毕业设计说明书课题名称：车床法兰盘工艺规程与钻孔专用夹具三维设计学生姓名汪校明学号 ************所在学院浙江机电职业技术学院专业机械制造与自动化班级机制1113指导教师方刚强起讫时间：2014 年 3 月25 日～2014 年 5 月16 日课题名称车床法兰盘工艺规程与钻孔专用夹具三维设计摘要我的毕业设计的课题是车床法兰盘工艺规程及专用夹具的三维设计，主要内容如下：首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工艺分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。
根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。
第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。
根据选好的基准，制订工艺路线，通常制订两种以上的工艺路线，通过工艺方案的比较与分析，再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。
第三步，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀具。
对于粗加工，还要校核机床功率。
最后，设计第三道工序—钻法兰盘孔的夹具。
先提出设计问题，再进行分析，用pore软件进行设计三维实体，然后把设计的过程整理为说明书。
关键词：机械设计；加工工艺；夹具设计；Pro/E Wildfire目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 主要机械结构分析 (2)1.3 切削力及夹紧力计算 (2)1.4 定位误差分析 (4)1.5 夹具设计及操作的简要说明 (4)第2章结构设计 (5)2.1 设置工作目录 (5)2.1.1新建文件夹 (5)2.1.2设置工作目录 (5)2.2 法兰盘夹具的造型设计 (5)2.2.1新建零件 (5)2.2.2创建底座结构 (5)2.2.3 拉伸造型操作1 (7)2.2.4 拉伸造型操作2 (8)2.2.5 拉伸造型操作3 (9)2.2.5 拉伸造型操作4 (10)2.2.6 拉伸造型操作5 (11)2.2.7 拉伸造型操作6 (13)2.2.8 拉伸造型操作7 (15)3.1建立圆角 (16)3.1.1 建立圆角操作1 (16)3.1.2 建立圆角操作2 (17)4.1创建孔 (18)4.1.1 创建孔操作1 (18)4.1.2 创建孔操作2 (19)4.1.3 创建孔操作3 (20)4.1.4 创建孔操作4 (22)4.1.5 创建孔操作5 (23)4.1.6 创建孔操作6 (24)5.1完成法兰盘钻孔专用夹具的设计与绘图 (25)参考文献 (27)致谢 (28)第1章绪论1.1 引言Pro/E是美国PTC公司于1989年推出的三维CAD/CAM系统，历经多年的发展与推广，已成为当今世界上最流行的高端CAD/CAM软件，其全新的设计理念已成为CAD领域的新标准。
Pro/E模块众多，功能涵盖产品的三维设计与装配、工程图自动生成、结构分析、运动仿真、动画制作、模具设计、钣金设计、数控加工、管道设计、产品数据管理等，广泛应用于机械、电子、航天航空、汽车、模具、工业产品造型、家用电器、玩具等设计生产领域。
目前，Pro/E已成为机械、模具、日用产品设计、工业设计等行业技术人员的必备技能，熟练使用该软件成为迎取职场竞争的有力保证。
在我们现在使用的Pro/E Wildfire版本增加了一些新的特性：图标版风格的用户界面摒弃了以前烦琐不便记忆的瀑布式菜单结构，在设计时，能方便的找到各功能键；功能的全新组合，将设计过程中操作相近，但结果不同的设计工具进行重组，这样是用户很容易在不同工具之间切换，同时还可以加深对这些操作之间异同的理解；直接建模一直是Pro/E重点强化的一个功能，其核心思想是设计中直接操作模型与之交互，包括对模型的选取、修改和重新定义等，在该版本中增加了对模型的事实时全局变形，包括在各方位上以等比例或不等比例缩放模型，自由平移和旋转模型就，还可以对模型进行实时翘曲、伸展、弯曲和扭曲等操作。
Pro/ENGINEER是业界领先的CAD/CAM/CAE标准软件。
现在，Pro/ENGINEER 的交互式曲面设计扩展功能(ISDX)的推出，标志着PTC已将直观的自由形状曲面处理建模工具集成到世界最优秀的建模软件中。
这种独特的设计功能允许设计人员和工程师利用强大的参数化建模工具来建立自由形状曲面。
直观的建模环境能让客户采用一种清晰的过程方法来完成设计，从而在提高效率的同时，减少了产品开发时间和费用。
1.2 主要机械结构分析法兰盘钻孔专用夹具是一个支架类零件，总长184mm.总宽140mm.总高130mm.与定位心轴配合尺寸Φ120.090+mm ；两个Φ6的锥销孔，与钻模板配合用来压住法兰盘。
2个M8的螺孔深度18mm 也是用来和钻模板一起固定法兰盘的，3个M6的通螺孔。
前后两个U 型槽用来固定夹具，长12mm 宽10mm 圆角R6，实际宽就是16mm 。
主要加工尺寸就是这些。
本夹具主要用来钻Φ4mm 孔及扩Φ6mm 的孔，此孔的形位公差和表面要求均不高，无特殊要求，且加工此孔时Φ0017.045-mm 孔的外端面及Φ20045.00+孔的内表面和Φ90圆柱面上的两平行平面都已加工出来，可用来作为此工序的定位面。
因此在本道工序，在保证提高劳动生产率，降低劳动强度的同时可以设计选用比较简单的夹具。
1.3 切削力及夹紧力计算刀具：高速钢钻头 D=Φ4mm由《机械制造工艺设计手册》 可查得切削扭矩 M=)·(1030m N k fx d C m y m m m - 轴向力 F=)(0N k f x d C F y F F F切削功率 Pm=2πM ·n ·103-(kw)式中：C m =225.63x m =1.9y m =0.8C F =558.6x F =1y F =0.8d 0=4或6 k m =8.0)190(HB =0.87 k F =0.9f=0.13n=2012或1426所以当钻Φ4mm 孔时有M=225.63x4x1.9x0.138.0x0.87x103-=0.291(N ·m)F=558.60x4x1x0.138.0x0.9=393.15(N)Pm=2πx0.291x2012x103-=3.676(kw)同理扩Φ6孔mm 时有M=225.63x6x1.9x0.138.0x0.87x103-=0.439(N ·m)F=558.60x6x1x0.138.0x0.9=589.73(N)Pm=2πx0.439x1426x103-=3.931(kw)如上所述，本设计采用螺旋夹紧机构，即由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构。
螺旋夹紧机构不公结构简单、容易制造，而且由于缠绕在螺钉表面的螺旋线很长升角又小，所以螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都很大，是手动夹紧中用得最多的一种夹紧机构。
根据夹紧状态下螺杆的受力情况和力矩平衡条件 F Q L=20d F F Rx +'γα F J =210Q )(2LF φγφαtg tg d •'++式中 F J ——夹紧力(N)F Q ——作用力(N)L ——作用力臂(mm)d 0——螺杆直径α——螺纹升角1φ——螺纹处摩擦角.2φ——螺杆端部与工件间的摩擦角.γ'——螺杆端部与工件间的当量摩擦半径(mm)所以有F J =210Q )(2LF φγφαtg tg d •'++=678.5)58(21030200tg tg x ++=761.16000=3405.6N 显然 F J =3405.6N>589.73=F故本夹具可安全工作。
1.4 定位误差分析夹具的主要定位元件为一短心轴限制了两个自由度,另一端面限制3个自由度和一个平面限制一个自由度,达到了完全定位,又因零件对形位公差及尺寸公差均要求不高.故定位误差在此可忽略。
1.5 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。
为此，应首先着眼于机动夹紧而不采用手动夹紧。
因为这是提高劳动生产率的重要途径。
但由于本夹具是钻床夹具，夹具尺寸不能很大，如果采用机动夹紧，夹具势必过于复杂和庞大，本夹具为了提高生产率和降低生产成本，考虑简单、经济、实用,采用螺旋夹紧机构,操作非常简单,先拧下夹紧螺母,再按定位要求放上零件,再拧紧螺母达到夹紧要求即可钻孔.以上动作可重复。
第2章结构设计2.1 设置工作目录2.1.1新建文件夹在电脑硬盘分区（如D盘）中建立一个名为“法兰盘夹具”的文件夹。
2.1.2设置工作目录启动Pro/E程序后，点击菜单栏上的【文件】→【设置工作目录】。
在弹出的“选取工作目录”对话框中的[查找范围]下拉菜单中找到刚刚建立的“法兰盘钻孔夹具设计”文件夹，并点击该对话框的【确定】按钮，完成“Pro/E 工作文件夹”的选取。
2.2 法兰盘夹具的造型设计2.2.1新建零件1）选择【文件】/【新建】命令或者单击工具栏中的按钮，在弹出的【新建】对话框中的【类型】选项组中选取【零件】选项2）在【子类型】选项组中选取【实体】选项，同时取消【使用缺省模板】选项中的选中状态，表示不采用系统的默认模板。
最后在【名称】文本框中输入文件名jiaju。
单击【确定】按钮后，系统弹出【新文件选项】对话框，在【模板】选项组中选择mmns_part_solid选项，表示将要建立的实体零件采用毫米（mm）、牛顿（N）、秒（s）单位制。
3）单击对话框中的【确定】按钮后就进入了Pro/E系统的零件模块。
2.2.2创建底座结构1) 单击拉伸按钮，打开拉伸工具控制板。
2）在界面上长按鼠标右键，选择定义内部草绘，出来下图1-1界面，点击【草绘】随便选一平面作为草绘平面。
图1-13）点击绘制如图1-2所示的长方形长180mm、宽140mm，点击确认，厚度130mm。
（就是高度130mm）最后确认如图1-3所示。
图1-2图1-32.2.3 拉伸造型操作11) 单击拉伸按钮，打开拉伸工具控制板。
2）在界面上长按鼠标右键，选择定义内部草绘，点击【草绘】选择FRONT 平面作为草绘平面。
3）利用草绘工具画出如下图1-4所示图形，点击确认图形。
图1-44）在拉伸至所有曲面相交选项中选择，然后点击移除材料选项，最后点击，出现如图1-5所示图形。
图1-52.2.4 拉伸造型操作21）单击拉伸按钮，打开拉伸工具控制板。
2）在界面上长按鼠标右键，选择定义内部草绘，点击【草绘】选择FRONT 平面作为草绘平面。
3）利用草绘工具画出如下图1-6所示图形，点击确认图形。
图1-64）在拉伸至所有曲面相交选项中选择，然后点击移除材料选项，最后点击，出现如图1-7所示图形。