parts processing technology and fixture parts is discussed, the casting, small volume, parts of complicated structure, low machining accuracy.Because the surface is easy to process, therefore the development process of order, to the machined surface, then to datum processing other.In the process, each process using special fixture fixture, fixture design should meet has the advantages of simple structure, convenient use, able to ensure the dimensional accuracy of the parts for the principle.Designed drilling fixture, the first careful analysis is the technical requirements for processing components, fixture design using the basic principles and methods.Prepared the fixture design scheme ;Meet the conditions of precision ,then reasonable installation, positioning, clamping;After the completion of draft fixture, and further consider the connection relation between parts and screws, nuts, pins and other fixed means,designing the reasonable structure to achieve relative motion between the various components;Requirements of the various components, select the appropriate materials.Completion of all drilling fixture design, using the AutoCAD drawing two-dimensional graphics,first draw assembly drawing, and then removed from the part drawing on the painting Parts,marking the related to size and technical requirements,finally, write a thesis, organize, edit, complete the graduation project.Key words: bearing shell processing technology fixture design 江阴职业技术学院毕业论文 1第第 1 1 章章 引言引言1.11.1 课题的提出原因课题的提出原因在现代制造技术迅猛发展的今天，机床夹具无论在传统机床上还是在数控机床、加工中心上，仍是必不可少的重要工艺装备。然而，在多品种生产的企业中，每隔 34 年就要更新 5080左右机床夹具，而夹具的实际磨损量仅为 1020左右。因此，设计各种专用夹具以减少夹具的损耗已经摆上的日程。1.21.2 课题的主要内容课题的主要内容（1）完成壳体零件的三维造型（2）完成壳体零件的工艺规程（3）完成壳体上一副钻夹具的设计任务（4）完成夹具全部零件的三维造型及装配（5）完成关键零件的有限元分析1.31.3 课题的构思课题的构思在做钻夹具的过程中，首先要分析壳体零件图及加工的技术要求，其次考虑毛坯的选择，再者要考虑制定机械加工工艺过程中一些关键问题，像基准的选择、零件表面加工方法的选择、加工顺序的安排和组合、加工路线的拟定等等都需要了解大量的资料后精心加以选择和确定，最后结合实际情况设计出方便实用且经济的夹具。1.41.4 本人所完成的工作量本人所完成的工作量壳体零件的工艺规程分析，三维造型及零件图，一副钻夹具全部零件的三维造型图及装配图，关键零件的有限元分析第二章 零件的工艺分析2第第 2 2 章章 零件的工艺设计零件的工艺设计2.12.1 零件的功用及工艺分析零件的功用及工艺分析.1 零件的功用零件的功用题目所给的零件是壳体零件，即某种产品的外壳，主要作用是用来支承、包容、连接、保护运动零件或其他零件，也起定位和密封作用，其三维形状以及零件图如下：三维模型如下：图 2.1 三维模型图二维零件图如下： 江阴职业技术学院毕业论文 3图 2.2 壳体零件图零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件结构比较复杂。.2 零件的工艺分析零件的工艺分析壳体零件共有多组加工表面，它们相互间有一定的加工要求。现分述如下:（1）以 66mm 孔中心轴线为中心的加工表面。这一组加工表面包括：上下两个外圆端面，5 个 10.5 的孔以及其上下两个端面。（2）以 24mm 孔中心轴线为中心的加工表面。这一组加工表面包括：一个 24mm的孔的外圆端面，一个 24H8mm 的孔，零件内侧一个 28 的凹面，以及 8 埋头孔及其两个端面。（3）钻 M67H 螺纹孔。这两组加工表面之间有着一定的加工要求，主要是：70 孔的下端面及 10.5 孔的下端面相对于基准 D 跳动度不超过 0.08； 10.5 孔的下端面相对于基准 D 平行度不 0.04 超过；零件内圆面粗糙度为 25，其余各面粗糙度要求是 6.3。2.22.2 工艺规程的设计工艺规程的设计.1 确定生产类型确定生产类型（1）确定生产纲领：机械产品在计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为该产品的生产纲领。机械产品的生产纲领除了该产品在计划期内的产量以外，还应包括一定的备品率和平均废品率，其计算公式为 3.1。 N =Qn(1+ +) （2.1）第二章 零件的工艺分析4式中 Q 为产品年产量，n 为零件计划期内的产量；为备品率；平均废品率。由生产任务得：n=1000,，代入公式计算，5%3%N=1000(1+5+3)=1080（2）确定生产类型：最终零件最大直径 126，高 49.3mm，属于中小型零件，壳体生产纲领为 1080 件，属于中小批量生产。.2 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式毛坯的铸造方法：由上文可知，该壳体属于中批量生产，对于毛坯制造宜采用金属模机器造型、模锻、压力铸造等。本次采用金属模机器造型，这种铸造方法的特点是铸件内部组织致密，机械性能较高，单位面积的产量高，适用于泵体、泵盖、壳体、减速箱体、汽缸头等中、小型铸件。毛坯的材料是 HT200。.3 基准的选择基准的选择选择工件的定位基准，实际上是确定工件的定位基面。根据选定的基面加工与否，又将定位基准分为粗基准和精基准。在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。在选择定位基准时，是从保证精度要求出发的，因此分析定位基准选择的顺序就应为精基准到粗基准。（1）粗基准的选择选择的原则是：a、非加工表面原则b、加工余量最小原则c、重要表面原则d、不重复使用原则e、便于装夹原则选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面（作为粗基准的非加工面）的位置关系具有重要影响。根据以上选择的原则，可以选择零件下端面作为粗基准。这样便于加工上下两端面，便于保证其尺寸。（2）精基准的选择选择的原则是： 江阴职业技术学院毕业论文 5a、基准重合原则b、基准统一原则c、自为基准原则d、互为基准原则e、便于装夹原则选择精基准时应重点考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。根据以上选择的原则，我们就可以工件上表面定位，用可调辅助支承 80 外圆并找正外圆母线。精基准选择 80 孔轴线,这样可以便于在一次装夹中加工多个端面。.4 工序的合理组合工序的合理组合确定基准以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：（1）工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。（2）工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。.5 制定工艺路线制定工艺路线加工工艺路线制定的原则是：在保证产品质量的前提下，尽量提高生产效率和降低成本，并且能够充分利用现有的生产条件。制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。根据以上分析制定的工艺路线如下：工艺路线：第二章 零件的工艺分析6工序 1：铸造毛坯。工序 2：时效处理。工序 3：划线。工序 4：粗车、精车工件上端面并倒角。工序 5：粗镗、精镗 76E8 内圆面、66 内圆面。工序 6：锪平 5 个 10.5 孔的上端面。工序 7：粗车、精车 80h8 外圆、两端面。工序 8：钻、扩、绞 5 个 10.5 孔。工序 9：锪平 24H8 孔的端面。工序 10：钻、扩、绞 24H8 孔。工序 11：镗 R14 工件内圆凹面。工序 12：锪平 8 埋头孔外端面。工序 13：钻 8 埋头孔。工序 14：钻、扩、绞 M6H7 螺纹孔，攻丝。工序 15：去毛刺。工序 16：清洗。工序:17：检验。工序 18：入库。先加工工件上下两个端面，在分别以上下两个端面为工序基准加工 5 个 10.5 孔及其上下端面，这样可以尽量减少因基准不重合造成的定位误差。加工 5 个 10.5 孔时，以工件上端面定位，以 10.5 孔下端面为加工面，尽量靠近设计基准，以减少误差。.6 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时(1)镗 76mm 内圆面镗 76mm 内圆面1) 切削深度 单边余量为 Z=0.7mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.2mm/r3) 计算切削速度vyxpmvckfaTCvvv其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即vCvxvy =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkkvkkrvkBvk 江阴职业技术学院毕业论文 7所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=96m/minvcv35. 015. 02 . 02 . 02 . 1603424) 确定机床主轴转速 ns= 1609r/minWd1000cv76961000与 1609r/min 相近的机床转速为 1750r/min。现选取=1750r/min。wn所以实际切削速度=cv1000sdnmin/7 .35100060076m5)切削工时，按工艺手册表 6.2-1。t =i ;其中 l=70mm; =4mm; =0mm;mfnlw21ll 1l2l t =i=0.616(min)m0.260074(2)车 80 外圆及其端面车 80mm 外圆柱面1) 切削深度 单边余量为 Z=0.7mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=0.2mm/r3) 计算切削速度vyxpmvckfaTCvvv其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即vCvxvy =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkkvkkrvkBvk所以 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97=96m/minvcv35. 015. 02 . 02 . 02 . 1603424) 确定机床主轴转速 ns= 1609r/minWd1000cv80961000与 1609r/min 相近的机床转速为 1750r/min。现选取=1750r/min。wn所以实际切削速度=cv1000sdnmin/7 .35100060080m5)切削工时，按工艺手册表 6.2-1。 t =i ;其中 l=80mm; =4mm; =0mm;mfnlw21ll 1l2l t =i=0.7(min)m0.260084(1) 粗车 80mm 端面面1) 已知毛坯长度方向的加工余量为 3+0.8 -0。7mm,考虑的模铸拔模斜度，=4mmpa2) 进给量 f 根据实用机械加工工艺手册中表 2.4-3,当刀杆尺寸为 1625 mm2第二章 零件的工艺分析835mm,以及工件直径为 100 时，f =0.71.0mm/rpa按 CA6140 车床说明书（见切削手册）取 f =0.9mm/r3) 计算切削速度，按切削手册表 1.27,切削速度的计算公式为(寿命 T=60min) (m/min)vyxpmvckfaTCvvv其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表 1.28,vCvxvyvk即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。MvksvkkvkkrvkBvk所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)vxxvc35. 015. 02 . 05 . 04603424)确定机的主轴转速 ns= 504r/minWd1000cvx1006 .1581000按机床说明书(见工艺手册表 4.2-8),与 504r/min 相近的机床转速为 480r/min及 600r/min。现选取=480r/min。wn所以实际切削速度 v=110r/min/。5) 切削工时，按工艺手册表 6.2-1L =80mm , =2mm, =0, 1l2l t=0.189(min)fnlw21ll0.948082(3)钻，扩，铰 10.5 的孔1)钻孔 10mm： 选择 10mm 高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册表 3.16） （切削表 2.7 和工艺表 4.216）0.43/fmm r机 （切削表 2.15）硬度 20021715/mincVm查 min/ r7 .53010x15x1000D1000cVn 按机床选取（工艺表 4.25）r/min580机n 实际切削速度： min/m39.161000580x10x1000Dn机cV 基本工时：（工艺表 6.25）1303. 043. 0x5803827f21机机nlllt2)扩孔 10.3mm： 选择 10.3mm 高速钢锥柄扩孔钻（工艺表 3.18）由切削表 2.10 得扩孔钻扩 10.3mm 孔时的进给量，并由工艺表 4.216 取0.70.8/fmm r: 江阴职业技术学院毕业论文 9扩孔钻扩孔时的切削速度0.72/fmm r机11()23ccVV:钻 由切削表 2.15 得，故：14/mincVm钻 1111()() 1474.7(/min)2323ccVVm:钻 min)/m41.22773.1523 .10x7 . 47x1000DV1000nc（）（ 按机床选取168机n 587. 3100068x13 .10x1000Dn机机cV 基本工时： 31415. 072. 0x1683827fnllltji21机3)铰 10.5mm 孔： 选择 10.5mm 高速钢锥柄机用铰刀（工艺表 3.117） 由切削表 2.24 得，1.01.5/fmm r:0.150.25pamm:48/mincVm: 由工艺表 4.216 得1.22/fmm r机 7 .2543 .1275 .10841000DV1000ncc）（ 按机床选取min/ r168n机 min/m68. 110001685 .10机V 基本工时： 1854. 022. 11683827f21机机nlllt(4)钻，扩，铰 24 的孔1)钻孔 22mm： 选择 22mm 高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册表 3.16） （切削表 2.7 和工艺表 4.216）0.43/fmm r机 （切削表 2.15）硬度 20021715/mincVm查 min/ r7 .53010x15x1000D1000cVn 按机床选取（工艺表 4.25）r/min580机n 实际切削速度： min/m39.161000580x10x1000Dn机cV 基本工时：（工艺表 6.25）1303. 043. 0x5803827f21机机nlllt2)扩孔 23mm： 选择 23mm 高速钢锥柄扩孔钻（工艺表 3.18）由切削表 2.10 得扩孔钻扩 23mm 孔时的进给量，并由工艺表 4.216 取0.70.8/fmm r:扩孔钻扩孔时的切削速度0.72/fmm r机11()23ccVV:钻第二章 零件的工艺分析10 由切削表 2.15 得，故：14/mincVm钻 1111()() 1474.7(/min)2323ccVVm:钻 min)/m93.9623x7 . 47x1000DV1000nc（）（ 按机床选取100机n 723. 0100000x123x1000Dn机机cV 基本工时： 323. 072. 0x1003827fnllltji21机3）铰 24mm 孔： 选择 24mm 高速钢锥柄机用铰刀（工艺表 3.117） 由切削表 2.24 得，1.01.5/fmm r:0.150.25pamm:48/mincVm: 由工艺表 4.216 得1.22/fmm r机 5 .1276424841000DV1000ncc）（ 按机床选取min/ r168n机 min/m1210001685 .10机V 基本工时： 1854. 022. 11683827f21机机nlllt 江阴职业技术学院毕业论文 11第第 3 3 章章 加工设备与工艺装备选择加工设备与工艺装备选择3.13.1 选择机床选择机床（1）选择机床应遵循如下原则：（2）机床的加工范围应与零件的外廓尺寸相适应；（3）机床的精度应与工序加工要求的精度相适应；（4）机床的生产率应与零件的生产类型相适应。在壳体的加工过程中，为了提高生产率将大量使用专用机床，如钻孔、镗孔工序中会用到专用钻床和专用镗床。在铣端面、倒角和攻丝工序中会用到通用机床。通用机床是在机械加工工艺人员手册上查找，具体机床的选用见后面的加工工艺过程卡。3.23.2 选择夹具选择夹具机床夹具是在切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将工件牢固地夹紧的一种工艺装备。它的主要作用是：可靠地保证工件的加工精度；提高加工效率；减轻劳动强度；充分发挥和扩大机床的工艺性能。夹具的种类很多，按夹具的应用范围分类，可分为通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具；按夹具上的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具和真空夹具等。在单件、小批量生产时，应尽可能采用通用夹具。为提高生产率，在条件允许时也可采用组合夹具。中批以上生产时，应采用专用夹具，以提高生产效率，夹具的精度应与工序的加工精度相适应。壳体的生产属于小批量生产，为了提高生产率，加工中应该采用专用夹具。为此要为生产线上的工序专门设计一套夹具。对于动力源，由于壳体的加工属于小批量生产，可以采用手动旋转六角螺母夹紧，这样便于操作，减少工作强度，以及材料成本。3.33.3 选择刀具选择刀具刀具的选择主要取决于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的精度和表面粗糙度、生产率及经济性等，在选择时一般尽可能采用标准刀具，必要时可采用高生产率的复合刀具和其它一些专用刀具。最终传动箱壳体的加工基本都采用标准刀具, 可以在机械加工工艺手册上查到。铣平面时大都采用镶齿套式面铣刀，铣面时用数第三章 加工设备与工艺装备选择12控铣床加工，选用直柄立式铣刀。镗刀则根据孔的大小不同分别选取。钻孔时大都选用锥柄麻花钻，这种钻头有足够的强度，排屑容易。对于刀具的材料，常用的刀具材料有碳素工具钢、高速钢、硬质合金。其中碳素工具钢指含碳的质量分数在 0.65%1.35% 的优质钢碳钢。常用牌号有 T8A、T10A 和 T12A 等，其中以 T12A 用的最多，淬火后硬度可达（5864）HRC，红硬性达 250300C 左右，允许的切削速度 Vc=510m/min，所以一般用于制造手用和切削速度很低得工具，如锉刀、手用锯条、丝锥和板牙等。而高速钢是在高碳钢中加入较多的合金元素 W、Gr、V、Mo 等与 C 生成碳化物制得的。加入合金元素后，细化了晶粒，提高了合金的硬度。所以一般高速钢的淬火硬度可达（6367）HRC，红硬性可达 550650.允许的切削速度 Vc 可比合金工具钢提高 12 倍。它具有较高的强度，在所有刀具材料中它的抗弯强度和冲击韧度最高，是制造各种刃型复杂刀具的主要材料。而硬质合金的耐热性比高速钢高得多，约在 8001000C，允许的切削速度约是高速钢的 410 倍。硬度很高，但它的抗弯强度为 1.11.5GPa，只是高速钢的一半，冲击韧度不足高速钢的 1/251/10.由于它的耐热性与耐磨性好，因而在刃型不太复杂的刀具上的应用日益增多，如车刀，铣刀，镗刀，小尺寸钻头，丝锥等刀具上。综上所述，端面套式面车刀材料选择硬质合金，加工孔用的麻花钻、扩孔钻、锪钻、丝锥都采用高速钢材料，镗孔用镗刀刀尖部分材料也选用硬质合金。 江阴职业技术学院毕业论文 13 第第 4 4 章章 钻床夹具设计钻床夹具设计4.14.1 问题的提出问题的提出本夹具主要用来钻 5 个 10.5mm 通孔。因为位置精度要求不高，表面粗糙度要求精度低，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度，如下图所示：图 4.1 工序图4.24.2 定位基准的选择定位基准的选择由工序图可知：由于在对孔进行加工前，底平面和顶平面进行了车加工，中心通孔是不加工通孔，因此，中心通孔轴线为定位精基准，这样可以保证待加工孔的尺寸要求。由零件图可以知道，图中对孔的加工没有位置公差要求，只有尺寸要求，我们可以选择中心通孔轴线为定位基准来设计钻模，从而满足待加工孔轴线尺寸要求。工件定位用底面、中心通孔和孔外圆面来限制 5 个自由度。4.34.3 切削力及夹紧力的计算切削力及夹紧力的计算（1）切削力的计算查机床夹具设计手册表可得：721切削力公式： PfKfDF75. 02 . 1412第三章 加工设备与工艺装备选择14（4.1） 江阴职业技术学院毕业论文 15式中 D=10.5mm（孔的直径） ，f=0.36mm/r（主轴进给率）查表得：821 （4.2）0.6P0.65190HBK即：Ff=2235(N)（2）夹紧力的计算实际所需夹紧力：由机床夹具设计手册表得：1121 （4.3）KFWfK安全系数 K 可按下式计算： （4.4）6543210KKKKKKKK 式中：为各种因素的安全系数，见机床夹具设计手册表 可得： 60 KK121K=1.21.01.01.0=1.72所以 WK=Ff K= 2235(N) 1.72=3844.2(N)由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。取，25. 2K16. 012 . 02螺旋夹紧时产生的夹紧力公式： （4.5）01122=QLWtgtg式中参数由机床夹具设计手册可查得：原始作用力)(80 NQ 作用力臂)(140 mmL 螺旋生角631螺纹处摩擦角2=9.83螺纹处摩擦系数1=9.33螺杆端部与零件的摩擦系数675. 5zr螺纹处当量摩擦角1=3.53则螺旋夹紧时产生的夹紧力：第四章 钻床夹具设计16由公式 4.5 得： 01122=5830QLWNtgtg由上述计算易得： 0KWW因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.44.4 定位误差的分析定位误差的分析该夹具以中心通孔轴线来作为定位基准，加工孔虽然没有任何尺寸公差要求，但为了尽量增强零件的适用性，要尽量减少加工误差。由机床夹具设计手册可得：（1）定位误差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，这里的方向mm2 . 0与加工方向一致。即：故mmWD2 . 0.（2）夹紧安装误差，对工序尺寸的影响均小。即： 0 jj（3）磨损造成的加工误差：通常不超过Mjmm005. 0（4）夹具相对刀具位置误差：钻套孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一取。即。mmAD06. 0误差总和： j0.265wmm 从以上的分析可见，所设计的夹具的加工误差较小，实用性强。4.54.5 夹具总体方案夹具总体方案 本次毕业设计是设计“钻 5 个 10.5mm 孔”这道工序的钻床夹具。分析了零件的结构特点以及零件中小批量生产的生产方式，决定采用螺旋压板组合夹紧零件，上下用开口垫圈配合心轴夹紧零件，用 V 形块防转，这样既能保证零件的夹紧，又可以使夹具体之间精密配合，延长夹具用久后产生变形的时间。该夹具总共限制了 6 个自由度。4.64.6 夹紧装置夹紧装置该零件的生产纲领是小批量生产，生产量不大，并且夹紧面是平面，因此，可以考虑手动加紧装置。4.74.7 钻套的选择钻套的选择钻套安装在钻模板或夹具体上，用来确定工件上加工孔的位置，引导刀具进行加工， 江阴职业技术学院毕业论文 17提高加工过程中工艺系统的刚性并防振。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。又分为固定钻套、可换钻套、快换钻套三小类。根据钻床夹具的设计要求、零件的结构特点以及中小批量生产的生产纲领，决定采用固定钻套。这样很好的保证了孔的加工精度也方便了孔的加工。由于所钻孔的直径为 10.5mm，查机床夹具设计手册钻套规格表，选用内径为 10.5mm，外径为 18mm 的 A 型钻套，钻套高度为 12mm。4.84.8 钻模板的设计钻模板的设计钻模板用于安装钻套， 确保钻套在钻模上的正确位置，钻模板多装在夹具体或支架上， 常见的钻模板有：（1）固定式钻模板（2）铰链式钻模板（3）可卸（分离）式钻模板 （4）悬挂式钻模板 根据钻床夹具的设计要求、零件的结构特点以及小批量生产的生产纲领，决定采用铰链式钻模板。在导向装置中，钻套是安装在钻模板上,因此钻模板必须具有足够的刚度和强度，以防变形而影响钻孔精度。在此套钻模夹具中选用的是铰链式钻模板，在装卸工件时可以通过铰链销转动钻模板，这样便于零件的装夹。钻模板在于钻套配合的时候采用的是 H8/g7 的配合。4.94.9 夹具的装夹与拆卸夹具的装夹与拆卸.1 夹具的装夹夹具的装夹首先转动铰链式钻模板，松开螺母，把零件放于回转台上并调整位置，再推出活动V 形块防止零件旋转，再旋紧六角螺母使开口垫圈压紧零件，接着再放下钻模板。4.9.2 夹具的拆卸夹具的拆卸首先再转动铰链式钻模板，再松开六角螺母与开口垫圈拿出零件，再放入下一个毛坯。 第四章 钻床夹具设计18第第 5 5 章章 基于基于 UGUG NX6NX6 的机构建模和装配的机构建模和装配5.1UG5.1UG NX6NX6 软件简介软件简介传统二维产品设计只能建立单一的二维零部件图或者简单的三维实体模型，而不能进行运动机构的运动检查、仿真分析及结构分析。三维 CAD 软件可以在虚拟环境下对实体进行建模、实现运动机构的仿真分析及结构分析等，在产品制造加工前发现产品设计问题并及时予以纠正，不仅节省时间和金钱，还能大幅度提高产品设计质量。这样的三维软件有 CATIA、Pro/E、SolidWorks 和 UG 等。其中，UG NX 软件是美国 EDS 公司（现已被西门子收购）开发的一套集CAD/CAM/CAE/PDM/PLM 于一体的软件集成系统，其 CAD 功能使工程设计及制图完全自动化，CAM 功能为现代机床提供了 NC 编程，用来描述所完成的部件，CAE 功能提供了产品、装配和部件性能模拟能力，PDM/PLM 功能帮助管理产品数据和整个生命周期中的设计重用。UG 软件能够帮助设计师减少设计时间，增加精确性，提高设计的创新性，并将产品更快推向市场。UG NX 软件组成：2D 到 3D 转换工具将 2D 工程图拖到 UG 工程图中的功能；支持包括外部参考的可重复使用 2D 几何；视图折叠工具，可以从 DWG 资料产生 3D 模型。内置零件分析测试零件设计，分析设计的完整性。机器设计工具具有整套熔接结构设计和文件工具，以及完全关联的钣金功能。模具设计工具测试塑料射出制模零件的可制造性。消费产品设计工具保持设计中曲率的连续性，以及产品薄壁的内凹零件，可加速消费性产品的设计。对现成零组件的线上存取让 3D CAD 系统使用者透过市场上领先的线上目录使用现在的零组件。模型组态管理 江阴职业技术学院毕业论文 19在一个文件中产生零件或零组件模型的多个设计变化，简化设计的重复使用。第五章 基于 UG 夹具建模20零件模型建构利用伸长、旋转、薄件特征、进阶薄壳、特征复制排列和钻孔来产生设计。曲面设计使用有导引曲线的叠层拉伸和扫出产生复杂曲面、填空钻孔，拖曳控制点以进行简单的相切控制。直观地修剪、延伸、图化、缝织曲面、缩放和复制排列曲面。5.25.2 基于基于 UGUG 夹具建模夹具建模.1 UGUG 中的特征建模中的特征建模技术技术UG 装配体是由零件组成的，而零件是由特征(例如凸台、螺纹孔等)组成。特征是一个零件的形状及其他属性的信息集。以特征作为建模基本元素描述产品的方法叫做基于特征的建模技术。在 UG 环境中基于特征的建模技术，使产品的设计工作不停留在底层的几何信息基础上，而是依据产品的功能要素，便于计算机辅助工艺规程的设计及组织生产。使得产品设计环节与原来后续的各个环节同时开展工作，系统内部信息共享，实现真正的集成，且支持并行工程。有利于实现产品设计、制造方法的标准化、系列化、规范化，使得产品在设计时就考虑加工、制造要求，保证产品有较好的工艺性、可制造性，有利于降低产品的成本。UG 中零件基于特征的实体建模技术中的特征详细划分如图 3.1 所示。图 5.1 特征分类.2 夹具的夹具的 UGUG 建模建模钻床在切削过程中滑枕带动刀架作上下往复的主运动，装有工件的夹具和工作台作纵向、横向进给运动。夹具包含了定位机构、加紧机构、分度机构、对刀及导向机构， 江阴职业技术学院毕业论文 21本章将具体介绍。1) 夹具结构介绍夹具的主体框架是由几个机构装配而成的整体结构。下部由夹具体安装在钻床工作台上，与钻床立柱间可作横向、纵向相对移动。上端为定位、加紧、对刀机构，用来安装、固定工件和对刀，结构复杂且需进行紧密加工。夹具中部中间为分度机构，由手柄、对定爪、分度盘弹簧销、锁紧螺钉和回转台组成，用来使工件回转 60 度以便连续加工多个孔。2) 定位与加紧机构的结构介绍定位与加紧机构的主体框架结构由回转台、心轴、两个螺母、开口垫圈球形手柄、弹簧以及活动 V 形块组成。工件在回转台上定位，然后由螺母与开口垫圈加紧，限制六个自由度。定位与加紧机构比较简单，其组件利用拉伸、求和、求差、螺纹等简单特征操作即可完成。其组件三维造型如图 3.3 所示。图 5.2 螺母图 5.3 双头螺柱第五章 基于 UG 夹具建模22图 5.4 开口垫圈图 5.5 回转台图 5.6 活动 V 形块 江阴职业技术学院毕业论文 23图 5.7 球形手柄图 5.8 弹簧3)分度机构的介绍分度机构由分度盘、对定爪、手柄以及弹簧销组成。对定爪爪尖卡在分度盘的凹槽里，限制了分度盘的转动，从而限制回转台与工件转动，当推起手柄，对定爪爪尖离开分度盘，就可以转动回转台及工件了。当工件转到 60 度，松开手柄，弹簧销会将手柄推回原位，限制分度盘转动。分度盘部件的造型可用拉伸、求和、求差、螺纹、扫略等命令完成，如图 3.4。图 5.9 分度盘第五章 基于 UG 夹具建模24图 5.10 对定爪图 5.11 手柄图 5.12 弹簧图 5.13 弹簧销 江阴职业技术学院毕业论文 254）对刀机构的介绍对刀机构主要有固定钻套、铰链式钻模板、支撑钉和对刀架组成，主要用来对刀。由于其结构简单，由拉伸、求和、求差命令就可以完成其三维造型设计，如图。图 5.14 钻模板图 5.15 支撑钉第五章 基于 UG 夹具建模26 图 5.16 钻套图 5.17 对刀架5）夹具体的介绍夹具体为铸件，用来固定在钻床上并支承整套夹具工作，其结构如图。图 5.18 夹具体 江阴职业技术学院毕业论文 275.35.3 基于基于 UGUG 的夹具机构虚拟装配的夹具机构虚拟装配.1 夹具的虚拟装配夹具的虚拟装配在 UG 软件中，任何一个.prt 文件都可以作为装配文件，也可以作为零件文件。当新建零件文件时，要选择下拉式菜单“新建”中的“模型”选项，新建装配体文件时，要选择“新建”中的“装配”选项。装配体建模的过程大概如下：1) 选择下拉式菜单“新建”中的“装配”选项后，在图形区域的下方工具栏就会出现装配工具按钮。2) 点击添加零部件按钮，向新打开的装配体文件中添加第一个已创建的零件模型。注意：可以将这个添加的模型定位在图形区域的原点，但零件的约束方式必须设置为“通过约束” ；3) 重复第二步，向装配体文件中添加第二个零件模型；4)通过约束将第二个模型装配到合适位置；5) 点击确定按钮，选择下一个模型进行装配；6) 重复 2)、3)、4)、5)步骤，直至将所有的零件装配完全。图 5.19 夹具装配示意图利用以上约束类型完成装配后的夹具三维 CAD 模型如图所示。第五章 基于 UG 夹具建模28图 5.20 夹具装配模型 江阴职业技术学院毕业论文 29第 6 章 小 结紧张而又忙碌的毕业设计结束了。快要完成老师下达给我们的任务的时候，就像要到达山峰的顶点，顿时心旷神怡，眼前豁然开朗。毕业设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会、从事职业工作前一个必不可少的过程。 “千里之行始于足下”，通过这次毕业设计我们深深体会到这句千古名言的真正含义。说实话，毕业设计真的是有点累。然而，当我们着手清理自己的设计资料，分析零件，得出的零件的加工工艺，计算出加工工序卡。分析工序的夹具设计，直到做出两套专用夹具；这个过程真的是艰辛但又充实。我们清楚的意识到，做毕业设计不是一件容易的事，但给我们更多的是收获。通过这次毕业设计我们深刻的体会到：做设计是苦活但要细心；实践动手做比空想强；合作精神是强大的；老师的帮助和同学的交流都是必不可缺的。我们做毕业设计是离不开工具书的。它可以给我们很多有用的知识，帮我们解决一些难题。但工具书的也有一定的局限性，有些零件在工具书上查不到，或者是有些标准件不能应用到设计中去。所以，在设计有些零件时我们就在原有的标准件的基础上改进。在编写零件的工艺路线时，也是要经过反复的修改。在画夹具图时，由于缺少经验，走了很多弯路，在老师的帮助下大家互相交流，这就使问题得到了解决，同时让我们学到很多知识。通过这次完整的毕业设计，我们系统地回顾和复习了大学四年所学的相关专业知识，在综合运用这些知识的过程中，加强了我们对其真正的理解，同时也深刻体会到学习的重要性并领会到设计也是一种学习的方式。在设计的过程中，我们综合运用了系统的设计方法和相关设计软件（如 AutoCAD、Word 等） ，且应用熟悉相关设计资料（包括手册、标准和规范等）以及进行经验估算等方面有了一定程度的提高，深刻的感受到计算机和工具书及手册在设计中带来的便利和帮助。在此之中，让我也体会到了团队精神的重要性。通过组员彼此间的交流，让我们不仅解决了自身的问题，还可以提早了解后续相关工作中的问题，这样可以提前做好预防及提前了解相关解决此类问题的知识与方案，这样大大节省了时间，提高了工作效率，并且还增加了我们对知识的了解。作为工作前在学校对我们自己四年学习的一次总结，这次毕业设计使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的工作打下了较好的基础。人们说：美好景色在顶峰，人克服困难换来成功的喜悦才是最幸福的事。毕业设计第五章 基于 UG 夹具建模30做完了，画上一个完美的句号，也尝到成功的味道，但漫漫的人生路还需继续努力。面对日 江阴职业技术学院毕业论文 31趋激励的就业形势，我们相信只要学好知识技术，以一种刻苦勤劳的精神对待工作，我们定会活出不平凡的人生。第六章 小结32致谢致谢经过了两个多月的学习和努力，在周琦老师的悉心指导和严格要求下，我终于完成