填料箱蓋的夾具設(shè)計(jì)

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1、目 錄 1 課題提出的背景和意義 1 1.1 課題的研究背景 1 1.2 UG的應(yīng)用前景及UG軟件應(yīng)用的意義[1] 1 2.1 零件的作用 2 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 3.1 毛坯的制造形式 4 3.2 基準(zhǔn)面的選擇 4 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 4 3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 4 3.3 制訂工藝路線 5 3.3.1 工藝線路方案一 5 3.3.2 工藝路線方案二 5 3.3.3 工藝方案的比較與分析 6 3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 3.5 確定切削用量及基本工時(shí) 8 3.5.1 工序Ⅰ：車削端面、外圓 8 3

2、.5.2 工序Ⅱ：粗車65,80,75,100外圓以及槽和倒角 10 3.5.3工序Ⅲ 鉆擴(kuò)mm、及锪孔。轉(zhuǎn)塔機(jī)床C365L 12 3.5.4 工序Ⅳ 鉆6—13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24 14 3.5.5 工序Ⅴ：精車Φ65mm的外圓及與Φ80mm相接的端面 16 3.5.6 工序Ⅵ：精、粗、細(xì)鏜mm孔 18 3.5.7 工序Ⅶ：銑Φ60孔底面 18 3.5.8 工序Ⅷ：磨Φ60孔底面 19 3.5.9 工序Ⅸ： 鏜Φ60mm孔底溝槽 20 3.5.10 工序Ⅹ： 研磨Φ60mm孔底面 20 4 基于UG專用夾具設(shè)計(jì) 21

3、4.1 問題的指出 21 4.2 夾具設(shè)計(jì) 21 4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 21 4.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 21 4.3 定位誤差的分析 22 4.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 22 4.5 基于UG的夾具建模過程概述 22 全文總結(jié) 29 致謝 32 \ 2 零件的分析 2.1 零件的作用 零件的制造工藝方法可以分為材料成形法，材料去除法以及材料累加法。根據(jù)零件的特性以及從經(jīng)濟(jì)性的角度分析，經(jīng)過一系列的性能比較，HT200是相對(duì)適合的材料，毛壞的成型方法為鑄造。 本設(shè)計(jì)是首先對(duì)零件進(jìn)行分析，確定零件加工的工藝規(guī)程，設(shè)計(jì)加工工序

4、，然后根據(jù)要求設(shè)計(jì)夾具，利用UG的建模功能設(shè)計(jì)夾具的各個(gè)組件，最后將各組件組裝成裝配圖，最后導(dǎo)出工程圖。 題目所給定的零件是汽車的填料箱蓋如圖2.1所示，其主要作用是保證對(duì)箱體起密封作用，使箱體在工作時(shí)不致讓油液滲漏。填料箱主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料箱的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不使泵內(nèi)的水流不流到外面來也可阻止外面的空氣進(jìn)入到泵內(nèi)。始終保持水泵內(nèi)的真空。當(dāng)泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻。保持水泵的正常運(yùn)行。 圖2.1 填料箱蓋三維圖 2 .2 零件的工藝分析[2][3] 填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系

5、列技術(shù)要求[4] 1.以ф65H5（）軸為中心的加工表面。 包括：尺寸為ф65H5（）的軸，表面粗糙度為1.6, 尺寸為ф80的與ф65H5（）相接的肩面, 尺寸為ф100f8()與ф65H5（）同軸度為0.025的面. 尺寸為ф60h5()與ф65H5（）同軸度為0.025的孔。 2.以ф60h5()孔為中心的加工表面。 尺寸為78與ф60H8()垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨. 3. 以ф60H8()孔為中心均勻分布的12孔,6-ф13.5,4-M10-6H深20孔深24及4-M10-6H。 4.其它未注表面的粗糙度要求為6.3,粗加工可滿足要求。

6、 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 毛坯的制造形式 零件材料為HT200，考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量為1000件，屬于中批生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造成型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。 3.2 基準(zhǔn)面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于一般軸類零件

7、而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時(shí)，選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個(gè)表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。） 3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件裝夾方便。 按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則（基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對(duì)于本零件，有中心孔，可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn)，但是隨便著孔的加工，大端的中心孔消失，必須重新建立外圓的加工基面，一般有如下三種方法： 當(dāng)中心孔直徑較小時(shí)，可以直接在孔口倒出

8、寬度不大于2MM的錐面來代替中心孔。若孔徑較大，就用小端孔口和大端外圓作為定位基面，來保證定位精度。 采用錐堵或錐套心軸。 精加工外圓亦可用該外圓本身來定位，即安裝工件時(shí)，以支承軸頸本身找正。 3.3 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機(jī)床以及部分高效專用機(jī)床，配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.3.1 工藝線路方案一 工序Ⅰ 銑削左

9、右兩端面。 工序Ⅱ 粗車ф65，ф85，ф75，ф155,ф100外圓及倒角。 工序Ⅲ 鉆ф30孔、擴(kuò)ф32孔，锪ф43孔。 工序Ⅳ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋 工序Ⅴ 精車ф65外圓及與ф80相接的端面. 工序Ⅵ 粗、精、細(xì)鏜ф60H8（孔。 工序Ⅶ 銑ф60孔底面 工序Ⅷ 磨ф60孔底面。 工序Ⅸ 鏜ф60孔底面溝槽。 工序Ⅹ 研磨ф60孔底面。 工序Ⅺ 去毛刺，終檢。 3.3.2 工藝路線方案二 工序Ⅰ 車削左右兩端面。 工序Ⅱ 粗車ф

10、65，ф85，ф75，ф155外圓及倒角。 工序Ⅲ 鉆ф30孔、擴(kuò)ф32孔，锪ф43孔。 工序Ⅳ 精車ф65外圓及與ф80相接的端面. 工序Ⅴ 粗、精、細(xì)鏜ф60H8（孔。 工序Ⅵ 銑ф60孔底面 工序Ⅶ 磨ф60孔底面。 工序Ⅷ 鏜ф60孔底面溝槽。 工序Ⅸ 研磨ф60孔底面。 工序Ⅹ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋 工序Ⅺ 去毛刺，終檢。 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一是采用銑削方式加工端面，且是先加工12孔后精加工外圓面和ф60H

11、8（孔。；方案二是使用車削方式加工兩端面，12孔的加工放在最后。兩相比較起來可以看出，由于零件的端面尺寸不大，應(yīng)車削端面，在中批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線二。 但是仔細(xì)考慮，在線路二中，工序Ⅳ 精車ф65外圓及與ф80相接的端面。 然后工序Ⅹ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。 這樣由于鉆孔屬于粗加工，其精度要求不高，且切削力較大，可能會(huì)引起已加工表面變形，表面粗糙度的值增大。因此，最后的加工工藝路線確定如下： 工序Ⅰ 車削左右兩端面。 工序Ⅱ 粗車ф65，ф85，ф75，ф155,ф100外圓及倒角。 工序Ⅲ

12、 鉆ф30孔、擴(kuò)ф32孔，锪ф43孔。 工序Ⅳ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋 工序Ⅴ 精車65外圓及與80相接的端面. 工序Ⅵ 粗、精、細(xì)鏜ф60H8（孔。 工序Ⅶ 銑ф60孔底面 工序Ⅷ 磨ф60孔底面。 工序Ⅸ 鏜ф60孔底面溝槽。 工序Ⅹ 研磨ф60孔底面。 工序Ⅺ 去毛刺，終檢。 以上工藝過程詳見“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片”。 3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “填料箱蓋”零件材料為HT200，硬度為HBS190~241，毛坯質(zhì)量約為5kg，生

13、產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用機(jī)器造型鑄造毛坯。 根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： （1）外圓表面(ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155)考慮到尺寸較多且相差不大，為簡(jiǎn)化鑄造毛坯的外形，現(xiàn)直接按零件結(jié)構(gòu)取為ф84、ф104、ф160的階梯軸式結(jié)構(gòu)，除ф65以外，其它尺寸外圓表面粗糙度值為R6.3um,只要粗車就可滿足加工要求,以ф155為例,2Z=5mm已能滿足加工要求。 （2）外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差[4]。鑄件輪廓尺寸(長(zhǎng)度方向>100~160mm,故長(zhǎng)度方向偏差為 mm，其余量值規(guī)定為3.0~3.5 mm.現(xiàn)取3

14、.0 mm[4]。 （3）內(nèi)孔。毛坯為實(shí)心。兩內(nèi)孔精度要求自由尺寸精度要求，R 為 6.3,鉆——擴(kuò)即可滿足要求。 （4）內(nèi)孔ф60H8()。要求以外圓面ф65H5（）定位，鑄出毛坯孔ф30。 粗鏜ф59.5 2Z=4.5 精鏜 ф59.9 2Z=0.4 細(xì)鏜ф60H8() 2Z=0.1 (5) ф60H8()孔底面加工. 按照[4] 1.研磨余量 Z=0.010~0.014 取Z=0.010 2.磨削余量 Z=0.2~0.3 取Z=0.3 3.銑削余量 Z=3.0—0.3—0.01=2.69 (6)底面溝槽，采用鏜削，經(jīng)過底面研磨后

15、鏜可保證其精度。Z=0.5 (7) 6—孔及2—M10—6H孔、4—M10—6H深20孔。均為自由尺寸精度要求。 1．6—孔可一次性直接鉆出。 2．攻螺紋前用麻花鉆直徑為ф8.5的孔[14]。 鉆孔 ф8.5 ，攻螺紋 M10。 3.5 確定切削用量及基本工時(shí) 3.5.1 工序Ⅰ：車削端面、外圓 本工序采用計(jì)算法確定切削用量、加工條件。0 工件材料：HT200，鑄造。 加工要求：粗車ф65、ф155端面及ф65、ф80、ф75、ф100，ф155外圓，表面粗糙度值R 為6.3。 機(jī)床：C620—1臥式車床。 刀具：刀片材料為YG6，刀桿尺寸為16mmX25mm,

16、k=90,r=15=12 r=0.5mm。 計(jì)算切削用量。 （1） 粗車ф65、ф155兩端面 確定端面最大加工余量：已知毛坯長(zhǎng)度方向單邊余量為3mm，則毛坯長(zhǎng)度方向的最大加工余量為4.25mm,分兩次加工,a=2mm計(jì)。長(zhǎng)度加工方向取IT12級(jí)，取mm。確定進(jìn)給量f[4]當(dāng)?shù)稐U16mmX25mm, a<=2mm時(shí),以及工件直徑為ф160時(shí)。 f=0.5~0.7mm/r 按C620—1車床說明書取f=0.5 mm/r計(jì)算切削速度: ,切削速度的 計(jì)算公式為[4] V=(m/min) 3.1 式中, =1.58,

17、=0.15, y=0.4,m=0.2。修正系數(shù)k見,即 k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97[4] 所以 V= =66.7(m/min) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n===253(r/min) 按機(jī)床說明書[4]與253r/min相近的機(jī)床 轉(zhuǎn)速有230r/min及305r/min。現(xiàn)選取305r/min。如果選230m/min， 則速度損失較大。所以實(shí)際切削速度 V=80m/min 計(jì)算切削工時(shí)，取 L==42mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t

18、==0.59(min)[4] （2） 粗車ф160端面 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速: n===133(r/min) 按機(jī)床說明書[4]與133r/min相近的機(jī)床 轉(zhuǎn)速有120r/min及150r/min。現(xiàn)選取150r/min。如果選120m/min， 則速度損失較大。所以實(shí)際切削速度 V=75.4m/min 計(jì)算切削工時(shí)[4]，取 L==80mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t==2.21(min) （3） 粗車160與104連接之端面 L==28mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t==

19、0.82(min) 3.5.2 工序Ⅱ：粗車65,80,75,100外圓以及槽和倒角 切削深度:先84車至80以及104車至100。 進(jìn)給量[4]: V=(m/min) = =66.7(m/min) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速: n===204(r/min) 按機(jī)床選取n=230 r/min。所以實(shí)際切削速度 V===75.1 m/min檢驗(yàn)機(jī)床功率: 主切削力 F=CFafvk 3.2 式中：CF=900, x=1.0 , y=0.75

20、 , n=-0.15 k=( k=0.73 所以 F=900 切削時(shí)消耗功率 P= C630-1機(jī)床說明書可知[4], C630-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8KW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為230r/min時(shí),主軸傳遞的最大功率為2.4KW,所以機(jī)床功率足夠,可以正常加工。 檢驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度:已知主切削力F=598N,徑向切削力F[4] F=CFafVk 3.3 式中: CF530, x=0.9, y=0.75, n=0 k=( k=0.5 所以 F=530 而軸向切削力 F=C

21、Fafvk 式中: CF=450, x=1.0, y=0.4, n=0 k=( k=1.17 軸向切削力 F=450 取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3550N[4],故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。 切削工時(shí)： t= 式中： L=105mm, L=4mm, L=0 所以 t= （2） 粗車65外圓 實(shí)際切削速度 V== 計(jì)算切削工時(shí)[4]，取 L=17mm, L=3mm, L=0mm t= （2） 粗車75外圓 取 n=305r/min 實(shí)際切削速度 V==

22、 計(jì)算切削工時(shí)[4]，取 L=83mm, L=3mm, L=0mm t= （3） 粗車100外圓 取 n=305r/min 實(shí)際切削速度 V== 計(jì)算切削工時(shí)[4]，取 L=15mm, L=3mm, L=0mm t= （4） 車槽.采用切槽刀，r=0.2mm 取 f=0.25mm/r n=305r/min 計(jì)算切削工時(shí) L=9mm, L=3mm, L=0mm t=[5] 3.5.3工序Ⅲ 鉆擴(kuò)mm、及锪孔。轉(zhuǎn)塔機(jī)床C365L （1） 鉆孔 f=0.41mm/r r=12.25m/min[5] [4] 按機(jī)床選?。? =

23、136r/min[4]所以實(shí)際切削速度 切削工時(shí)計(jì)算： ， =10mm， =4mm = （2） 鉆孔mm 根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為 f=（1.2~1.3） v=（） 公式中、為加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量[4] 得 =0.56mm/r =19.25m/min 并令： f=1.35 =0.76mm/r 按機(jī)床取f=0.76mm/r v=0.4=7.7m/min 按照機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度： 切削工時(shí)計(jì)算： ， ， = （3） 锪圓柱

24、式沉頭孔 根據(jù)有關(guān)資料介紹，锪沉頭孔時(shí)進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔時(shí)的1/2~1/3，故 f= 按機(jī)床取f=0.21mm/r r= 按機(jī)床選?。? 所以實(shí)際切削速度為： 切削工時(shí)計(jì)算： ， ， = 3.5.4 工序Ⅳ 鉆6—13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24 （1） 鉆6-13.5 f=0.35mm/r V=17mm/min 所以 n==401(r/min) 按機(jī)床選?。? 所以實(shí)際切削速度為： 切削工時(shí) ， ， 則： = t=6t=60.157=0.942min （2） 鉆2底孔Φ8.5 f=0.35mm

25、/r v=13m/min 所以n==487r/min 按機(jī)床選取 實(shí)際切削速度 切削工時(shí) ， ， 則： = （3） 4深20，孔深24，底孔Φ8.5 f=0.35mm/r v=13m/min 所以 n==487r/min 按機(jī)床選取 實(shí)際切削速度 切削工時(shí) ， ， 則： = （4） 攻螺紋孔2 r=0.2m/s=12m/min 所以 按機(jī)床選取 則 實(shí)際切削速度 計(jì)算工時(shí) ， ， 則： = （5） 攻螺紋4-M10 r=0.2m/s=12m/min 所以 按機(jī)床選取 則 實(shí)際切削速度

26、 計(jì)算工時(shí) ， ， 則： = 3.5.5 工序Ⅴ：精車Φ65mm的外圓及與Φ80mm相接的端面 車床：C616 （1） 精車端面 Z=0.4mm 計(jì)算切削速度[4]，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=90min） 式中， ， 修正系數(shù)[4] 按機(jī)床說明書[4]與1023r/min。如果選995r/min，則速度損失較大。 所以實(shí)際切削速度 計(jì)算切削工時(shí)[4] ， ， ， 則： = （2） 精車Φ65外圓 2Z=0.3 f=0.1mm/r 式中， ， 修正系數(shù)[4] 所以實(shí)際切削速度 計(jì)算切削工時(shí) ， ， 則：

27、 = （3） 精車外圓Φ100mm 2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r 取 實(shí)際切削速度 計(jì)算切削工時(shí) ， ， 則： = 3.5.6 工序Ⅵ：精、粗、細(xì)鏜mm孔 （1） 粗鏜孔至Φ59.5mm 2Z=4.5mm則 Z=2.25mm 查有關(guān)資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無級(jí)調(diào)數(shù)，故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)數(shù)。 ， ， 則： = （2） 精鏜孔至Φ59.9mm 2Z=0.4mm， Z=0.2mm f=0.1mm/r v=80m/min

28、 計(jì)算切削工時(shí) ， ， 則： = （3） 細(xì)鏜孔至mm 由于細(xì)鏜與精鏜孔時(shí)共用一個(gè)鏜桿，利用金剛鏜床同時(shí)對(duì)工件精、細(xì)鏜孔，故切削用量及工時(shí)均與精樘相同。 f=0.1mm/r =425r/min V=80m/min 3.5.7 工序Ⅶ：銑Φ60孔底面 銑床：X63 銑刀：選用立銑刀 d=10mm L=115mm 齒數(shù)Z=4 切削速度：參照有關(guān)手冊(cè)，確定v=15m/min =477.7r/min 采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書[4] 取 =475r/min 故實(shí)際切削速度為： 當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為 查機(jī)床說明書，剛好有故

29、直接選用該值。 計(jì)算切削工時(shí) L=（60mm-30mm）=30mm 倒角1x45采用90锪鉆。 3.5.8 工序Ⅷ：磨Φ60孔底面 ①．選擇磨床： 選用MD1158（內(nèi)圓磨床） ②．選擇砂輪[4]： 結(jié)果為A36KV6P 20x6x8mm ③．切削用量的選擇： 砂輪轉(zhuǎn)速 ，m/s 軸向進(jìn)給量 徑向進(jìn)給量 ④．切削工時(shí)計(jì)算： 當(dāng)加工一個(gè)表面時(shí) 式中 L：加工長(zhǎng)度 L=30mm b：加工寬度 b=30mm ：?jiǎn)挝患庸び嗔? =0.2mm K： 系數(shù) K=1.1 r： 工作臺(tái)移動(dòng)速度（m

30、/min） ：工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量 ： 工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量 則 。 3.5.9 工序Ⅸ： 鏜Φ60mm孔底溝槽 內(nèi)孔車刀 保證t=0.5mm，d=2mm。 3.5.10 工序Ⅹ： 研磨Φ60mm孔底面 采用手工研具進(jìn)行手工研磨：Z=0.01mm。 4 基于UG專用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過各方面的比較,決定設(shè)計(jì)第6道工序——鉆12孔的鉆床專用夾具。本夾具將用于Z3025搖臂鉆床，刀具為麻花鉆。 4.1 問題的指出 本夾具主要用來鉆12孔，由于工藝要求不高，因此

31、，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 4.2 夾具設(shè)計(jì) 4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，12孔中，6—13.5在圓周上均勻分布,2—M10，4—M10也為對(duì)稱分布，尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為兩對(duì)稱孔中心距，由于難以使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，只能以65外圓面作為定位基準(zhǔn)。 為了提高加工效率及方便加工，決定鉆頭材料使用高速鋼，用于對(duì)12孔進(jìn)行加工。同時(shí)，為了縮短輔助時(shí)間，準(zhǔn)備采用氣動(dòng)夾緊。 4.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：高速鋼麻花鉆頭，尺寸為13.5。 則軸向力[4]： F=Cdfk

32、 4.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=( F=420 轉(zhuǎn)矩 T=Cdfk 式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8 T=0.206 功率 P= 在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK 式中 K—基本安全系數(shù)，1.5; K—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1; K—刀具鈍化系數(shù), 1.1; K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1 則 F=KF=1.5 氣缸選用。當(dāng)壓縮空氣單位

33、壓力P=0.6MP,夾緊拉桿。 N= N>F 鉆削時(shí) T=17.34 N 切向方向所受力: F= 取 F=4416 F> F 所以,鉆削時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。 4.3 定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口，而該定位元件的尺寸公差為，而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求，可滿足加工要求。 4.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾具，本道工序的鉆床夾具選用氣動(dòng)夾緊方式。本工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢(shì)必要增大氣缸直徑，而這將使整個(gè)

34、夾具過于龐大。因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個(gè)：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情況下，適當(dāng)提高壓縮空氣的工作壓力（由0.5M增至0.6 M）以增加氣缸推力。結(jié)果，本夾具結(jié)構(gòu)比較緊湊。 4.5 基于UG的夾具建模過程概述 根據(jù)上述計(jì)算與設(shè)計(jì),確定的夾具的夾具體的設(shè)計(jì)，最終確立夾具的結(jié)構(gòu)[17]。 基于UG的夾具體的建模過程： 第一步,新建一個(gè)文件名為“jiajuti"文件類型為（*prt),單位：mm的文件如圖4.1所示： 圖4.1 創(chuàng)建新文件 第二步，插入一個(gè)長(zhǎng)為310mm，寬280mm,25mm的長(zhǎng)

35、方體。生成實(shí)體模型如圖4.2所示： 圖4.2 長(zhǎng)方體特征 第三步，選擇成形特征下的凸墊，選擇生成長(zhǎng)方體的一個(gè)棱邊為水平參考，凸墊的長(zhǎng)250mm，寬310mm，高度為185mm。生成特征如下4.3圖示 圖4.3 凸墊特征 第四步，創(chuàng)建長(zhǎng)210mm,寬度190mm,深度310mm腔體特征如下4.4圖所示 圖4.4 腔體特征 第五步，創(chuàng)建拉伸異形定位孔，具體做法如下 1　 在草繪環(huán)境下，繪出孔的草圖確； 2　 進(jìn)入建模環(huán)境下，拉伸草繪完成的草圖剖面完成結(jié)果如下4.5圖所示： 圖4.5

36、 異形孔特征 第六步，創(chuàng)建夾具體的其他的三個(gè)異形定位孔，具體做法如下： 1. 創(chuàng)建XOZ和YOZ平面； 2. 點(diǎn)擊UG菜單中的插入命令中的關(guān)聯(lián)復(fù)制中鏡像特征； 3. 選擇上一步生成的異形定位孔，然后選擇鏡像平面XOZ，確定完成； 4. 選擇生成的兩個(gè)異形定位孔，選擇鏡像平面YOZ，確定完成四個(gè)定位孔的繪制如下4.6圖所示： 圖4-6 異形孔特征 第七步，生成夾具體的四個(gè)夾緊定位孔并插入螺紋特征。 1. 利用UG中的簡(jiǎn)單孔功能，根據(jù)孔的定位參數(shù)繪制一個(gè)孔； 2. 在繪制好的孔中插入螺紋特征； 3. 插

37、入基準(zhǔn)軸Z軸； 4. 利用UG工具欄中的環(huán)形特征生成其余3個(gè)孔， 選擇生成的孔簡(jiǎn)單孔和孔內(nèi)螺紋， 選擇Z軸，輸入數(shù)量4，角度為90度，生成4個(gè)螺紋孔如下4.7圖示。 圖4.7 螺紋孔特征 第八步，在夾具體上創(chuàng)建一個(gè)夾緊拉桿的了孔創(chuàng)建如4.8圖。 圖4.8 拉桿孔特征 最后創(chuàng)建完成的實(shí)體模型如下4.9所示： 圖4.9 夾具體型特征 經(jīng)過一系列的設(shè)計(jì)和零件裝配，最終夾具與零件的裝配圖如圖4.10所示： 圖4.10 裝配圖 爆炸組件如圖4.11所示：

38、 圖4-11 爆炸圖  全文總結(jié) 通過完成這次的基于UG填料箱蓋工藝規(guī)程及夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)，感覺收獲很大，不僅感覺在本專業(yè)知識(shí)面擴(kuò)大了，特別是夾具和工藝設(shè)計(jì)實(shí)際方面的知識(shí)，從原來的一知半解到現(xiàn)在已有一個(gè)較為清晰的認(rèn)識(shí)，雖然在設(shè)計(jì)過程中缺乏實(shí)際的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，難免在實(shí)際的開發(fā)生產(chǎn)過程中對(duì)問題的突發(fā)性缺乏預(yù)見能力，但基本能把大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識(shí)都融會(huì)貫通起來了，并用于此次畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，達(dá)到學(xué)以致用的目的。此外，對(duì)Unigrafics 軟件有了更深刻的認(rèn)識(shí)，在軟件的操作也比原來提高了一個(gè)檔次，然而，本人設(shè)計(jì)的過程中，曾遇到過不少的

39、困難，影響了設(shè)計(jì)工作的進(jìn)展，但經(jīng)過自己的一番鉆研、與同學(xué)、老師探討和請(qǐng)教之后， 問題終于迎刃而解。另外，在此設(shè)計(jì)過程中也做了很多重復(fù)性的工作，往往一個(gè)在設(shè)計(jì)上的缺陷，對(duì)后期的設(shè)計(jì)工作帶來影響而不得不推翻重新開始，于是，在不斷犯錯(cuò)與解決中我總結(jié)了在設(shè)計(jì)過程中的一定經(jīng)驗(yàn)，此中經(jīng)驗(yàn)對(duì)我來說是十分寶貴的此種經(jīng)歷對(duì)我獨(dú)立思考問題、解決問題的能力也帶來很大的提高。畢業(yè)在即，從學(xué)校的學(xué)習(xí)到工作單位的實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)，是一個(gè)很大的轉(zhuǎn)變，我清楚的認(rèn)識(shí)到，要成為未來工作中專業(yè)的技術(shù)型人才，必須具備“專業(yè)、意愿與耐心”。因此，未來只能通過對(duì)自己在專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)上的不斷完善，把所學(xué)到的理論知識(shí)更好地運(yùn)用到工作當(dāng)中，腳踏實(shí)地

40、，在工作中學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)后工作，把工作做得更加出色，更加完美，最后感謝學(xué)校及老師們的栽培！ 參考文獻(xiàn) [１]江洪．UG NX4.0基礎(chǔ)教程[M]．第2版．機(jī)械工業(yè)出版社．2007 [２]孫麗媛．機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]．第２次．冶金工業(yè)出版社．2002 [３]El wakil,S.D.,Processes and Design for Manufacturing加工工序設(shè)計(jì).Prentice-Hill.1998 [４]李益民．機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[S]．第１版．機(jī)械工業(yè)出版社．1994 [５] 楊叔子．工藝師手冊(cè)[S]．第１版．

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45、28]付本國(guó)．UG NX3.0三維機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．第１版．機(jī)械工業(yè)出版社．2005 [29]王彥武．UG NX3-中文版基礎(chǔ)入門篇[M]．第１版．中國(guó)青年電子工業(yè)出版社．2006 [30]王樹勛．UG NX3.0實(shí)操訓(xùn)練教程[M]．第１版．華南理工大學(xué)出版社．2006 [31]袁鋒．UG機(jī)械設(shè)計(jì)工程范例教程[M]．第１版．機(jī)械工業(yè)出版社．2006 致謝 經(jīng)近三個(gè)月的時(shí)間，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于告一段落了。一路走來，這三個(gè)月的時(shí)間可以算是我大學(xué)四年來最充實(shí)的一段生活。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅讓我把四年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)融會(huì)貫通，達(dá)到專業(yè)學(xué)習(xí)的要求，而且在通過在解決遇

46、到困難時(shí)與老師同學(xué)的共同探討，最后將問題、疑點(diǎn)逐個(gè)解決我深切地體會(huì)到合作精神的重要性。更明白了學(xué)無止境的道理，人只有在不停地探索和解決問題中才能進(jìn)步。 在此，我要特別感謝陳志剛老師的對(duì)我的教導(dǎo)和幫助，他總是不厭其煩地指出我設(shè)計(jì)中的問題，耐心地幫我解決設(shè)計(jì)中的問題；另外我還要感謝在工廠實(shí)習(xí)時(shí)領(lǐng)導(dǎo)和同事們的幫助，他們豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)以及在公司的一些資料給了設(shè)計(jì)很大的幫助；另外還有在我遇到困難時(shí)在一直鼓勵(lì)我支持我的室友們。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成也預(yù)示我的大學(xué)生活就將劃上一個(gè)句號(hào)，我的人生又將迎來一個(gè)嶄新的起點(diǎn)。大學(xué)生活結(jié)束了，但畢業(yè)設(shè)計(jì)的一點(diǎn)一滴將永遠(yuǎn)留在我的心里。畢業(yè)后，我將用自己的滿腔熱誠(chéng)迎接挑戰(zhàn)，把四年所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到工作中，不斷完善自我，努力做好工作。 31