模具設計與制造畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè) 設計(論文)</b></p><p>　　課 題:定位器的三維造型與加工工藝</p><p>　　專 業(yè)： 模具設計與制造 </p><p>　　班 級： **級模具設計與制造*班 </p><p>　　學生姓名： ***

2、 </p><p>　　學生學號： ***** </p><p>　　指導教師： *** </p><p>　　提交日期：

3、</p><p>　　成 績： </p><p>　　答辯日期 答辯成績 </p><p>　　答辯教師 總評成績 </p><p><b>　　摘

4、 要</b></p><p>　　機械制造普遍存在于我們生活中的各個領域，所以生活離不開機械。</p><p>　　本畢業(yè)設計主要介紹的是定位器的三維造型和加工工藝。主要是運用的是我們所學的UG、CAD、公差配合等課程內容進行介紹。</p><p>　　首先 ，我們先對定位器的三維造型進行介紹，定位器的三維造型是由UG進行制作的，其目的是為了讓看到我們

5、設計的人能夠完成其中的步驟，完成定位器的UG的設計。</p><p>　　然后，我們對常用的加工工具進行介紹，其中包括加工時需要的機床、刀具、裝夾工具等，都進行了詳細的介紹。</p><p>　　最后，我們對定位器的加工工藝進行介紹，其中我們對各個零件進行了介紹，附圖，追后各零件的加工工藝卡。</p><p>　　關鍵詞：定位器，支架，CAD制圖，UG，加工工藝&l

6、t;/p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　關鍵詞1</b></p><p>　　第一章定位器簡介2</p><p>　　1.1定位器裝配圖2</p><

7、p>　　1.1.1定位器，如下圖1.12</p><p>　　第二章定位器的三維造型3</p><p>　　2.1支架的三維造型3</p><p>　　2.2定位軸的三維造型7</p><p>　　2.3套筒的三維造型8</p><p>　　2.4蓋的三維造型10</p><p&g

8、t;　　2.5把手的三維造型11</p><p>　　2.6定位器裝配13</p><p>　　第三章工件的定位與定位基準的選擇16</p><p>　　3.1六點定則16</p><p>　　3.2定位基準的選擇18</p><p>　　第四章定位器的加工工藝19</p><p>

9、　　4.1支架的加工工藝19</p><p>　　4.2把手的加工工藝，如圖4.5所示。21</p><p>　　第五章零件的分析24</p><p>　　5.1零件的作用24</p><p>　　5.2零件的工藝分析24</p><p>　　5.3.零件的機械加工工藝規(guī)程設計25</p>&

10、lt;p><b>　　致謝26</b></p><p>　　[1]. 參考文獻：1</p><p><b>　　第一章定位器簡介</b></p><p><b>　　1.1定位器裝配圖</b></p><p>　　1.1.1定位器，如下圖1.1</p>

11、<p>　　1-定位軸2-支架3-套筒4-壓簧5-蓋6-螺釘7-把手</p><p><b>　　圖1.1 定位器</b></p><p>　　定位器安裝在儀器的機箱內壁上，工作時，定位軸一端插入被固定零件的孔中。需要變換位置時，應拉動把手7，將定位軸從該零件的孔中拉出，松開把手后，壓簧4使定位復位。</p><p>　　第二章定位器

12、的三維造型</p><p>　　2.1支架的三維造型</p><p><b>　　2.1.1模型分析</b></p><p>　　在繪制該支架零件的草圖時，可以先使用【配置文件】和【約束】工具，繪制支架外輪廓；然后用【自動判斷尺寸】工具，定圓、外輪廓和圓弧的形狀和大小。</p><p><b>　　2.1.2建

13、立零件</b></p><p>　　新建文件“E:\NX_Model\2\study\location.prt”.</p><p>　　2.1.3設置草圖工作圖層</p><p>　　選擇【格式】|【圖層設置】命令，出現(xiàn)【圖層設置】對話框，設置第21層為草圖工作層。</p><p><b>　　2.1.4新建草圖<

14、/b></p><p>　　單機【特征】工具欄中的【草圖】按鈕，出現(xiàn)【創(chuàng)建草圖】對話框，在【平面方法】下拉列表中選擇X 、Z平面，單擊【創(chuàng)建草圖】對話框中的【確定】按鈕，進入草圖環(huán)境，草圖生成器自動使視圖朝向草圖平面，并啟動【輪廓】命令。</p><p><b>　　2.1.5命名草圖</b></p><p>　　在【完成草圖】組合框中輸

15、入“SKT_21_Fixed”。</p><p><b>　　2.1.6繪制草圖</b></p><p>　?。?）繪制支架外輪廓，使用【草圖曲線】工具欄中的曲線功能，創(chuàng)建基本支架輪廓；接著使用【草圖約束】工具欄上的【約束】工具欄添加幾何尺寸約束，使【草圖約束】工具欄上的【尺寸】工具添加尺寸約束如圖2.2.1。</p><p>　　(2)草圖都

16、顯示【已完全約束】時單擊【完成草圖】按鍵。</p><p>　　圖2.2.1 繪制支架外輪廓</p><p><b>　?。?）草圖的拉伸</b></p><p>　　選擇【插入】|【設計特征】|【拉伸】命令，出現(xiàn)【拉伸】對話框；在自動出現(xiàn)的【選擇意圖】工具欄的【曲線規(guī)則】下拉列表框中選擇【相連曲線】選項。在【截面】組中激活【選擇曲線】選項，在

17、繪圖區(qū)選擇支架輪廓曲線。在【極限】組中，從【結束】下拉列表框中選擇【對稱值】選項，在【距離】文本框中輸入“32”；在【布爾】組中，從【布爾】下拉列表框中選擇【無】選項，如圖2.2.2所示單擊【確定】按鈕。</p><p>　　圖2.2.2 支架輪廓拉伸</p><p>　?。?）選擇【插入】|【設計特征】|【倒斜角】命令，出現(xiàn)【倒斜角】對話框；在【邊】組中激活【選擇邊】選項，選擇一條邊，在

18、【偏置】組中，從【橫截面】下拉列表框中選擇【偏置和角度】選項，在【距離】文本中輸入“22”。如圖2.2.3所示。</p><p>　　圖2.2.3 倒斜角</p><p>　?。?）選擇【插入】|【設計特征】|【拉伸】命令，出現(xiàn)【拉伸】對話框；在自動出現(xiàn)的【選擇意圖】工具欄的【曲線規(guī)則】下拉列表框中選擇【相連曲線】選項。在【截面】組中激活【選擇曲線】選項，在繪圖區(qū)選擇圓曲線。在【極限】組中

19、，從【結束】下拉列表框中選擇【對稱值】選項，在【距離】文本框中輸入“5”；在【布爾】組中，從【布爾】下拉列表框中選擇【求差】選項，在【布爾】選項下的【選擇體】命令下選擇支架輪廓圖，單擊【確定】按鈕，如圖2.2.4所示。</p><p>　　圖2.2.4 圓的拉伸</p><p><b>　　2.1.7倒斜角</b></p><p>　　選擇【插

20、入】|【設計特征】|【倒斜角】命令，出現(xiàn)【倒斜角】對話框；在【邊】組中激活【選擇邊】選項，選擇一條邊，在【偏置】組中，從【橫截面】下拉列表框中選擇【偏置和角度】選項，在【距離】文本中輸入“1.5”，如圖2.2.5所示。</p><p>　　圖2.2.5 倒斜角</p><p><b>　　2.1.8邊倒圓</b></p><p>　　選擇【插入

21、】|【設計特征】|【邊倒圓】命令，出現(xiàn)【邊倒圓】對話框；在【要倒圓的邊】組中激活【選擇邊】選項，選擇一條邊，在【選擇邊】組中的radius文本中輸入“5”，如圖2.2.6所示。</p><p>　　圖2.2.6 邊倒圓</p><p><b>　　2.1.9保存文件</b></p><p>　　單擊【保存】按鈕，保存文件。</p>

22、<p>　　2.2定位軸的三維造型</p><p>　　2.2.1繪制草圖，如圖2.1.8所示。</p><p>　　圖2.1.8 繪制定位軸外輪廓</p><p>　　2.2.2草圖的回轉，如圖2.1.9所示。 </p><p>　　圖2.1.9 定位軸旋轉成形</p><p><b>　　

23、2.2.3保存文件</b></p><p>　　單擊【保存】按鈕，保存文件。</p><p>　　2.3套筒的三維造型</p><p><b>　　2.3.1新建草圖</b></p><p>　　繪制套筒外輪廓，如圖2.3.1所示。</p><p>　　2.3.2草圖的回轉，如圖2.3

24、.2所示。</p><p><b>　　2.3.3制作螺紋</b></p><p>　　制作螺紋，如圖2.3.3所示。</p><p><b>　　2.3.4保存文件</b></p><p>　　單擊【保存】按鈕，保存文件。</p><p><b>　　2.4蓋的三

25、維造型</b></p><p><b>　　2.4.1新建草圖</b></p><p>　　繪制蓋外輪廓，如圖2.4.1所示。</p><p>　　圖2.4.1 繪制蓋草圖</p><p>　　2.4.2草圖的回轉，如圖2.4.2所示。</p><p>　　2.4.3制作螺紋，如圖2.

26、4.3所示。</p><p><b>　　2.4.4保存文件</b></p><p>　　單擊【保存】按鈕，保存文件。</p><p>　　2.5把手的三維造型</p><p><b>　　2.5.1新建草圖</b></p><p>　　繪制把手外輪廓，如圖2.4.1所示。&

27、lt;/p><p>　　圖2.4.1 繪制把手草圖</p><p>　　2.5.2草圖的回轉，如圖2.4.2所示。</p><p>　　2.5.3新建圓孔草圖，如圖2.5.3。</p><p>　　草圖都顯示【已完全約束】時單擊【完成草圖】按鍵。</p><p>　　圖2.5.3 草圖做圓</p><p

28、>　　2.5.4把手上孔的拉伸，如圖2.5.4所示</p><p><b>　　2.5.5保存文件</b></p><p>　　單擊【保存】按鈕，保存文件。</p><p><b>　　2.6定位器裝配</b></p><p>　　2.6.1第一步裝支架，如圖6.1.1所示。</p>

29、;<p>　　2.6.2套筒的裝配，如圖2.6.2所示。</p><p>　　2.6.3定位軸的裝配，如圖2.6.3所示。</p><p>　　2.6.4壓簧的裝配</p><p>　　2.6.5蓋的裝配，如圖2.6.5.</p><p>　　2.6.6把手的裝配</p><p>　　把手的裝配，如圖2.

30、6.6所示。</p><p>　　第三章工件的定位與定位基準的選擇</p><p>　　機械加工中，為了保證工件的位置精度和用調整法獲得尺寸精度時，工件相對于機床與刀具必須占有一正確位置，即工件必須定位。而工件裝夾定位的方式有：直接找正、劃線找正和用夾具裝夾三種方式，下面我們討論工件在夾具中的定位問題。</p><p>　　工件在夾具中的定位涉及到定位原理、定位誤差

31、、夾具上采用的定位元件和工件上選用的定位基準等幾方面的問題，有關定位誤差的計算和定位元件的選用在夾具設計一章講授，這里只介紹定位原理和定位基準的選擇。</p><p><b>　　3．1六點定則</b></p><p>　　工件在夾具中的定位的目的，是要使同一工序中的所有工件，加工時按加工要求在夾具中占有一致的正確位置(不考慮定位誤差的影響)。怎樣才能各個工件按加工要

32、求在夾具中保持一致的正確位置呢?要弄清楚這個問題，我們先來討論與定位相反的問題，工件放置在夾具中的位置可能有哪些變化?如果消除了這些可能的位置變化，那么工件也就定了位。</p><p>　　任一工件在夾具中未定位前，可以看成空間直角坐標系中的自由物體，它可以沿三個坐標軸平行方向放在任意位置，即具有沿三個坐標軸移動的自由度X，Y，Z；同樣，工件沿三個坐標軸轉角方向的位置也是可以任意放置的，即具有繞三個坐標軸轉動的自

33、由度X，Y，Z。因此，要使工件在夾具中占有一致的正確位置，就必須限制工件的X，Y，Z；X，Y，Z六個自由度。</p><p>　　圖2-16工件的六個自由度</p><p>　　為了限制工件的自由度，在夾具中通常用一個支承點限制工件一個自由度，這樣用合理布置的六個支承點限制工件的六個自由度，使工件的位置完全確定，稱為“六點定位規(guī)則”，簡稱“六點定則”。</p><p&g

34、t;<b>　　例如用……</b></p><p>　　使用六點定則時，六個支承點的分布必須合理，否則不能有效地限制工件的六個自由度。</p><p>　　在具體的夾具結構中，所謂定位支承是以定位元件來體現(xiàn)的，如上例中長方體的定位以六個支承釘代替六個支承點(圖2-17c)，這種形式的六點定位方案比較明顯，下面再介紹其他形式工件的定位方案。</p><

35、;p>　　3.1.1欠定位與過定位</p><p>　　(1)欠定位根據(jù)工件的加工技術要求，應該限制的自由度而沒有限制的定位稱為欠定位。欠定位必然會不能保證本工序的加工技術要求，是不允許的。如圖2-20所示的工件鉆孔，若在x方向上未設置定位檔銷，孔到端面的距離尺寸就無法保證。</p><p>　　(2)過定位工件的同一自由度被二個以上不同定位元件重復限制的定位，稱為過定位。如圖2-X

36、所示在插齒機上插齒時工件的定位，工件3以內孔在，L、軸1上定位，限制了工件x、y、z、z四個自由度，又以端面在凸臺3上定位，限制了工件x、y、z、z三個自由度，其中；、/被心軸和凸臺重復限制。由于工件內孔和心軸的間隙很小，當工件內孔與端面的垂直度誤差較大時，工件端面與凸臺實際上只有一點相接觸。如圖2-23a所示，造成定位不穩(wěn)定。更為嚴重的是，工件一旦被夾緊，在夾緊力的作用下，勢必引起心軸或工件的變形，如圖2-23b所示。這樣就會影響工件

37、的裝卸和加工精度，這種過定位是不允許的。但是，在有些情況下，形式上的過定位是允許的。</p><p>　　綜上所述，欠定位不能保證工件的加工要求，是不允許的。過定位在一般情況下，由于定位不穩(wěn)定，在夾緊力的作用下會使工件或定位元件產(chǎn)生變形，影響加工精度 和工件的裝卸，應盡量避免；但在有些情況下，只要重復限制自由度的支承點不使工件的裝夾發(fā)生干涉及沖突，這種形式上的過定位，不僅是可取的，而且有利于提 高工件加工時的剛性

38、，在生產(chǎn)實際中也有較多的應用。</p><p>　　3.2、定位基準的選擇</p><p>　　在定位的原理中已講到，工件在夾具中的定位實際上是以工件上的某些基準面與夾具上定位元件保持接觸，從而限制工件的自由度。那么，究竟選擇工件上哪些面與夾具的定位元件相接觸為好呢?這就是定位基準的選擇問題。定位基準的選擇是工藝上一個十分重要的問題，它不僅影響零件表面間的位置尺寸和位置精度，而且還影響整個

39、工藝過程的安排和夾具的結構，必須十分重視。在介紹定位基準的選擇原則之前，先介紹有關基礎準的一般知識。</p><p>　　第四章定位器的加工工藝</p><p>　　4.1支架的加工工藝 </p><p>　　支架的工藝，如圖4.1所示</p><p>　　圖4.1 定位器的支架</p><p><b>　

40、　4.1.1零件分析</b></p><p>　　零件如圖4.1所示，通過審查定位器的支架零件圖可以看出，圖紙尺寸標注齊全，零件結構工藝良好。</p><p>　　尺寸精度：定位器的支架零件的外形尺寸精度要求不高，通孔尺寸精度公差等級為9級。</p><p>　　表面粗糙度：該零件的上下左右面和定位孔的表面粗糙度為3.2um，通孔的表面粗糙度為6.3um

41、。</p><p>　　4.1.2支架的加工工藝</p><p>　　4.2把手的加工工藝，如圖4.5所示。</p><p><b>　　4.2.1零件分析</b></p><p>　　零件如圖4.1,通過審查把手零件圖可以看出,圖樣尺寸齊全,精度標注合理,圖樣繪制符合國家標標準,零件結構工藝良好。</p>

42、<p>　　尺寸精度：把手零件外形尺寸和型孔精度要求不高，定位孔精度要求不高。</p><p>　　表面粗糙度：該零件的表面要求表面的粗糙度Ra為6.3um。</p><p>　　4.2.2把手的加工工藝</p><p><b>　　第五章零件的分析</b></p><p><b>　　5.1零件的

43、作用</b></p><p>　　該閥體是一個管道控制閥，通過兩處管螺紋與其他物體連接。頂部內螺紋是用來安裝控制閥芯的，利用閥門來控制液體的開關流向以及流量的大小。零件的五個面都需要進行加工，Φ10的閥芯孔加工精度較高，此外還需要加工一系列的螺紋孔及螺紋的加工。</p><p>　　5.2零件的工藝分析</p><p>　　此零件是閥體，主要加工面是內孔

44、、端面、內螺紋等，而且加工的內表面精度要求比外表面高，加工起來有一定的困難：</p><p>　?。?） 孔加工是在零件的內部進行，切削情況不易直接用眼睛來觀察；</p><p>　?。?）切屑不易排出，冷卻液難以注入切削區(qū)域；</p><p>　?。?）當加工時，壁厚比較薄，加工時容易產(chǎn)生變形；</p><p>　　（4）內孔的測量要比外圓

45、難，尤其是小孔。</p><p>　　5.2.1零件的毛坯</p><p>　　根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，由任務書知生產(chǎn)批量為中批，所以毛坯的鑄件方法采用砂型機器造型。又由內螺紋孔M36X2-7H的底孔Φ33.8均需要鑄出Φ20的孔，故還應安放型芯。此外，為了消除殘余應力，鑄件應安排人工時效。</p><p>　　5.2.2零件的加工方案</p>&

46、lt;p>　　根據(jù)基面先行的原則，第一道工序應以右端面外圓定位加工下端面及內孔，加工出精基準。</p><p>　?。?）因閥體零件的壁厚較薄，在各道工序夾持工件時應注意防止變形。</p><p>　　1.2.3零件的加工要求</p><p>　?。?）該工件內孔Φ33.8和Φ10有同軸度要求，所以在加工時Φ33.8、Φ10應在一次裝夾內完成加工。</p

47、><p>　　（2）該工件螺紋孔2-M16對閥芯孔的軸線有位置度要求，所以在加工2-M16螺紋孔時，應設計專用鉆模，才能保證位置度的要求。</p><p>　　5.3.零件的機械加工工藝規(guī)程設計</p><p>　　5.3.1.確定零件毛坯</p><p><b>　　選擇毛坯的原則：</b></p><

48、p>　　零件的材料和其力學性能：</p><p>　　當零件材料為鑄鐵和青銅時采用鑄件；零件材料為鋼材時、形狀不復雜而力學性能要求較高時采用鍛件；力學性能要求不高時采用幫料。</p><p>　?。?）零件的結構形狀和尺寸：</p><p>　　大型零件一般用自由鍛或砂型鑄造件，中型零件可用模鍛件或特種鑄件；</p><p>　　階梯軸

49、零件各個臺階直徑相差不大時用幫料，相差較大時用鍛件。</p><p><b>　　（3）生產(chǎn)類型：</b></p><p>　　在大批量生產(chǎn)時應采用較多專用的設備和工具制造毛坯，如金屬模機器造</p><p>　　型的鑄件、模鍛或精密鍛造的毛坯；在單件小批生產(chǎn)中一般采用通用設備和工具</p><p>　　制造毛坯，如自由

50、鍛件、木模砂型鑄件，也可以使用焊接的方法制作大件毛坯。機械加工常用的毛坯有鍛件、鑄件、型材件、焊接件等。選用時應考慮很多因素。</p><p>　　根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，鑄件材料為HT200。由任務書知生產(chǎn)批量為中批，</p><p>　　1000件每年。所以毛坯的鑄件方法采用砂型機器造型。又由內螺紋孔M36X2-7H</p><p>　　的底孔Φ33.8均需

51、要鑄出Φ20的孔，故還應安放型芯。此外，為了消除殘余應力，鑄件應安排人工時效。根據(jù)零件圖，繪制</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　三年的大學生活即將結束，在這三年中，我學會了很多的知識，這很感謝辛勤教育我的老師們，是他們無私的付出，讓我在大學期間，過得很充實，感覺每時每刻都在不斷的提高，讓我在踏入社會之前，掌握了很多在社會立足的本事。在以后

52、的工作中，我會不斷的進步，把在學校所學的知識靈活運用，并在工作中不斷提升。</p><p>　　[1]. 參考文獻：</p><p>　　[1]安增桂.機械制圖（工程類)[J].中國鐵路出版社1999.1:105～130</p><p>　　[2]沈大林.中文AutCAD 2009機械制圖案例教程[M].中國鐵路出版社2000:70～80</p>&l

53、t;p>　　[3]杜建根.工程力學[J].高等教育出版社1999.5：30～60</p><p>　　[4]程少斌.公差配合與機械測量[M].高等教育出版社2008.5：105～110</p><p>　　[5]夏策芳.機械基礎[J].中國鐵路出版社2000：10～50</p><p>　　[6]吳艷紅.極限配合與測量[M].中國鐵路出版社2007.3：60～