机械专业毕业设计

-1-【摘要】本设计是利用UG来完成三维建模，其他软件辅助完成的一套完整的设计。该说明书主要描述了该零件的整体建模过程，系统的阐述了该零件的工艺分析、工艺方案等等，就零件的三维建模主要包括了：基准板面的生成，零件底部轮廓的生成，零件上部轮廓的生成以及零件工作部位的生成等。对其他软件的要求主要包括了AUTOCAD2008，画图板，WORD的使用以及特殊操作等，使用频率最高的是UG及画图板的截图动作。我相信经过老师和同学门的帮助，本次设计一定会使我对实体零件有一个很好的认识，对我以后的工作学习有很到的帮助。【关键词】三维建模拉伸回转求差工艺过程-2-1．零件作用及设计任务法兰盘只是一个统称，通常是指在一个类似盘状的金属体色的周边开上几个固定用的孔用于连接其它东西。它在机械上应用很广泛，所以样子也千奇百怪的，只要像就是叫法兰盘。他的作用是固定、端部密封、连接等，应用场合很多，如固定轴承，密封箱体等。CA6140卧式车床上的法兰盘，为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上，靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。主要作用是标明刻度，实现纵向进给。分析法兰盘的技术要求，并绘制零件图。设计零件技术机械加工工艺规程，填写工艺文件。设计零件机械加工工艺装备。设计机床专用夹具总装图中某个主要零件的零件图。-3-图3.01b(法兰盘左视图)2．零件分析由上面的查询各参考资料便得出了本次设计的大致草图，经处理便有下图；图3.01a(法兰盘主视图)-4-2.1零件的作用零件是CA6140卧式车床上的法兰盘，它位于车床丝杆的末端，主要作用是标明刻度，实现中拖板纵向进给。零件的100外圆上标有刻度线，用来对齐调节刻度盘上的刻度值，从而能够直接读出所调整的数值；外圆上钻有底部为4mm上部为6mm定位孔，实现精确定位。法兰盘中部的通孔则给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。2.2零件的工艺分析法兰盘共有三组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：1）以左端Φ45外圆为中心的加工表面这一组加工表面包括：外圆，端面及倒角；外圆，过度倒圆；内孔及其左端倒角。2)以右端Φ45外圆为中心的加工表面这一组加工表面包括：端面，外圆，端面，倒角；切槽3×2；内孔的右端倒角。3)以Φ20的孔为中心加工表面这一组加工表面包括：外圆，端面；外圆，端面，侧面；外圆；外圆，过度圆角；4—6孔和同轴的4×Φ9孔。它们之间有一定的位置要求，主要是：①左端面与孔中心轴的跳动度为0.03；②右端面与孔中心轴线的跳动度为0.03；③外圆与孔的圆跳动公差为0.03。经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。-5-图4.013.3D模型的构建3.1构建思路先构建法兰盘的大体外部形状如图4.01所示，并构建出Φ20中心孔和3×2键槽，再构建法兰盘Φ100和Φ90之间的过度圆弧，再然后将Φ90圆端面作为基准面构建4×Φ9圆孔，然后就是Φ4和Φ6孔的构建，最后除去Φ90外圆多余的部分。3.2构建过程3.2.1法兰盘总体外观形状的构建1）.单击工具栏的选择草图的构建平面为【YC-ZC平面】。2）.单击，在平面内构建一条水平直线然后单击将其转换为参考线作为画图中心线C1，如图4.02所示。图4.02-6-图4.033）.单击，构建法兰盘外部形状所需直线如图4.03所示：4）.单击，修剪线条多余的部分，得到如图4.04所示；5）.单击，选择各线条按图纸要求约束个线条尺寸如图4.05：图4.05图4.04-7-6）.单击，选择参考直线为C1指定偏置距离为10水平向上构建一条直线C2与原图组成封闭图形，并删除多出线条，如图4.067）.单击，在选择意图中选择【以连接的曲线】然后先择刚刚绘制的封闭图形如图4.07所示，单击选择YC然后在直线C1上单击结果如图4.08所示，单击确定；屠图4.06图4.07图4.08-8-图4.093.2.2法兰盘Φ100和Φ90之间的过度圆弧生成1）.单击，设置圆弧半径为5,选择要倒角的圆弧如图4.09所示点击确定；2)以同样的方式设置右边的的过渡圆弧如图4.10所示；3.2.3构建法兰盘Φ90圆上的4×Φ9孔1）单击，选择如图4.11所示a1面为基准面，单击确定；图4.10图4.11-9-2）单击，在a1平面过Φ90圆心做一条竖直直线并转换为参考线，作两直线分别与参考线的距离是20和12，然后单击以Φ90圆心为圆心作直径为Φ68的圆找到4×Φ9四个圆的圆心，最后分别作出四个Φ9的圆如图4.12所示；3）单击【完成草图】完成草图上4个Φ9圆的绘制；4）单击，选择意图对话框中选择【已连接的曲线】，然后分别选中4个Φ9的圆，单击选择方向为－YC长度为25，单击选择（作差），单击确定完成4×Φ9圆孔的制作结果如图4.13；图4.124.13-10-图4.14图4.153.2.4法兰盘Φ4及Φ6孔的构建1）.单击进入创建基准面状态,选择并单击调整偏置方向为ZC方向，最后输入偏置为22.5单击确定,结果如图4.16所示；2）.单击，选择刚刚创建的新的基准面为草图平面，单击确定。单击在这个平面过Φ90圆的圆心点绘制一条中垂线并将其转换为参考线,作一条与Φ90圆下端面重合的任意直线l3,单击设定约束为固定，最后在Φ100与Φ90之间作一条任意直线l4并约束它与l3Φ90之间的距离为28，l4与参考线的交点即为Φ4和Φ6圆孔的圆心，如图4.17；-11-图4.16图4.183）.单击以l4与参考线的交点为圆心分别作一个Φ4和Φ6的圆如图4.16所示，单击【完成草图】；4）.单击，在选择意图对话框中选择【已连接的曲线】，再单击选择－ZC方向，然后选中Φ6圆，再单击选择（求差）并设定拉伸长度为7，单击确定，如图4.17所示（图4.17为Φ6孔图）；5）.以同样的方式构建Φ4孔设定Φ4孔的拉伸度为25，结果如图4.18图4.17-12-图4.193.2.5法兰盘Φ90圆多余部分的切除1）.单击，选择如图4.19所示平面，单击确定创建一个与此面偏置为5的基准平面。2）.单击，选择刚刚创建的面为草绘平面，过Φ90圆心作一条竖直直线将其转换为参考线并设定约束固定，再在参考线左右两边各绘制一条竖直直线P65和P66约束它们到参考线的距离为24和34如图4.20（Φ4、Φ6孔一边是24），单击完成草图；图4.20-13-图4.233）单击，选择如图4.21a所示平面为草绘平面，绘制一条与P65或P66垂直的空间垂线l5如图4.21b；4）.单击，选择选择剖面线串为P65，单击确定选择引导线串为L5单击确定结果如图4.22所示5）.单击，选择剖面线串为P66，单击确定选择引导线串为L5单击确定结果如图4.23所示；6）单击，选择目标体为创建的法兰盘本体，然后单击选择修剪所用的基准面为4步中P65直线所在的面，方向指向法兰盘边缘如图4.24，单击确定；图4.21a图4.21b图4.21图4.22-14-7）单击，选择目标体为创建的法兰盘本体，然后单击选择修剪所用的基准面为（5）步中P66直线所在的面，方向指向法兰盘边缘（与上图相反），单击确定结果如图4.25；8）选择修剪命令中使用的两基准面，然后按Ctrl+B隐藏这两个面完成法兰盘三维模型的建立。图4.24图4.25-15-3.3三维模型图-16-4.加工工艺设计4.1基准的选择定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。4.1.1粗基准的选择因为法兰盘可归为轴类零件，按照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以法兰盘右端45的外圆及90的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧45外圆可同时削除五个自由度，再以90的右端面定位可削除自由度。4.1.2主要考虑基准重合问题当设计基准与定位基准不重合时，应该进行尺寸换算。这在以后还要专门计算，此处不再计算。4.2工件表面加工方法的选择本零件的加工面有圆、内孔、端面、键槽等，材料为HT200。参考《机械制造工艺设计简明手册》表1.4—6、表1.4—7、表1.4—8等，其加工方法选择如下：一．外圆面：公差等级为IT8～IT7，表面粗糙度为0.40,采用粗车→半精车→磨削的加工方法。二．20内孔：公差等级为IT8～IT7，表面粗糙度为1.6，采用钻→扩→铰→精铰的加工方法，倒角用车刀加工。三．外圆面：公差等级为IT7～IT6，表面粗糙度为0.8，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。四．90外圆：公差等级IT7～IT6，表面粗糙度为0.40，采用的加工方法为粗车—半精车—磨削。五．100外圆面：公差等级为IT7～IT6，表面粗糙度为0.8，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。-17-六．右端面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13～IT11，表面粗糙度为100～50，采用的加工方法为粗车。七．90突台右端面：公差等级为IT8～IT7，表面粗糙度为1.6，采用的加工方法为粗车→半精车→精车。八．90突台左端面：公差等级为IT7～IT6，表面粗糙度为0.40，采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。九．100突台左端面：公差等级为IT8～IT7，表面粗糙度为1.6，采用的加工方法为粗车→半精车→精车。十．槽3×2：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，采用的加工方法为粗车。十一.100突台右端面：公差等级为IT7～IT6，表面粗糙度为0.40，采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。十二.90突台距离轴线34mm的被铣平面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为，采用的加工方法为粗铣→精铣.十三.90突台距离轴线24mm的被铣平面:为标注公差,根据GB1800—79规定公差为IT7～IT6，表面粗糙度为0.8，采用的加工方法为粗铣→精铣→磨削.十四.4—9孔：未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，采用的加工方法为钻削。十五.4的孔：未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，采用的加工方法为钻削。十六.6的孔：未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT9～IT8，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为钻→铰。4.3制定工艺路线制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。4.3.1工艺路线方案一(一)工序Ⅰ粗车100柱体左端面。-18-(二)工序Ⅱ钻、扩、粗铰、精铰20mm孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。(三)工序Ⅲ粗车100柱体右端面，粗车90柱体左端面，半精车100左、右端面、90左端面，精车100左端面、90左端面，粗车外圆45、100、90，半精车外圆45、90、100、，车100柱体的倒角，车45柱体的过度倒圆。(四)工序Ⅳ粗车、半精车、精车90右端面，车槽3×2，粗车、半精车外圆外圆及倒角。(五)工序Ⅴ精车Φ100左端面、Φ90右端面(六)工序Ⅵ粗铣、精铣90柱体的两侧面(七)工序Ⅶ钻4孔，铰6孔(八)工序Ⅷ钻4—9孔(九)工序Ⅸ磨削B面，即外圆面、100右端面、90左端面。(十)工序Ⅹ磨削外圆面100，90、。(十一)工序Ⅺ磨削90突台距离轴线24mm的侧平面。(十二)工序Ⅻ刻字刻线。(十三)工序ⅩⅢ镀铬。(十四)工序XIV检测入库。4.3.2工艺路线方案二(一)工序Ⅰ车柱体的右端面，粗车90右端面，车槽3×2，粗