法蘭盤鉆孔夾具三維設計說明書解讀

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1、扁5沂江假電貓缶以中厚植 ZHEJIANG INSTITUTE OF MECHANICAL & ELECTRI CAL ENGINEERING 畢業(yè)設計說明書 課題名稱： 車床法蘭盤工藝規(guī)程與鉆孔專用夾 具三維設計 學生姓名 汪校明 學 號 110104111322 所在學院 浙江機電職業(yè)技術學院 專 業(yè) 機械制造與自動化 班 級 機制1113 指導教師 方剛強 起訖時間： 2014 年 3月 25日? 2014 年 5月 16日 浙江機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 課題名稱 車床法蘭盤工藝規(guī)程與鉆孔專用夾具三維設計 摘要 我的畢業(yè)設計的課題是車床法蘭盤

2、工藝規(guī)程及專用夾具的三維設計，主要 內(nèi)容如下： 首先，對零件進行分析，主要是零件作用的分析和工藝分析，通過零件分 析可以了解零件的基本情況，而工藝分析可以知道零件的加工表面和加工要求。 根據(jù)零件圖提出的加工要求，確定毛坯的制造形式和尺寸的確定。 第二步，進行基面的選擇，確定加工過程中的粗基準和精基準。根據(jù)選好 的基準，制訂工藝路線，通常制訂兩種以上的工藝路線，通過工藝方案的比較 與分析，再選擇可以使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到 合理的保證的一種工序。 第三步，根據(jù)已經(jīng)選定的工序路線，確定每一步的切削用量及基本工時， 并選擇合適的機床和刀具。對于粗加工，還要校核機床功率

3、。 最后，設計第三道工序一鉆法蘭盤孔的夾具。先提出設計問題，再進行分 析，用pore軟件進行設計三維實體，然后把設計的過程整理為說明書。 關鍵詞：機械設計；加工工藝；夾具設計； Pro/E Wildfire I 浙江機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 目 錄 摘 要 I 第1章緒論 1 1.1 引言 1 1.2 主要機械結構分析 2 1.3 切削力及夾緊力計算 2 1.4 定位誤差分析 4 1.5 夾具設計及操作的簡要說明 4 第2章結構設計 5 2.1 設置工作目錄 5 2.1.1 新建文件夾 5 2.1.2 設置工作目錄 5 2

4、.2 法蘭盤夾具的造型設計 5 2.2.1 新建零件 5 2.2.2 創(chuàng)建底座結構 5 拉伸造型操作1 7 2.2.3 拉伸造型操作2 8 拉伸造型操作3 9 2.2.4 拉伸造型操作4 10 2.2.5 拉伸造型操作5 11 2.2.6 拉伸造型操作6 13 2.2.7 拉伸造型操作7 15 3.1 建立圓角 16 3.1.1 建立圓角操作1 16 3.1.2 建立圓角操作2 17 4.1 創(chuàng)建孔 18 4.1.1 創(chuàng)建孔操作1 18 4.1.2 創(chuàng)建孔操作2 19 4.1.3 創(chuàng)建孔操作3 20 4.1.4 創(chuàng)建孔操作

5、4 22 4.1.5 創(chuàng)建孔操作5 23 4.1.6 創(chuàng)建孔操作6 24 5.1完成法蘭盤鉆孔專用夾具的設計與繪圖 25 參考文獻 27 致 ft 28 i 浙江機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第1章緒論 1.1 引言 Pro/E是美國PT償司于1989年推出的三維CAD/CA陳統(tǒng)，歷經(jīng)多年的發(fā) 展與推廣，已成為當今世界上最流行的高端 CAD/CAMC件，其全新的設計理念 已成為CA而域的新標準。Pro/E模塊眾多，功能涵蓋產(chǎn)品的三維設計與裝配、 工程圖自動生成、結構分析、運動仿真、動畫制作、模具設計、鉞金設計、數(shù) 控加工、管道設計、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等，廣

6、泛應用于機械、電子、航天航空、汽 車、模具、工業(yè)產(chǎn)品造型、家用電器、玩具等設計生產(chǎn)領域。目前， Pro/E已 成為機械、模具、日用產(chǎn)品設計、工業(yè)設計等行業(yè)技術人員的必備技能，熟練 使用該軟件成為迎取職場競爭的有力保證。 在我們現(xiàn)在使用的Pro/E Wildfire 版本增加了一些新的特性：圖標版風格 的用戶界面摒棄了以前煩瑣不便記憶的瀑布式菜單結構，在設計時，能方便的 找到各功能鍵；功能的全新組合，將設計過程中操作相近，但結果不同的設計 工具進行重組，這樣是用戶很容易在不同工具之間切換，同時還可以加深對這 些操作之間異同的理解；直接建模一直是 Pro/E重點強化的一個功能，其核心 思想是設

7、計中直接操作模型與之交互， 包括對模型的選取、修改和重新定義等， 在該版本中增加了對模型的事實時全局變形，包括在各方位上以等比例或不等 比例縮放模型，自由平移和旋轉(zhuǎn)模型就，還可以對模型進行實時翹曲、伸展、 彎曲和扭曲等操作。 Pro/ENGINEE/業(yè)界領先的 CAD/CAM/CAE準軟件?，F(xiàn)在，Pro/ENGINEER 的交互式曲面設計擴展功能（ISDX）的推出，標志著PTC已將直觀的自由形狀曲 面處理建模工具集成到世界最優(yōu)秀的建模軟件中。這種獨特的設計功能允許設 計人員和工程師利用強大的參數(shù)化建模工具來建立自由形狀曲面。直觀的建模 環(huán)境能讓客戶采用一種清晰的過程方法來完成設計，從而在提高

8、效率的同時， 減少了產(chǎn)品開發(fā)時間和費用。 21 1.2 主要機械結構分析 法蘭盤鉆孔專用夾具是一個支架類零件，總長 184mmc總寬140mmc總高 130mm與定位心軸配合尺寸 ①12709mm兩個①6的錐銷孔，與鉆模板配合用 來壓住法蘭盤。2個M8的螺孔深度18mmi是用來和鉆模板一起固定法蘭盤的， 3個M6的通螺孔。前后兩個U型槽用來固定夾具，長12mnjg 10mnH角R6,實 際寬就是16mm主要加工尺寸就是這些。本夾具主要用來鉆 ①4mmfL及擴①6mm 的孔，此孔的形位公差和表面要求均不高，無特殊要求，且加工此孔時 0 0.045 ①459。17 mm孔的外端面及

9、 ①200 孔的內(nèi)表面和 ①90圓柱面上的兩平行平面 都已加工出來，可用來作為此工序的定位面。因此在本道工序，在保證提高勞 動生產(chǎn)率，降低勞動強度的同時可以設計選用比較簡單的夾具。 1.3 切削力及夾緊力計算 刀具：高速鋼鉆頭 D=①4mm 由《機械制造工藝設計手冊》 可查得 切削扭矩 M= Cmd0xmf ymkm10J3(N m) 軸向力 F= CFd0XF f yFkp(N) 切削功率 Pm=2 ttM ?n ? 101kw) 式中： C m=225.63 x m=1.9 Ym=0.8 CF =558.6 x F =1 y f =0.8 d 0 =4 或 6

10、 km=( HB 190 產(chǎn)=0.87 kF =0.9 f=0.13 n=2012 或 1426 所以當鉆①4mmi時有 M=225.63x4x1.9x0.13 0.8x0.87x10，=0.291(N - m) F=558.60x4x1x0.13 0.8 x0.9=393.15(N) Pm=2 兀 x0.291x2012x10=3.676(kw) 同理擴①6孔mnm寸有 M=225.63x6x1.9x0.13 0.8x0.87x10 工=0.439(N - m) F=558.60x6x1x0.13 0.8x0.9=589.73(N) _ _ _

11、_ _3 Pm=2 兀 x0.439x1426x10 =3.931(kw) 如上所述，本設計采用螺旋夾緊機構，即由螺釘、螺母、墊圈、壓板等元件 組成的夾緊機構。 螺旋夾緊機構不公結構簡單、容易制造，而且由于纏繞在螺釘表面的螺旋線 很長開角又小，所以螺旋夾緊機構的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都很大，是 手動夾緊中用得最多的一種夾緊機構。 根據(jù)夾緊狀態(tài)下螺桿的受力情況和力矩平衡條件 F qL=F：. Fr《 Fq L F j= Q —tg(： 1) ，tg 2 2 式中 F j ——夾緊力(N) F q ——作用力(N) L ——作用力臂(mm) d 0——螺桿直

12、徑 a ——螺紋升角 1——螺紋處摩擦角. 2——螺桿端部與工件間的摩擦角. FqL ——螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm） 所以有Fj = 200x30 d 10 tg (:」二1) *tg 2 tg(8 5 ) 578tg6 2 2 6000 1.761 =3405.6N 顯然 F J =3405.6N>589.73=F 故本夾具可安全工作。 1.4 定位誤差分析 夾具的主要定位元件為一短心軸限制了兩個自由度 ，另一端面限制3個自由 度和一個平面限制一個自由度，達到了完全定位，又因零件對形位公差及尺寸公 差均要求不高.故定位誤差在此可忽略。 1

13、.5 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，應首先著眼于 機動夾緊而不采用手動夾緊。因為這是提高勞動生產(chǎn)率的重要途徑。 但由于本火 具是鉆床夾具，夾具尺寸不能很大，如果采用機動夾緊，夾具勢必過于復雜和龐 大，本夾具為了提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，考慮簡單、經(jīng)濟、實用 ，采用螺旋 夾緊機構，操作非常簡單，先擰下夾緊螺母，再按定位要求放上零件，冉擰緊螺母 達到火緊要求即可鉆孔.以上動作可重復。 第2章結構設計 2.1 設置工作目錄 2.1.1 新建文件夾 在電腦硬盤分區(qū)（如D盤）中建立一個名為“法蘭盤夾具”的文件夾。 2.1.2 設置工作目錄

14、啟動Pro/E程序后，點擊菜單欄上的【文件】一【設置工作目錄】。在彈 出的“選取工作目錄”對話框中的［查找范圍］下拉菜單中找到剛剛建立的“法 蘭盤鉆孔夾具設計”文件夾，并點擊該對話框的【確定】按鈕，完成“ Pro/E 工作文件夾”的選取。 2.2 法蘭盤夾具的造型設計 2.2.1 新建零件 1）選擇【文件】/【新建】命令或者單擊工具欄中的 L按鈕，在彈出的【新 建】對話框中的【類型】選項組中選取【零件】選項 2）在【子類型】選項組中選取【實體】選項，同時取消【使用缺省模板】選項 中的選中狀態(tài)，表示不采用系統(tǒng)的默認模板。最后在【名稱】文本框中輸入文 件名jiaju o 單擊 【確定】

15、按鈕后，系統(tǒng)彈出【新文件選項】對話框，在【模板】選項組中選擇 mmns_part_solid選項，表示將要建立的實體零件采用毫米 （mm、牛頓（N）、 秒（s）單位制。 3）單擊對話框中的【確定】按鈕后就進入了 Pro/E系統(tǒng)的零件模塊。 2.2.2 創(chuàng)建底座結構 1）單擊I拉伸按鈕，打開拉伸工具控制板 2）在界面上長按鼠標右鍵，選擇定義內(nèi)部草繪，出來下圖1-1界面，點擊【草 告】隨便選一平面作為草繪平面。 圖1-1 3）點擊口繪制如圖1-2所示的長方形長180mm寬140mm點擊 “ 確認，厚度130mm （就是高度130mm最后確認如圖1-3所示。 圖1-

16、2 圖1-3 2.2.3 拉伸造型操作1 1）單擊1拉伸按鈕，打開拉伸工具控制板。 2）在界面上長按鼠標右鍵，選擇定義內(nèi)部草繪，點擊【草繪】選擇 FRONT 平面作為草繪平面。 3）利用草繪工具畫出如下圖1-4所示圖形，點擊 3確認圖形。 圖1-4 4）在拉伸至所有曲面相交選項中選擇 三七;然后點擊移除材料選項, 最后點擊 ⑴，出現(xiàn)如圖1-5所示圖形。 圖1-5 2.2.4 拉伸造型操作2 1）單擊 拉伸按鈕，打開拉伸工具控制板。 2）在界面上長按鼠標右鍵，選擇定義內(nèi)部草繪，點擊【草繪】選擇 FRONT 平面作為草繪平面。 3）利用草繪工具

17、畫出如下圖1-6所示圖形，點擊 上確認圖形。 圖1-6 4）在拉伸至所有曲面相交選項中選擇 H移除材料選項, 最后點擊 圖1-7 ,出現(xiàn)如圖1-7所示圖形。 2.2.5 拉伸造型操作3 1）單擊 (J1 拉伸按鈕，打開拉伸工具控制板。 RIGHT 2）在界面上長按鼠標右鍵，選擇定義內(nèi)部草繪，點擊【草繪】選擇 平面作為草繪平面。 圖1-8 3）利用草繪工具畫出如下圖1-8所示圖形，點擊 力 確認圖形。

18、 4）在拉伸至所有曲面相交選項中選擇 ,然后點擊 H移除材料選項, 圖1-9 ,出現(xiàn)如圖1-9所示圖形。 圖 1-10 最后點擊 2.2.5 拉伸造型操作4 1）單擊 于 拉伸按鈕，打開拉伸工具控制板。 2）在界面上長按鼠標右鍵，選擇定義內(nèi)部草繪，點擊【草繪】選擇如圖1-10 平面作為草繪平面。 3）利用草繪工具畫出如下圖1-11所示圖形，點擊”確認圖形 ；usoo F

19、PT.CSrS.DEF 1 r 圖 1-11 4）在拉伸至所有曲面相交選項中選擇 ,然后點擊 乙?移除材料選項, 最后點擊 ,出現(xiàn)如圖1-12所示圖形。 圖 1-12 2.2.6 拉伸造型操作5 n 1）單擊1拉伸按鈕，打開拉伸工具控制板。 2）在界面上長按鼠標右鍵，選擇定義內(nèi)部草繪，點擊【草繪】選擇如圖1-13 平面作為草繪平面。 3）利用草繪工具畫出如下圖1-14所示圖形，點擊”確認圖形。 圖 1-13 圖 1-14 4）在拉伸至所有曲面相交選項中選擇 ,然后點擊乙?移除材料選項, 最后點擊“，出現(xiàn)如圖1-15所示圖形。 圖 1-1

20、5 5）如上拉伸造型5一樣在夾具的另一邊也畫出相同的圖形，如圖 1-16所示 那樣 圖 1-16 2.2.7 拉伸造型操作6 口 1）單擊1拉伸按鈕，打開拉伸工具控制板。 2）在界面上長按鼠標右鍵，選擇定義內(nèi)部草繪，點擊【草繪】選擇如圖1-13 平面作為草繪平面。 3）利用草繪工具畫出如下圖1-17所示圖形，圖形大小R6mW心點距離參照 10mm左右邊相同，然后點擊 ”確認圖形。 圖 1-17 4）在拉伸至所有曲面相交選項中選擇 ,然后點擊移除材料選項, 最后點擊 圖 1-18 ,出現(xiàn)如圖1-18所示圖形。  2.2.8 拉伸造型操作7 1）單擊口

21、‘拉伸按鈕，打開拉伸工具控制板。 2）在界面上長按鼠標右鍵，選擇定義內(nèi)部草繪，點擊【草繪】選擇如圖1-19 平面作為草繪平面。 圖 1-19 3）利用草繪工具畫出如下圖1-20所示圖形，然后點擊 ”確認圖形 圖 1-20 4）在拉伸至所有曲面相交選項中選擇 ,然后點擊 臼移除材料選項, 最后點擊▼,出現(xiàn)如圖1-21所示圖形 圖 1-21 3.1 建立圓角 3.1.1 建立圓角操作1 1）單擊 倒圓角，打開倒圓角工具面板。 2）把鼠標移到需要倒園角的邊上，點擊該邊，如圖 2-1所示 圖2-1

22、(3)倒圓角半徑選擇為R5mm然后點擊”確認圖形。 3.1.2 建立圓角操作2 1)單擊 倒圓角，打開倒圓角工具面板。 2)把鼠標移到需要倒園角的邊上，點擊該邊，如圖 2-2所示 圖2-2 （3）倒圓角半徑選擇為R3mm然后點擊/確認圖形 4.1創(chuàng)建孔 4.1.1創(chuàng)建孔操作1 1）單擊一孔工具，打開孔創(chuàng)建面板。 [u] 2）點擊一普通孔編輯工具，孔直徑選擇 ①12,孔深打通。然后選擇【放 置】偏移參照，選兩條邊作為參照確定孔的距里，下邊距離80mm右邊距離70mm 如圖4-1所示。 3）最后點擊“，出現(xiàn)如圖4-2所示圖形。  圖4-2 4.1.2

23、創(chuàng)建孔操作2 1）單擊 孔工具，打開孔創(chuàng)建面板。 2）點擊更螺孔編輯工具，螺孔類型為ISO,直徑選擇M6x.75,孔深打通。 然后選擇【放置】偏移參照，選兩條邊作為參照確定孔的距里，上邊距離25mm 左邊距離70mm如圖4-3所示。 圖4-3 3）點擊匕確認創(chuàng)建，然后 陣列工具，選擇以4.1.1創(chuàng)建的孔的軸（此 軸為A-1,下面都是這么表示此軸）為旋轉(zhuǎn)中心，數(shù)量為 3個，角度為120 再次點擊 確認創(chuàng)建，出現(xiàn)如下圖4-4所示圖形 圖4-4 4.1.3 創(chuàng)建孔操作3 TT 1）單擊 孔工具，打開孔創(chuàng)建面板。 2）點擊一^普通孔編輯工具，點擊整L繪定義鉆孔輪廓，再

24、點擊送三 利 用草繪工具編輯出如圖4-4所以圖形，圖形為封閉圖形，需要創(chuàng)建一個旋轉(zhuǎn)軸， 點擊▼完成圖形的創(chuàng)建，然后選擇【放置】偏移參照，選一條邊一個軸（ A-1 軸）作為參照確定孔的距里，下邊距離12mm距離軸距離13mm如圖4-5所示。 3）最后點擊出現(xiàn)如圖4-6所示圖形。（Ig孔軸表示為 A-6,下面都是 如此表示） 浙江機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 22 圖4-5 圖4-4 ,4

25、 浙江機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 圖4-6 4.1.4 創(chuàng)建孔操作4 參照4.1.3創(chuàng)建孔操作3,第一步和第二步，然后選擇 【放置】偏移參照， 選兩根軸（A-1軸和A-6軸）作為參照確定孔的距里，距離A-1軸邊距離13mm 距離A-6軸距離18mm如圖4-7所示。最后點擊與，完成孔創(chuàng)建。 圖4-7 4.1.5 創(chuàng)建孔操作5 lT 1）單擊 孔工具，打開孔創(chuàng)建面板 2）點擊螺孔編輯工具，螺孔類型為ISO,直徑選擇M8x1.25,孔深18mm 然后選擇【放置】偏移參照，選兩根軸（A-1軸和A-6軸）作為參照確定孔的 距里，距離 A

26、-1軸邊距離13mm距離A-6軸距離18mm如圖4-8所示。 圖4-8  3）最后點擊與，出現(xiàn)如圖4-9所示圖形 圖4-9 4.1.6 創(chuàng)建孔操作6 參照4.1.5創(chuàng)建孔操作5,第一步和第二步，然后選擇 【放置】偏移參照， 選一邊和一軸（A-1軸）作為參照確定孔的距里，距離 A-1軸邊距離13mm下 邊距離12mm如圖4-10所小。最后點擊 1 ,完成孔創(chuàng)建。 圖 4-10  三維畫 5.1完成法蘭盤鉆孔專用夾具的設計與繪圖 5.1到此為止我們就完成了該法蘭盤的專用鉆孔家具的 PORE 29 圖，最后完成后的三維實體如下圖 5-1 ,圖5-2

27、所示 圖5-1 圖5-2 參考文獻 ［1］ Pro/Engineer Wildfire 4.0中文版模具設計與制造實用教程 周惠蘭主編 化學工 業(yè)出版社2011年6月北京第1版 [2] Pro/Engineer Wildfire 3.0 案例精講 肖乾楊迎新主編 中國電力出版社 2008 年8月北京第

28、1版 ［3］楊黎明.機械零件設計手冊［MT .北京：國防工業(yè)出版社， 1993. ［4］徐激.機械設計手冊［ ⑼.北京：機械工業(yè)出版社， 1991. ［5］李云.機械制造工藝及設備設計指導手冊［ M .北京：機械工業(yè)出版社， 1996. ［6］胡家秀.簡明機械零件設計實用手冊［ ⑼.北京：機械工業(yè)出版社， 1999. ［7］鄒青.機械制造技術基礎課程設計指導教程［ M .吉林：機械工業(yè)出版社， 2004. ［8］王光斗，王春福.機床夾具設計手冊［ ⑼.上海：上?？茖W技術出版社， 1988. ［9］薛源順.機床夾具設計［M .北京：機械工業(yè)出版社， 2001. ［10］李益民.機

29、械制造工藝設計簡明手冊［ MT .北京：機械工業(yè)出版社， 1994. ［11張耀宸.機械加工工藝設計實用手冊［ M .北京：航空工業(yè)出版社， 1993.］ ［12］《機械加工工藝師手冊》 ［13］《機械零件設計手冊》 ［14］《機床夾具設計圖冊》 ［15］上Internet網(wǎng)查找相關的設計資料，獲得的最新信息與權威資料。 致 謝 畢業(yè)設計是對大學三年所學知識與能力的綜合應用和檢測，是每一個合格 的大學生的必經(jīng)過程，也是一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。本次畢業(yè)設計，不僅 培養(yǎng)了我們正確的設計思想；也同時讓我們掌握了工程設計的一般程序和方法， 以及鍛煉了我們綜合運用知識能力。在本次設計過程

30、中，我們大量閱讀了各種 技術資料及設計手冊，認真探討了機械領域內(nèi)的各種基本問題。因此，本次設 計不僅加強了對自己所學專業(yè)課程的理解和認識，而且也對自己的知識面進行 了拓寬。止匕外，本次設計在繪圖的過程中，使用了 AUTOCADPRO-E等二維和 三維繪圖軟件，并同時進行了手工繪圖，這些都不同程度地使我們學到了更多 的知識，進一步提高了我們繪圖識圖的能力。 在本次畢業(yè)設計中，我得到方剛強老師的耐心指導，細心教誨，并在設計過程 中及時的給我解答疑難，讓我在本次畢業(yè)設計中得到了自己能力上的長進和知 識上的飛躍，這對我的將來都會有深遠的影響。并且，在設計過程中還有其他 同學的熱忱幫助，在此表示由衷的感謝！ 由于本人知識有限，實際經(jīng)驗更加不足，因此我的設計還存在著很多的不足 之處，敬請各位老師指正，本人將不勝感激！