車床夾具設計任務書

1、江西航空職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文（車床夾具）目錄前 言3第一章直升機控制箱底板工藝與自動編程的基本知識41.1.直升機控制箱底板分析71.2數(shù)控加工的工藝路線分析以及處理13第二章 UG NX6的介紹16第三章 直升機控制箱底板零件的三維建模設計23第4章 直升機電氣箱安裝底板零件的數(shù)控與自動編程34第五章 數(shù)控加工仿真簡介36致謝 37參考文獻38基于UG的左曲柄車床夾具設計（含工藝）江西航空職業(yè)技術(shù)學院 機械制造專業(yè)101151班學 生：鄒惠恒指導教師：史 新 逸摘要：左曲柄零件是某型摩托車發(fā)動機中的受力傳動結(jié)構(gòu)件，它必須具備足夠的強度、剛度、沖擊韌性以及表面耐磨性。本設計對左曲柄零件進行機械

2、加工工藝設計，并在其基礎上，運用UG 工具進行一精加工工序的車床夾具設計。本論文是結(jié)合目前實際生產(chǎn)中，車床夾具，主要包括夾具的定位方案，夾緊方案、對刀方案，夾具體與定位鍵的設計及加工精度等方面的分析。本設計車床夾具有良好的加工精度，針對性強。其具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代機床夾具所要求的高效化和精密化的特點，可以有效的減少工件加工的基本時間和輔助時間，大大提高了勞動生產(chǎn)力，從而可以有效地減輕工人的勞動強度和增加勞動效率。因此，對夾具知識的認識和學習以及設計新式的適合實際生產(chǎn)的夾具在今天顯得尤為重要起來。本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。左曲柄

3、零件是車床夾具的一種，本次設計，包括了左曲柄零件的零件建模。和CAD制圖。并且包含了UG的裝配。充分的利用了大學我所學的所有的知識。關鍵詞：受力傳動件加工工藝 基于UG的車床夾具設計 零件建模與夾具裝配 工藝 工序前 言課程設計在我們學完大學的全部基礎課、技術(shù)基礎課之后進行的，這是我們在進行課程設計對所學各課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。另外在做完這次課程設計之后，我得到一次在課程工作前的綜合性訓練，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉： （1）運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決左曲柄零件的建模

4、和裝配，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。 （2）提高結(jié)構(gòu)設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。 （3）學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。 就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力（4）這次課程設計是機械制造與自動化的一個十分重要的學習環(huán)節(jié)，是對入學以來所學的機械方面的知識進行了一次全面的檢查、鞏固和提高。這次課程設計是應用所學基礎理論、專業(yè)知識與技能去分

5、析和解決生產(chǎn)實際問題的一次綜合訓練。把所學的知識能夠綜合運用到實際零件的加工中。通過本次設計使我鞏固了已學的知識，加深了印象，使自己能夠運用所學的機械加工知識解決一些具體的問題。 此次課程設計涉及的知識面有夾具設計、零件安裝、加工工藝、數(shù)值計算、刀具的性能、測量技術(shù)、CAD 制圖外還涉及到金屬材料、公差配合及加工設備等多方面的知識。 （5）通過這次課程設計我發(fā)現(xiàn)了自己還有許多知識還沒有掌握牢固。但更多的是通過這次設計使我提高、鞏固、擴大了自己所學到的理論知識與技能，提高自己設計計算、制圖、編寫技術(shù)文件的能力學會正確使用技術(shù)資料、標準、手冊等工具書并在這次設計中培養(yǎng)了我對機械設計的獨立工作能力、

6、初步樹立了正確的實際思想，掌握了一定的機械加工設計方法步驟和思路為以后的學習和設計工作打下了良好的基礎。同時，也使我體會到了老師平時對我們的諄諄教導、用心良苦。 由于本人水平有限，設計還有許多不足之處，希望陳老師給予批評和指正！ 第1章 機床夾具概述 在對工件進行機械加工時，為了保證加工的要求，首先要使工件相對道具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。因此，在進行機械加工前，先要將工件裝夾好。一、 緒論1.1 夾具概念夾具是在機械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測并保證加工要求的機床附加裝置，簡稱為夾具。在我們實際生產(chǎn)中夾具的作用是將

7、工件定位，以使加工工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。1.2 夾具的主要功能在機床上加工工件的時候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。將工件裝好，就是在機床上確定工件相對于刀具的正確位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。1.3 夾具的分類夾具的種類很多，形狀千差萬別。為了設計、制造和管理的方便，往往按某一屬性進行分類。1.3.1按夾具的通用特性分類目前中國常用夾具有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動線夾具等五大類。1通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，

8、且具有一定通用性的夾具。其優(yōu)點是適應性強、不需要調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這類夾具已商品化。如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。其缺點是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)力較低且較難裝夾形狀復雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。2專用夾具專用夾具是針對某一工件的某一道工序的加工要求而專門設計和制造的夾具。特點是針對性強。適用與產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。3可調(diào)夾具 夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，已適應多中工件的夾具，稱為可調(diào)夾具。它還分通

9、用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。4組合夾具組合夾具是由可循環(huán)使用的標準夾具零部件（或?qū)Ｓ昧悴考┙M裝成易于連接和拆卸的夾具。根據(jù)被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成專用夾具，夾具使用完畢，可以方便地拆開。夾具主要應用在單件，中、小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具。5自動線夾具 自動線夾具一般分為兩種，一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進行加工。1.3.2按夾具的動力源分類按夾具夾緊動力源可將夾具分為手動夾具和機動夾具兩大類。為減輕勞動強度和確保安全生產(chǎn)，手動夾具應有擴力機構(gòu)與自鎖性能。常用的機動夾具有

10、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、電磁夾具、真空夾具和離心力夾具等。上述各分類中：最常用的分類方法是，按通用，專用和組合進行分類。1.4 夾具的組成雖然夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中，作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個組成部分，這些組成部分既相互獨立又相互聯(lián)系。1定位支承元件定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。2夾緊裝置夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。3連接定向元件這種元件用于將夾具與機床連接并確定夾具

11、對機床主軸、工作臺或?qū)к壍南嗷ノ恢谩?對刀元件或?qū)蛟?這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工正確位置的元件稱為對刀元件，用于確定刀具位置并引導刀具進行加工的元件稱為導向元件。5其它裝置或元件 根據(jù)加工需要，有些夾具上還設有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機構(gòu)、電動扳手和平衡塊等，以及標準化了的其它聯(lián)接元件。6夾具體 夾具體是夾具的基體骨架，用來配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。第一章曲柄零件概述一零

12、件在裝配中的位置：左曲柄是HD125型摩托車發(fā)動機中曲軸組件的零件。曲軸主要是由左、右曲柄、連桿銷壓成一體的組合件，或稱為曲軸連桿機構(gòu)；曲軸連桿機構(gòu)的作用是將發(fā)動機活塞的往復直線運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，進而輸出轉(zhuǎn)動動力，驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)。曲軸連桿機構(gòu)的裝配圖如圖11。圖11 曲軸連桿機構(gòu)的裝配1.1零件的功用及工作條件在曲軸連桿機構(gòu)中，左曲柄的功用是被組合成曲軸，將動力由此軸輸入傳動系統(tǒng)中，以驅(qū)動后輪旋轉(zhuǎn)。起動裝置的一部份裝在此半軸上，依靠此半軸可以驅(qū)動整個曲軸旋轉(zhuǎn)，使傳動工作得以完成。由此可見，該零件在工作中承受高負載荷，它必須具備足夠的強度、剛度、沖擊韌性以及表面耐磨性。二、零件的材料根據(jù)左曲

13、柄的功用及工作條件，采用中碳合金鋼制造，故選取用40Cr材料。 40Cr的化學成份牌號化學成份(%)標準號CMnSiCrni其他合金元素SP40Cr0.37-0.440.50-0.800.17-0.370.8-1.10_0.0350.035GB3077-82 40Cr的機械性能牌號品種(MPa)(MPa)(%)(%)E(Ks/m2)技術(shù)條件GB3077-8240Cr棒9807849455882.1零件的工藝特點及技術(shù)關鍵：左曲柄外徑20g5表面由于要與軸承、齒輪相配合，且承受較大的往復載荷，需要對該表面進行高頻淬火，提高該表面的耐磨性及剛度。所以20的精度為5級，粗糙度為Ra0.4；對于的孔，

14、它用于壓裝曲柄銷，與右曲柄的的孔同樣也被同一曲柄銷壓配的，有較高的形狀和位置公差要求。所以的孔的精度等級為6級，表面粗糙度Ra0.4。由于外圓無配合關系，精度等級為級，表面粗糙度為Ra3.2；由于N面及另一端面有配合關系，所以精度等級為8級。表面粗糙度為Ra1.6。2.2形狀、位置精變分析（圖1-4）20 g5是重要尺寸，相對于基準A-B軸線的跳動量為0.005，相對于基準F的平行度為。22孔與曲柄銷配合,要求其圓柱度為0.002；并且其圓柱表面與外徑20g5的表面平行,所以22孔的軸線相對20g5的軸線的平行度誤差在100mm長度上不超過0.03。由于18.8的加工面也是設計基準.所以尺寸1

15、8.8的N1面相對于22孔的軸線應控制垂直度要求，而其M端面相對于20的外徑中心軸線也應控制垂直度誤差。三車床夾具的總體設計這次畢業(yè)設計的夾具是精車工序的車床夾具，要求保證孔尺寸 和其位置尺寸。在車床夾具的總體設計中，考慮到車削時，該孔的軸線必須與車床回轉(zhuǎn)軸線重合，故采用自為基準原則，即用的底孔為定位基準；加工中先用定位銷插入該孔實現(xiàn)定位，夾緊后再拔出定位銷，進行車削精加工。四車床夾具在機床主軸上的安裝方式本畢業(yè)設計的車床夾具是通過過渡盤（的止口孔）在車床主軸上安裝的。過渡盤的使用，使夾具省去了與不同型號車床的聯(lián)接部分，從而增加了通用性，即通過同規(guī)格的過渡盤可用于別的型號的車床。采用過渡盤，還

16、便于應用百分表在夾具體校正環(huán)或定位面上通過找正的方法來減少定位誤差。五.車床夾具的平衡加工時，因工件隨夾具一起轉(zhuǎn)動，其重心如不在回轉(zhuǎn)中心上將產(chǎn)生離心力，且離心力隨轉(zhuǎn)速的增高而急劇增大。使加工過程產(chǎn)生振動，對零件的加工精度、表面質(zhì)量以及車床主軸軸承都會有較大的影響。所以，車床夾具要注意各裝置之間的布局，必要時設計配重塊加以平衡。本畢業(yè)設計的車床夾具考慮了平衡配重塊，以減小或消除車削旋轉(zhuǎn)時的離心力。平衡配重塊的大小形狀在車床夾具結(jié)構(gòu)設計中解決，平衡配重塊的重量通過動平衡法采用實驗設備得到。本畢業(yè)設計的車床夾具：工件以外圓柱面和圓孔定位，夾具中相應采用的定位元件是V形塊和圓柱銷。本畢業(yè)設計中定位限制

17、的自由度分析V形塊限制了4個自由度（X軸的移動和轉(zhuǎn)動、Y軸的移動和轉(zhuǎn)動），圓柱銷限制了一個自由度（繞Z軸轉(zhuǎn)動）。本設計加工中只需要限制5個自由度，Z軸的移動自由度無需限制，但考慮到夾緊，Z軸的移動自由度還是限制了。第二章、UG NX6的介紹 ug nx6是基于windows平臺的CAD/CAM軟件，它具有方便直觀的幾何造型 ug nx6提供了設計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件Unigraphics Solutions公司(簡稱UGS)是全球著名的MCAD供應商UG在航空航天、汽車、通用機械、工業(yè)設備、醫(yī)療器械以及其它高科技應用領域的機械設計和模具加工自

18、動化的市場上得到了廣泛的應用UGS 發(fā)布NX 6.0最新CAD/CAM/CAE 軟件；新技術(shù)使用戶“如虎添翼”，加速 NX 6推動UGS成為PLM行業(yè)中CAD/CAM/CAE市場領導者的愿。UG進入中國已經(jīng)有九個年頭了，其在中國的業(yè)務有了很大的發(fā)展，中國已成為遠東區(qū)業(yè)務增長最快的國家。幾年來，UG在中國的用戶已超過800家，裝機量達到3500多臺套。使用ug nx6 實現(xiàn)DNC加工, DNC（直接數(shù)控）是指用一臺計算機直接控制多臺數(shù)控機床，其技術(shù)是實現(xiàn)CAD/CAM的關鍵技術(shù)之一。   ?！?主要增強功能ug nx6是美國CNC公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM軟件，它

19、具有方便直觀的幾何造型 ug nx6提供了設計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。ug nx6具有強勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。ug nx6提供了多種先進的粗加工技術(shù)，以提高零件加工的效率和質(zhì)量。ug nx6還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選擇最好的方法，加工最復雜的零件。ug nx6的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性?？煽康牡毒呗窂叫ｒ灩δ?ug nx6可模擬零件加工的整個過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況。ug nx6提供400種以上的后置處理文件以適用于各種類型的數(shù)控系統(tǒng)，我廠采

20、用的是FANUC系統(tǒng)，機床為四軸聯(lián)動臥式銑床。根據(jù)機床的實際結(jié)構(gòu)，我們編制了專門的后置處理文件，繩槽曲面加工刀具路徑NCI文件經(jīng)后置處理后生成加工程序。使用ug nx6 實現(xiàn)DNC加工, DNC（直接數(shù)控）是指用一臺計算機直接控制多臺數(shù)控機床，其技術(shù)是實現(xiàn)CAD/CAM的關鍵技術(shù)之一。由于本工件較大，處理的數(shù)據(jù)多，所生成的程序長，數(shù)控機床的磁泡存儲器已不能滿足程序量的要求，這樣就必須采用DNC加工方式，利用RS-232串行接口，將計算機和數(shù)控機床連接起來。利用ug nx6的Communic功能進行通訊，而不必考慮機床的內(nèi)存不足問題,經(jīng)大量的實踐，用ug nx6軟件編制復雜零件的加工程序極為方便

21、，而且能對加工過程進行實時仿真，真實反映加工過程中的實際情況，不愧為一優(yōu)秀的CAD/CAM軟件。本文運用ug nx6對加工零件實現(xiàn)了實體建模以及自動編程，并使用軟件對零件模擬加工，基本達到圖紙對零件的要求。CAD介紹AutoCAD是由美國Autodesk歐特克公司于二十世紀八十年代初為微機上應用CAD技術(shù)而開發(fā)的繪圖程序軟件包，經(jīng)過不斷的完善，現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。 AutoCAD具有良好的用戶界面，通過交互菜單或命令行方式便可以進行各種操作。它的多文檔設計環(huán)境，讓非計算機專業(yè)人員也能很快地學會使用。在不斷實踐的過程中更好地掌握它的各種應用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。Aut

22、oCAD具有廣泛的適應性，它可以在各種操作系統(tǒng)支持的微型計算機和工作站上運行，并支持分辨率由320×200到2048×1024的各種圖形顯示設備40多種，以及數(shù)字儀和鼠標器30多種，繪圖儀和打印機數(shù)十種，這就為AutoCAD的普及創(chuàng)造了條件。AutoCAD軟件具有如下特點：(1)具有完善的圖形繪制功能。(2)有強大的圖形編輯功能。(3)可以采用多種方式進行二次開發(fā)或用戶定制。(4)可以進行多種圖形格式的轉(zhuǎn)換，具有較強的數(shù)據(jù)交換能力。(5)支持多種硬件設備。(6)支持多種操作平臺(7)具有通用性、易用性，適用于各類用戶此外，從AutoCAD2000開始，該系統(tǒng)又增添了許多強大

23、的功能，如AutoCAD設計中心（ADC）、多文檔設計環(huán)境（MDE）、Internet驅(qū)動、新的對象捕捉功能、增強的標注功能以及局部打開和局部加載的功能，從而使AutoCAD系統(tǒng)更加完善。CAD軟件二維的基本功能包括繪圖功能，如:直線、圓弧、樣條曲線等；圖形編輯功能如：延伸、裁剪、倒角、分割、等距、旋轉(zhuǎn)、鏡像等功能；圖形標注功能，如：尺寸標注、文字標注、工程符號標注等；以及定義比例、圖幅、圖框、標題欄、線型等。利用這些基本功能就可以完成二維圖形的繪制。三維模型主要有線框模型，表面模型，實體模型和特征模型等。線框模型只是用部件幾何體的棱線表示幾何體的外形，就如同用線架搭出的形狀一樣。模型中沒有表

24、面、體積等信息。表面模型是利用幾何形狀的外表面構(gòu)造模型，就如同在線框模型上蒙上一層外皮，使幾何形狀具有一定的輪廓，可以產(chǎn)生諸如陰影，消隱等效果。但模型中缺乏幾何形狀體積的概念，如同一個體的空殼。實體模型是使封閉的幾何表面構(gòu)成了一定的體積，形成了幾何形狀的體的概念，如同在幾何的中間填充了一定的物質(zhì)，使之具有了如重量，密度等性能，可以檢查兩個幾何體的碰撞和干涉等。第三章 曲柄零件的三維建模設計結(jié)束語在這次畢業(yè)設計中使我慢慢成熟，對我以后的發(fā)展起到很重要的重要，以為做畢業(yè)設計使我感到很充實，學到了很多知識。 是我們從大學畢業(yè)生走向未來工作的重要的一步。 在老師幫助很指導，查找資料，和小組同學討論并接合自己所學的專業(yè)知識分析，解決技術(shù)難題。每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。 通過這次實踐，我了解了左曲柄車床夾具的用途及工作原理，熟悉左曲柄車床夾具的設計步驟，鍛煉了工程設計實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設計能力。此次畢業(yè)設計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎知識一次實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。是我樹立了一種從事工程技術(shù)工作所必