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1、镇江高等职业技术学校毕 业 设 计 (论 文) 后钢板弹簧吊耳系 名： 机电工程系 专业班级： 0726班 学生姓名： 许 丰 学 号： 072803343 指导教师姓名： 朱和军 指导教师职称： 讲师 2012年6月目 录1. 绪论42. 设计任务53. 零件分析53.1零件的作用53.2 零件的总加工工艺73.3 目标工艺的具体工艺过程84. 30mm孔加工夹具的设计94.1. 30mm孔加工夹具定位分析和基准选择104.2 定位误差分析104.3钻套、衬套设计114.4. 30mm夹具爆炸图及其明细145. 10.5mm孔加工夹具设计145.1 10.5mm孔加工夹具定位分析和基准选择1
2、45.2 定位定位误差分析155.3钻套、衬套设计165.4 10.5mm夹具爆炸图及其明细176. 自顶向下的设计思路186.1 自顶向下设计具体过程186.2 自顶向下建模优缺点207. 运动仿真217.1 进入Pro-e机构模块217.2 编辑定义运动轴217.3 电机参数设定227.4 伺服电机定义总运动237.5 设定各伺服电机运动时间237.6 运行模拟247.7 运行结果的动画保存248. 结论259. 致谢2510 . 参考文献26绪 论 机械的加工工艺及夹具设计是在完成了学校的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业
3、技术的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有
4、十分重要的意义。夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。在夹具设计过程中，对于被加工零件的定位、夹紧等主要问题,设计人员一般都会考虑的比较周全，但是，夹具设计还经常会遇到一些小问题，这些小问题如果处理不好，也会给夹具的使用造成许多
5、不便，甚至会影响到工件的加工精度。我们把多年来在夹具设计中遇到的一些小问题归纳如下：清根问题在设计端面和内孔定位的夹具时，会遇到夹具体定位端面和定位外圆交界处清根问题。端面和定位外圆分为两体时无此问题,。夹具要不要清根，应根据工件的结构而定。如果零件定位内孔孔口倒角较小或无倒角,则必须清根,如果零件定位孔孔口倒角较大或孔口是空位，则不需要清根，而且交界处可以倒为圆角R。端面与外圆定位时，与上述相同。让刀问题在设计圆盘类刀具(如铣刀、砂轮等)加工的夹具时，会存在让刀问题。设计这类夹具时，应考虑铣刀或砂轮完成切削或磨削后，铣刀或砂轮的退刀位置，其位置大小应根据所使用的铣刀或砂轮的直径大小，留出超过
6、刀具半径的尺寸位置即可。更换问题在设计加工结构相同或相似，尺寸不同的系列产品零件夹具时，为了降低生产成本,提高夹具的利用率，往往会把夹具设计为只更换某一个或几个零件的通用型夹具。随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。特别像后钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工还处于落后阶段。在今后的发展过程中，应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、可调夹具，尤其是成组夹具。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方向发展。虚拟制
7、造技术是以计算机三维建模和仿真技术为基础, 以虚拟现实技术为支撑的全新的技术, 是 CAD/CAM/CAE 等技术的发展, 通过对产品的设计、生产过程统一建模, 在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用的整个生命周期的模拟和仿真。这样, 可以在产品的设计阶段就模拟出产品及其性能和制造过程, 以此来优化产品的设计质量和制造过程, 优化生产管理和资源规划, 以达到产品开发周期和成本的最小化, 产品设计质量的最优化和生产效率最高化。机床夹具是制造系统的重要组成部分，随着先进制造技术的发展，传统的夹具设计手段已远远不能满足生产需求，必须开发满足设计需要的计算机辅助夹具设计系统，从而简化设计过程
8、，提高设计效率和质量，减少设计人员的重复劳动。Pro/Engineer系统是美国参数技术公司(Parametric Technology Corporation，简称PTC)的产品。该软件是最早开发、最早商品化的三维造型软件，PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。利用该概念开发出来的第三代机械CAD/ CAE/ CAM产品Pro/E软件能将设计至生产全过程集成到一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。该软件不但可以进行实体造型、
9、曲面造型、装配造型、钣金造型、二维工程图转换，而且可以进行动态模拟仿真、动力分析、流体分析、有限元分析、NC加工程序自动生成、电子电路设计、模具设计、产品数据管理等 。Pro/E软件提供了实体造型、曲面造型、钣金造型、大型装配体的管理、强大的二维工程图转换功能、数控加工程序自动转换功能、动态仿真、各种模具设计与分析、产品数据管理、电子设计、分析计算等功能，其功能强大几乎无所不包，是工程师强有力的助手，有了他，不但减少劳动强度，提高工作效率，降低开发成本，而且以前不能做的许多工作，都可以在这上面完成，因此得到了广大设计人员的钟爱和倾心。2.设计任务以Pro/ENGINEER Wildfire3.
10、0为夹具设计的设计平台，根据设计参数实现夹具的零件设计，零件和部件的装配，力学分析，工程图样的生成，进行运动仿真。(1)研究零件加工工艺过程(2)设计钻床工艺专用夹具（3）确定夹具具体参数，（4）学习利用Pro/E进行零组件设计、仿真和工程图生成的内容。（5）利用Pro/E软件进行动作模拟并进行力学分析。（6）完成论文书写。目标零件：后钢板弹簧吊耳目标工艺工程：30mm孔加工工艺和10.5mm孔加工工艺3. 零件分析本章主要进行弹簧吊耳零件的作用结构介绍和总体加工工艺的论述。3.1零件的作用后钢板弹簧吊耳的主要作用是载重后，使钢板能够得到延伸，伸展，能有正常的缓冲作用。因此汽车后钢板弹簧吊耳零
11、件的加工质量会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命。汽车后钢板弹簧吊耳主要作用是减震功能、阻尼缓冲部分功能、导向功能。如图1所示的工程图和图2的三维建模图。图1 后钢板弹簧吊耳工程图图2 后钢板弹簧吊耳三维建模图3.2 零件的总加工工艺由后钢板弹簧吊耳零件图知可将其分为两组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1）以 两外圆端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：。 两外圆端面的铣削，加工 的孔，其中 两外圆端面表面粗糙度要求为 ，的孔表面粗糙度要求为（2）以 孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：2个 的孔，2个 的孔、2个 孔的内外两侧面的铣削，宽度为4 的开口
12、槽的铣削，2个在 同一中心线上数值为 的同轴度要求。其中2个 的孔表面粗糙度要求为 ，2个 的孔表面粗糙度要求为 ，2个孔的内侧面表面粗糙度要求为 ，2个 孔的外侧面表面粗糙度要求为 ，宽度为4 的开口槽的表面粗糙度要求为 。2.2工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于该零件来说，加工过程中的主要问题是保证平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。该类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工零件的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。后钢板弹
13、簧吊耳的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。后钢板弹簧吊耳零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。由于后钢板弹簧吊耳的生产量很大。怎样满足后钢板弹簧吊耳生产率要求也是过程中的主要考虑因素。2.3后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择2.3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为Q235。由于生量已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这对提
14、高生产效率，保证加工质量也是有利的。2.3.2粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基
15、准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。为了满足上述要求，基准选择以后钢板弹簧吊耳大外圆端面作为粗基准，先以后钢板弹簧吊耳大外圆端面互为基准加工出端面，再以端面定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。 本章主要是对后钢板弹簧吊耳的加工工艺进行设计。先要明确零件的作用，本次设计的后钢板弹簧吊耳的主要作用就是载重后，使钢板能够得到延伸，伸展，能有正常的
