基于PROE的立式钻床夹具的设计论文.doc

目录1.绪论.12.设计任务.23.零件分析.23.1零件的作用.23.2零件的总加工工艺.33.3目标工艺的具体工艺过程.44.30MM孔加工夹具的设计.54.1.30MM孔加工夹具定位分析和基准选择.54.2定位误差分析.64.3钻套、衬套设计.64.4.30MM夹具爆炸图及其明细.85.10.5MM孔加工夹具设计.95.110.5MM孔加工夹具定位分析和基准选择.95.2定位定位误差分析.105.3钻套、衬套设计.115.410.5MM夹具爆炸图及其明细.126.自顶向下的设计思路.136.1自顶向下设计具体过程.136.2自顶向下建模优缺点.157.运动仿真.167.1进入Pro-e机构模块.167.2编辑定义运动轴.167.3电机参数设定.177.4伺服电机定义总运动.187.5设定各伺服电机运动时间.187.6运行模拟.197.7运行结果的动画保存.198.结论.209.致谢.2010.参考文献.201.绪论虚拟制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，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(ParametricTechnologyCorporation，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、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/ENGINEERWildfire3.0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1后钢板弹簧吊耳零件图1图2后钢板弹簧吊耳三维建模图3.2零件的总加工工艺如表1所示的是弹簧吊耳零件毛胚到成品的总加工工艺过程。此次两夹具的目标工艺是工序5和工序6。表1工艺方案表2工序1：铣60mm两外圆端面工序2：钻，扩，铰0.03037mm孔，倒角1.530工序3：铣0.043030mm孔的内侧面工序4：铣0.043030mm孔的外侧面工序5：钻，扩，铰0.043030mm孔，倒角145工序6：钻，扩10.5mm孔工序7：铣宽度为4mm的开口槽工序8：终检3.3目标工艺的具体工艺过程如图3所示的是两种夹具工艺目标的两种孔的位置。、图3工艺孔的三维展示（1）.加工0.043030mm孔其表面粗糙度要求较高为1.6Ram，其加工方式可以分为钻，扩，铰三步，根据机械加工工艺手册表2.3-48，确定工序尺寸及余量为：钻孔：28mm扩孔：29.8mm2Z=1.8mm铰孔：0.043030mm2Z=0.2mm（2）加工10.5mm孔其表面粗糙度要求较高为12.5Ram，其加工方式可以分为钻，扩，两步，根据机械加工工艺手册表2.3-48，确定工序尺寸及余量为：钻孔：9mm扩孔：10.5mm2Z=1.84.30MM孔加工夹具的设计这章主要针对30MM孔加工工艺进行夹具的设计，进行了夹具定位分析，定位误差分析，钻套、衬套的设计及夹具爆炸图的展示。4.130MM孔加工夹具定位分析和基准选择本夹具主要用来钻、扩、铰两个工艺孔30mm。这两个工艺孔均有尺寸精度要求为0.043mm，表面粗糙度要求，表面粗糙度为1.6m，与端面垂直。并用于以后10.5mm加工中的定位。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本道工序为后钢板弹簧吊耳加工的第五道工序，本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。由零件图可知，两工艺孔位于零件24Rmm孔内外侧面上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与侧面垂直。为了保证所钻、铰的孔与侧面垂直并保证两工艺孔能在后续的孔加工工序中使10.5mm孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择两工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择60mm外圆端面（图示2）和与37mm之配合的心轴（图示1）为主要定位基准限制工件的五个自由度，用一个定位销（图示3）限制工件的另一个自由度。采用螺母夹紧5。图4定位分析图4.2定位误差分析本工序选用的工件以圆孔在间隙心轴上定位，心轴为垂直放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。不过这时的径向定位误差不再只是单向的了，而是在水平面内任意方向上都有可能发生，其最大值也比心轴水平放置时大一倍。见下图。0.0310.0210.0120.064YxYyDTTd（1）式中定位副间的最小配合间隙（mm）；DT工件圆孔直径公差（mm）；Td心轴外圆直径公差（mm）。图5心轴垂直放置时定位分析图4.3钻套、衬套设计工艺孔的加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：工艺孔0.043030mm分钻、扩、铰三个工步完成加工。即先用28mm的麻花钻钻孔，根据GB114184的规定钻头上偏差为零，钻套孔径为0.0340.0