导向滑车三维设计及加工工艺设计[三维PROE SW]

喜欢就充值下载吧。。资源目录里展示的文件全都有，，请放心下载，，有疑问咨询QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜欢就充值下载吧。。资源目录里展示的文件全都有，，请放心下载，，有疑问咨询QQ:414951605或者1304139763 ======================== 四川大学锦城学院学院 毕业设计论文 导向滑车三维设计及加工工艺CAD设计 【摘要】 滑车与绞辘是起重设备中的主要装置也是船上许多工作的必备工具它既可以改变用力的方向也可以达到省力的目的。 Pro/Engineer一个参数化、基于特征的实体造型系统，具有单一数据库功能。本文利用Pro／E软件实现了导向滑车的三维模型设计；利用Pro／E软件实现了导向滑车的虚拟装配，具有较好的通用性和灵活性。此系统的实现可以使设计人员在人机交互环境下编辑修改，快速高效地设计出导向滑车产品，同时最后我们对导向滑车的典型零件进行工艺设计。 关键词： 滑车；　PRO/E ； 三维设计； 工艺设计 Abstract:Block and tackle is lifting equipment in the main device also ship many working tool in which not only can change the force direction of can also achieve the purpose of saving labour. Pro/Engineer a parametric, feature-based solid modeling system, with a single database function. This paper uses the Pro / E software guide pulley 3D model design; using Pro / E software implementation of the guide block of virtual assembly, which has better versatility and flexibility. This system can make the design personnel in the interactive environment edit, the rapid and efficient design of guide pulley products, at the same time we finally to guide pulley of typical parts process design. Key words: Pulley; PRO/E; design; technological design 目 录 1 绪论 4 1.1 机械专业传统的教学方式存在的问题 5 1.2 将三维技术应用到机械类专业课的教学中 5 1.3 本文研究的内容 6 2 设计过程 8 2.1 导向滑车零件建模设计 8 2.1.1 导向滑车支架架的设计 8 2.1.2 导向滑车内轴的设计 10 2.1.3 导向滑车滑轮的设计 12 2.1.4 其它零件的创建 13 2.2 导向滑车装配设计 14 3 导向滑车的支架及滑轮零件工艺CAD设计 17 3.1 CAD／CAM技术 17 3.2 工艺及金属材料的分析 17 3.3 支架的材料选择及工艺分析 21 3.3.1 毛坯的选择 22 3.3.2 定位基准的选择 22 3.3.3 装夹方式的选择 22 3.3.4工艺路线的确定 23 3.4 滑轮的材料选择及工艺分析 23 3.4.1 毛坯工艺分析及选择 24 3.4.2 定位基准的选择 24 3.4.3机械加工工艺顺序 25 3.4.4工艺路线的确定 25 结 束 语 27 谢 辞 28 文 献 29 1 绪论 滑车是一种重要的吊装工具，他结构简单，使用方便，能够多次改变滑车与滑车组牵引钢索的方向和起吊或移动运转物体，特别是由滑车联合组成的滑车组，配合卷扬机，桅杆或其他起重机械，广泛应用在建筑安装作业中。 计算机辅助教学是教学发展的一个焦点，Pro/E等三维建模软件的发展以及虚拟制造技术的出现为机械类专业课教学提供了一种极好的现代化教学的工作平台。 本次设计是在我们学完了大学的全部基础课程、技术课程以及全部专业课之后进行的。此次的设计是对大学期间所学各课程及相关绘图软件的一次深入的综合性复习，也是使我们综合运用所学过的基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。我们在完成毕业设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料、国家标准、有关手册、图册等工具书，进行设计计算、数据处理、编写技术文件等方面的工作能力，也为我们以后的工作打下了坚实的基础。本次设计的目的在于： （1） 培养综合分析和解决本专业的一般工程问题的独立能力，拓宽和深化所学知识。 （2） 培养树立正确的设计思想、设计思维，掌握工程设计的一般程序、规范和方法的能力。 （3） 培养正确地使用技术知识、国家标准、有关手册、图册等工具书，进行设计计算、数据处理、编写技术文件等方面的工作能力。 （4） 培养自己进行调查研究、面向实际、面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度、工作作风和工作方法。 （5） 熟悉轴类零件加工工艺过程和掌握夹具设计的方法步骤，为以后从事相关的技术性工作打下坚实的基础。 （6） 通过对偏心轴零件的机械加工工艺设计，使我们在机械制造工艺规程设计，工艺方案论证，机械加工余量计算，工艺尺寸的确定，编写技术文件及查阅技术文献等各个方面得到一次综合性训练。初步具备设计一个中等复杂程度零件工艺规程的能力。 （7） 能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具机构设计，初步具备设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。 （8） 通过零件图、装配图的绘制，使我们进一步熟练绘图软件的使用。熟悉和掌握我国相关的制图标准和要求。 1.1 机械专业传统的教学方式存在的问题 （1） 在机械类课程的教学中，经常需要实物模型帮助学生理解教学内容，如果没有模型，仅仅依靠讲解，是很难讲清楚一个立体结构的。学生缺少对实物的感官认识也就更难理解没有模型的讲解，而传统的教学方式是利用教学实物模型，但实物模型携带不方便，而且容易损坏，不便于保管。 （2） 教学中存在的另一个问题是传统的教学实物模型一成不变，更新换代的速度慢，而几十年不变的教学模型已不能满足教学和科技时代不断进步的需要。时代在发展，教学内容在不断更新，当然教学模型也要跟上教学内容的更新，要想根据教学需要更改实物模型是很困难的。更换新实物模型成本又很高，而旧模型基本没有再利用的价值，造成很大的浪费。 （3） 传统的教学模型作运动演示和运动分析也存在很多缺陷，一是学校很难保证有一套完整的机械专业的教学模型，而且成本也较大；二是有些空间的机构内部的运动很难观察到；三是装配模型时容易损坏零件，运动容易出故障；四是运动特性的分析也很困难。 （4） 对于机械设计的教学，传统的教学方法是先展开平面简图的构思，形成稍微完整的方案之后，开始绘制三维简图，完全定型后再根据需要绘制效果图、三视图或制作简易的模型。在造型设计的过程中，需要用样品实物模型来表达设计者的构思，但对每一种方案都制作实物样品，要付出大量的劳动，还存在着精度低、修改调整困难、设计周期长及成本费用高等问题。 1.2 将三维技术应用到机械类专业课的教学中 Pro/E系统是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC)的产品。本软件采用单一数据库、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。将现代化的Pro/E三维技术应用到在机械专业课的教学中，可以解决以上传统教学存在的很多不足。 （1） 建立零件的三维模型，虚拟的模型便于现代化教学，在教学中如果应用Pro/E的三维技术建立零件的三维模型，可以避免传统教学模型的缺点，它同样具有实物教学模型的直观、容易理解的优点，又克服了传统教具的不足，避免了携带困难的问题，还便于制作多谋体课件。 （2） 把教学中常用的零件、部件和标准件建立起自己的模型库，利用Pro/E提供的强大的基于特征的参数化实体造型功能，把教学中常用的零件、部件和标准件，利用微机的存储信息量大的特点建立起自己的模型库，以充分利用已有的设计成果和前人的经验。 我们建立的教学模型库有如下特点： 1） 零件模型库的覆盖面广、标准新； 2） 当教学需要某一零件模型时，可直接从零件模型库中调出，不必手工绘制； 3） 零件模型从模型库中调入后可任意移动、旋转，在装配时确定准确的位置； 4） 零件模型库的操作使用简捷、方便、灵活、易学易懂； 5） 还可以用互联网实现零件模型库的资源共享，充分运用网络资源为教学服务。 （3） 可将各种三维零部件和机械传动在Pro/E内进行虚拟装配、三维动画演示和运动特性分析。 总之，把Pro/E的三维技术引入机械专业课的教学，彻底改变了传统的教学理念，大大改善了辅助教学环境，提高了教学效果。通过实践证明，我们只要认真研究和大胆尝试辅助教学这一现代化教学手段，不断地去学习、掌握这种技术，很好地将Pro/E的三维技术应用到我们的机械专业教学中去，提高工作效率，充分利用微机多媒体辅助教学的优越性，调动学生的积极性，就一定能有效地帮助我们达到降低教学成本，提高教学质量的目的。 1.3 本文研究的内容 本设计主要围绕导向滑车设计这个实例展开。导向滑车作为一种重要的起重行业元件，其规格和型号比较繁多，Pro/E作为一款高效快捷的CAD/CAM软件，大大提高设计人员的开发速度，本文将着重就Pro/E的实体建模、虚拟装配等功能进行导向滑车的设计。最后对导向滑车的一些定型的零件进行工艺的分析。 设计的具体要求为： （1） 导向滑车零件建模设计； （2） 导向滑车装配设计； （3） 导向滑车零件工艺设计； 2 设计过程 2.1 导向滑车零件建模设计 导向滑车包含7个零部件，其设计巧妙运用Pro/E基于单一数据库这一特点并综合运用多种建模方法和设计方法，导向滑车的最后设计结果如图2-1所示。 图2-1 导向滑车三维图 2.1.1 导向滑车支架架的设计 在上工具栏中单击“新建”按钮在系统弹出的【新建】对话框，选中其中的零件单选按钮，在“名称”栏中输入“zhijia”，不勾选“实用缺省模板”，单击，在弹出的“新文件选项”对话框中选择mmns_part_solid，将英制单位改为公制单位如图2-2所示,单击进入三维实体建模环境如图2-3所示： 图2-2 模板 图2-3.绘图页面 导向滑车骨架的设计主要是一系列基准曲线的绘制，其随后的建模设计建立在骨架设计的基础上，导向滑车的骨架设计结果如图2-4所示。 图2-4 导向滑车支架架设计结果 2.1.2 导向滑车内轴的设计 1、新建零件文件 在上工具栏中单击“新建”按钮在系统弹出的【新建】对话框，选中其中的零件单选按钮，在“名称”栏中输入“neizhou”，不勾选“使用缺省模板”，单击，在弹出的“新文件选项”对话框中选择mmns_part_solid，将英制单位改为公制单位,单击进入三维实体建模环境。 2、创建基础实体特征 单击“旋转工具”按钮，在主视区下方出现旋转特征操控板。在操控板中单击按钮，在弹出的草绘上滑面板中单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框，在该对话框中要求选择草绘平面，在主视区内选择TOP基准平面作为草绘平面，在“草绘方向”栏中自动出现默认的草绘视图方向，接受默认设置，单击按钮。弹出“参照”对话框，接受系统的默认设置，单击按钮进入草绘器，在注视区中绘制如下图的旋转草绘图，在右工具箱中单击退出草绘。在操控面板中接受系统的默认值，单击右侧的按钮，完成旋转特征的创建。 3、在实体上创建放置实体特征 1）、倒角特征。在有工具箱中单击“倒角工具”按钮，在主视区中选择两头的边线以及直径为19和37的的四条边线（选择时同时按着Ctrl键），单击下工具箱左侧下拉列表框右侧的，将倒角方式改为“45×D”，在右侧的下拉列表框中将D值改为“1”，单击下工具箱右侧的，完成倒角特征的创建。 2）、创建拉伸切除命令，我们来再轴的中心打不管穿孔。 D、在实体上创建卡槽特征 在右工具箱中单击“基准平面工具”按钮，在弹出的“基准平面”对话框中要求选择参照来确定基准平面的放置，在主视区中选择FRONT基准平面作为新建基准平面的参照，在“偏移距离”输入框中输入偏移值“6”，单击【确定】按钮完成基准平面DTME1的创建 在右工具箱中单击“拉伸工具”，在主视区下方操控板中单击按钮将拉伸方式改为剪材料，在主视区内选择上一步创建的DTME1平面作为草绘平面，接受系统默认草绘方向设置，单击按钮。在主视区中选择TOP基准平面和小圆柱的边线作为绘图参照，单击按钮进入草绘器，在注视区中绘制如下图的拉伸截面图，在右工具箱中单击退出草绘。在下工具箱的拉伸方式选项中选择“从草绘平面以指定的深度值拉伸”按钮，在拉伸深度值输入框中输入拉伸值“3.5”， 单击下工具箱右侧的完成实体的拉伸。 最后我们得到的内轴的三维图如图2-5所示 图2-5 内轴 2.1.3 导向滑车滑轮的设计 1、新建零件文件 在上工具栏中单击“新建”按钮在系统弹出的【新建】对话框，选中其中的零件单选按钮，在“名称”栏中输入“hualun”，不勾选“使用缺省模板”，单击，在弹出的“新文件选项”对话框中选择mmns_part_solid，将英制单位改为公制单位,单击进入三维实体建模环境。 2、创建基础实体特征 单击“旋转工具”按钮，在主视区下方出现旋转特征操控板。在操控板中单击按钮，在弹出的草绘上滑面板中单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框，在该对话框中要求选择草绘平面，在主视区内选择TOP基准平面作为草绘平面，在“草绘方向”栏中自动出现默认的草绘视图方向，接受默认设置，单击按钮。弹出“参照”对话框，接受系统的默认设置，单击按钮进入草绘器，在注视区中绘制如下图的旋转草绘图，在右工具箱中单击退出草绘。在操控面板中接受系统的默认值，单击右侧的按钮，完成旋转特征的创建。 3、最后通过旋转切除命令的到图2-6所示视图 图2-6 滑轮 2.1.4 其它零件的创建 至此导向滑车的主要零件以创建完成，下面还有很多装配用的小零件，其建模过程不再详细介绍。只列出其最终结果。 包括：螺栓、轴卡、衬套。分别为图：2-7、2-8和2-9所示； 图2-7 螺栓 图2-8 轴卡 图2-9 衬套 至此导向滑车所有零件三维建模都以完成，下一步就是装配。 2.2 导向滑车装配设计 1. 新建装配文件如图2-10所示，在上工具栏中单击“新建”按钮在系统弹出的【新建】对话框，选中其中的组件按钮，在“名称”栏中输入“ zhangpeitu”，不勾选“使用缺省模板”， 单击，在弹出的“新文件选项”对话框中选择mmns_part_solid，将英制单位改为公制单位,单击进入三维实体建模环境。 图2-10 新建组件 2.在装配环境中选择插入/元件/装配/命令或者选择基础特征工具栏插入元件工具选择元件进行装配，在出现的元件放置对话框中可以设置装配元件的参照约束关系，第一个部件一般选择缺省约束， 图2-11 元件放置对话框 A、放置滑轮，约束方式为“缺省”； B、装配衬套，约束方式为“匹配”和“插入”； C、装配支架，约束方式为“对齐”和“匹配”； D、装配内轴，约束方式为“匹配”和“插入”； E、装配轴卡，约束方式为“对齐”和“匹配”； F、装配螺栓，约束方式为“对齐”和“匹配”； 添加各个部件通过选择约束条件，旋转和移动操作完成零部件的装配如图2-12所示： 图2-11 完成后的总装配 3 导向滑车的支架及滑轮零件工艺CAD设计 3.1 CAD／CAM技术 CAD技术起源于美国，它经历了一个由二维设计技术向三维设计技术发展的过程。早期的二维机械CAD技术实际上是计算机辅助绘图（Computer Aided Drafting），它只是起到了一个电子图板的作用，因为二维机械CAD技术没能很好地解决设计中最困难的几个问题，如：复杂的投影线生成问题、尺寸漏标问题、漏画图线问题、机构几何关系和运动关系的分析讨论问题、设计的更新与修改问题、设计工程管理问题等。所以，二维机械CAD没有起到真正的计算机辅助设计的作用。其实，人在设计零件时的思维是三维的，是与颜色、材料、硬度、形状、尺寸、位置、相关零件、制造工艺等概念相关联的，甚至带有相当复杂的运动关系，只是由于以前的手段有限，人们不得不共同约定了在第一象限平行正投影的二维视图表达规则，用有限个相关联的二维投影图表达自己的三维设想。通常，二维图的表达信息是极不完整的，而且绘图、读图要经过专门训练的人来进行，以便“纠正”人类头脑中的原始的、关于几何形体表达的“错误”，于是人们迫切渴望三维CAD技术的出现。 CAD／CAM技术推动了几乎一切领域的设计革命，CAD技术的发展和应用水平已成为衡量一个国家科技现代化和工业现代化水平的重要标志之一。CAD／CAM技术从根本上改变了过去的手工绘图、发图、凭图样组织整个生产过程的技术管理方式，将它变为在图形工作站上交互设计、用数据文件发送产品定义、在统一的数字化产品模型下进行产品的设计打样、分析计算、工艺计划、工艺装备设计、数控加工、质量控制、编印产品维护手册、组织备件订货供应等等 3.2 工艺及金属材料的分析 一、材料 机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金，非金属材料如塑料、橡胶等，在机械制造中也得到广泛的应用。 金属材料主要指铸铁和钢，它们都是铁碳合金，它们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于2%的铁碳合金称为钢，含碳量大于2%的称为铁。 1铸铁 常用的铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。其中灰铸铁和球墨铸铁属脆性材料，不能辗压和锻造，不易焊接，但具有适当的易熔性和良好的液态流动性，因而可铸成形状复杂的零件。灰铸铁的抗压强度高，耐磨性、减振性好，对应力集中的敏感性小，价格便宜，但其抗拉强度较钢差。灰铸铁常用作机架或壳座。球墨铸铁强度较灰铸铁高且具有一定的塑性，球墨铸铁可代替铸钢和锻钢用来制造曲轴、凸轮轴、油泵齿轮、阀体等。 2钢 钢的强度较高，塑性较好，可通过轧制、锻造、冲压、焊接和铸造方法加工各种机械零件，并且可以用热处理和表面处理方法提高机械性能，因此其应用极为广泛。 钢的类型很多，按用途分，钢可分为结构钢、工具钢和特殊用途钢。结构钢可用于加工机械零件和各种工程结构。工具钢可用于制造各种刀具、模具等。按化学成分钢可分为碳素钢和合金钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量，含碳量越多，其强度越高，但塑性越低。碳素钢包括普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。普通碳素结构钢（如Q215、Q235）一般只保证机械强度而不保证化学成分，不宜进行热处理，通常用于不太重要的零件和机械结构中。低碳钢的含碳量低于0.25%，其强度极限和屈服极限较低，塑性很高，可焊性好，通常用于制作螺钉、螺母、垫圈和焊接件等。含碳量在0.1%~0.2%的低碳钢零件可通过渗碳淬火使其表面硬而心部韧，一般用于制造齿轮、链轮等要求表面耐磨而且耐冲击的零件。中碳钢的含碳量在0.3%~0.5%之间，它的综合力学性能较好，因此可用于制造受力较大的螺栓、螺母、键、齿轮和轴等零件。含碳量在0.55%~0.7%的高碳钢具有高的强度和刚性，通常用于制作普通的板弹簧、螺旋弹簧和钢丝绳。合金结构钢是在碳钢中加入某些合金元素冶炼而成。每一种合金元素低于2%或合金元素总量低于5%的称为低合金钢。每一种合金元素含量为2%~5%或合金元素总含量为5%~10%的称为中合金钢。每一种合金元素含量高于5%或合金元素总含量高于10%的称为高合金钢。加入不同的合金元素可改变钢的机械性能并具有各种特殊性质。例如铬能提高钢的硬度，并在高温时防锈耐酸；镍使钢具有良好的淬透性和耐磨性。合金钢较碳素钢价格高，对应力集中亦较敏感，因此只用于碳素钢难于胜任工作时才考虑采用。 用碳素钢和合金钢浇铸而成的铸件称为铸钢，通常用于制造结构复杂、体积较大的零件，但铸钢的液态流动性比铸铁差，且其收缩率的铸铁件大，故铸钢的壁厚常大于10ｍｍ，其圆角和不同壁厚的过渡部分应比铸铁件大。表3-1是常用的金属材料的机械性能。 表3-1 常用金属材料的机械性能 牌号 铸件类别 铸件壁厚/mm 铸件最小抗拉强度sb /Pa 适用范围及举例 HT100 铁素体 灰铸铁 2.5～10 130 低载荷和不重要零件，如盖、外罩、手轮、支架、重锤等 10～20 100 20～30 90 30～50 80 HT150 珠光体+铁素体灰铸铁 2.5～10 175 承受中等应力（抗弯应力小于100MPa）的零件，如支柱、底座、齿轮箱、工作台、刀架、端盖、阀体、管路附件及一般无工作条件要求的零件 10～20 145 20～30 130 30～50 120 HT200 珠光体 灰铸铁 2.5～10 220 承受较大应力（抗弯应力小于300MPa）和较重要零件，如汽缸体、齿轮、机座、飞轮、床身、缸套、活塞、刹车轮、联轴器、齿轮箱、轴承座、液压缸等 10～20 195 20～30 170 30～50 160 HT250 4.0～10 270 10～20 240 20～30 220 30～50 200 HT300 孕育铸铁 10～20 290 承受弯曲应力（小于500MPa）及抗拉应力的重要零件，如齿轮、凸轮、车床卡盘、剪床和压力机的机身、床身、高压油压缸、滑阀壳体等 20～30 250 30～50 230 HT350 10～20 340 20～30 290 30～50 260 二、材料选用的原则 从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则： （1） 载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况 对于承受拉伸载荷为主的零件宜选用钢材，承受压缩载荷的零件应选铸铁。脆性材料原则上只适用于制造承受静载荷的零件，承受冲击载荷时应选择塑性材料。 （2） 零件的工作条件 在腐蚀介质中工作的零件应选用耐腐蚀材料，在高温下工作的零件应选耐热材料，在湿热环境下工作的零件，应选防锈能力好的材料，如不锈钢、铜合金等。零件在工作中有可能发生磨损之处，要提高其表面硬度，以增强耐磨性，应选择适于进行表面处理的淬火钢、渗碳钢、氮化钢。金属材料的性能可通过热处理和表面强化（如喷丸、滚压等）来提高和改善，因此要充分利用热处理和表面处理的手段来发挥材料的潜力。 （3） 零件的尺寸及质量 零件尺寸的大小及质量的好坏与材料的品种及毛坯制取方法有关，对外形复杂、尺寸较大的零件，若考虑用铸造毛坯，则应选用适合铸造的材料；若考虑用焊接毛坯，则应选用焊接性能较好的材料；尺寸小、外形简单、批量大的零件，适于冲压和模锻，所选材料就应具有较好的塑性。 （4） 经济性 选择零件材料时，当用价格低廉的材料能满足使用要求时，就不应选择价格高的材料，这对于大批量制造的零件尤为重要。此外还应考虑加工成本及维修费用，，使综合经济效益最高。 在生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程，如毛坯制造、机械加工、热处理和装配等过程，均为工艺过程。工艺过程是生产过程的主要组成部分。 采用机械加工的方法，直接改变毛坯形状、尺寸和表面质量，使成为合格的零件的过程成为机械加工工艺过程。 支架的形式一般分为焊接形式和铸造。由于铸铁的铸造性能好、价廉和吸振能力 强,所以应用最广，这里支架形式为铸造形式。 机械产品的生产过程是将原材料转化为成品的全过程。包括生产技术准备、毛坯制造、机械加工、热处理、装配、测试检验及涂装等过程，凡对加工对象的尺寸、形状或性能产生一定变化的均为直接生产过程。 机械生产过程还包括工艺装备的制造、原材料的供应、工件的运输和储存、设备的维修及动力供应等。不使加工对象发生变化的称为辅助生产过程。 3.3 支架的材料选择及工艺分析 支架是机械的基础零件之一。由它将机械和部件中的轴、滑轮、卡盘等有关零件集合成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置关系。因此，支架的加工质量对机械的精度、性能和寿命都有直接的影响。 3.3.1 毛坯的选择 本课题所设计的支架采用铸铁HT150，因为铸铁具有较好的耐磨性、铸造性、切削性和减振性，且成本低廉。加工方法多采用铸造，毛坯在铸造时应防止砂眼和气孔产生。为了减少残余应力，支架铸造后应进行时效处理。其加工工艺路径为：铸造—热处理—镗—钻孔。 毛坯材料为HT150，毛坯尺寸为320mm×162mm×90mm。 3.3.2 定位基准的选择 选择工件的定位基准，实际上是确定工件的定位基面。根据选定的基面加工与否，又将定位基准分为粗基准和精基准。在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。 在选择定位基准时，是从保证工件精度要求出发的，因此分析定位基准选择的顺序应为从精基准到粗基准。 （1）精基准的选择原则 选择精基准时，应能保证加工精度和装夹可靠、方便，可按照基准重合、基准统一、自为基准、互为基准、便于装夹等原则进行选择。 根据其原则，确定该零件的精基准为零件的外轮廓及零件底面。 （2）粗基准的选择原则 选择粗基准要求应能保证加工面与不加工面之间的位置要求并合理分配加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准，可按照非加工表面、加工余量最小、重要表面、不重复使用、便于工件装夹等原则进行选择。 3.3.3 装夹方式的选择 在机床上加工中，为保证加工精度，必须先使工件在机床上占据一个正确位置，即定位；然后将其压紧压牢，使其在加工中保持这一正确位置不变，即夹紧。从定位到夹紧的全过程称为工件的装夹。 经分析，该零件需要进行二次装夹方能完成零件的加工。在第一次装夹时为镗孔，此次装夹时以毛坯外轮廓定位，采用一面两销的方式进行装夹；以限制六个自由度。 3.3.4工艺路线的确定 工序1：制造毛坯320mm×162mm×90mm。 工序2：清沙。 工序3：时效处理。 工序4：粗精铣Ф35轴孔表面。 工序5：镗孔Ф35轴孔。 工序6：钻Ф22孔。 工序7：扩Ф22孔。 工序8：攻丝2-M8深18。 工序9：去毛刺。 工序10：检验。 工序11：入库。 3.4 滑轮的材料选择及工艺分析 本课题所设计的滑轮采用铸铁HT150，因为铸铁具有良好的耐磨性和减振性，而且价格低廉。加工工艺路线：铸造外形—车削外形—车削内孔。 3.4.1 毛坯工艺分析及选择 机械加工中毛坯的种类有很多种，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件、焊接组合件等，同一种毛坯又可能有不同的制造方法。为了提高毛坯的制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但往往会增加毛坯的制造成本。选择毛坯的制造方法一般应当考虑一下几个因素。 （1）材料的工艺性能 材料的工艺性能在很大程度上决定毛坯的种类和制造方法。例如，铸铁，铸造青铜等脆性材料不能锻造和冲压，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造组合毛坯，而只能用铸造。低碳钢的铸造性能差，很少用于铸造；但由于可锻性能，可焊接性能好，低碳钢广泛用于制造锻件、型材、冲压件等。 （2）毛坯的尺寸、形状和精度要求 毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料；直径相差较大的宜采用锻件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模锻或压铸、特种铸造方法制造，而适宜采用自由锻造或是砂型铸造。形状复杂的毛坯，不宜采用型材或自由锻件，可采用铸件、模锻件、冲压件或组合毛坯。 （3）零件的生产纲领 选择毛坯的制造方法，只有与零件的生产纲领相适应，才能获得最佳的经济效益。生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，如模锻及熔模铸造等；生产纲领小时，宜采用设备投资少的毛坯制造方法，如木模砂型铸造及自由锻造。 根据上述内容的几个方面来分析本零件，零件材料为45号钢，首先分析45号钢材料的性能，45号钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工。调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等；其次，观察零件图知，本设计零件为轴类零件（毛坯一般为棒料和锻件），各直径尺寸相差较大，且该轴在工作过程中要承受冲击载荷和扭矩，是主要的动力输出元件，故为增强其强度、刚度和冲击韧性，毛坯选择锻件；再者，前面已经确定零件的生产类型为大批量生产。因此，本零件的毛坯种类以模锻方法获得。 本课题所设计的滑轮采用铸铁HT150，因为铸铁具有较好的耐磨性、铸造性、切削性和减振性，且成本低廉。加工方法多采用铸造，毛坯在铸造时应防止砂眼和气孔产生。为了减少残余应力，滑轮铸造后应进行时效处理。其加工工艺路径为：铸造外形—车削外形—车削内孔。 毛坯材料为HT150，毛坯尺寸为Ф145mm×48mm。 3.4.2 定位基准的选择 选择工件的定位基准，实际上是确定工件的定位基面。根据选定的基面加工与否，又将定位基准分为粗基准和精基准。在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。 在选择定位基准时，是从保证工件精度要求出发的，因此分析定位基准选择的顺序应为从精基准到粗基准。 （1）精基准的选择原则 选择精基准时，应能保证加工精度和装夹可靠、方便，可按照基准重合、基准统一、自为基准、互为基准、便于装夹等原则进行选择。 根据其原则，确定该零件的精基准为零件的外轮廓及零件底面。 （2）粗基准的选择原则 选择粗基准要求应能保证加工面与不加工面之间的位置要求并合理分配加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准，可按照非加工表面、加工余量最小、重要表面、不重复使用、便于工件装夹等原则进行选择。 3.4.3机械加工工艺顺序 （1）机械加工顺序 ① 遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即在前面加工阶段先加工中心孔。 ②遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 ③遵循“先主后次”原则，如先加工外圆表面，再加工键槽。 ④遵循“先面后孔”原则，先加工外圆表面再加工其余的。 （2）热处理工序 毛坯锻造成型后，应当对毛坯进行正火处理以去除内应力，然后再进行机械加工。在粗加工之后、精加工之前，安排调质处理，获得良好的综合机械性能。 （3）辅助工序 在对本零件的所有加工工序完成之后，安排去毛刺、清洗、终检工序。 3.4.4工艺路线的确定 工序1：制造毛坯Ф145mm×48mm。 工序2：清沙。 工序3：时效处理。 工序4：粗精铣Ф145滑轮两侧面。 工序5：车削外形。 工序6：车槽宽6mm。 工序7：粗车削内孔Ф45。 工序8：精车削内孔Ф45H8。 工序9：去毛刺。 工序10：检验。 工序11：入库。 结 束 语 本次毕业设计现在就要接近尾声，回首这两个月的设计过程觉得收获很大。 通过本次设计，不仅把这大学四年间所学到的理论知识和专业知识很好的运用与毕业设计的过程中，而且培养了自己认真思考的能力，在处理问题时有了新的认识和方法，并加强了和同学之间进行探讨而解决问题的能力。 本文详细介绍了导向滑车的三维设计，从零件建模到零件装配设计。然后介绍了支架的制造工艺。 通过本次毕业设计，不仅锻炼了自己的查阅资料的能力，让我熟悉有关技术政策，熟练的应用国家标准，规范手册，图册等工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件的独立工作能力。还让我感觉到了团体的力量，遇到问题时，通过本小组讨论、分析和指导老师的指导，最终总能得到满意的结果。对如我们目前所掌握的知识，实际实践经验以及设计的时间，设计一台机床一个人不可能独立完成，需要我们彼此全力合作，才能真正发挥团体的力量。 通过本次毕业设计，在我的头脑中建立了机械设计的具体步骤和设计中所要思考的细节问题，这对今后的工作必将有很大的帮助。对一名即将踏入社会的大学毕业生起了很重要的指导作用。由于所学知识有限，设计中难免存在一些问题，还请老师和同学批评指正。 文 献 [1] 谢晓华.浅谈Pro／ENGINEER的三维技术在机械专业教学中的应用 [J].湖南科技学院学报,2005(05)：287~288 [2] 朱金波.Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 工业产品设计完全掌握[M].北京：兵器工业出版社.2007.3 [3] 谭雪松,朱金波,朱新涛.Pro/ ENGINEER Wildfire 中文版典型实例[M].北京：人民邮电出版社.2005.9 [4] 林清安. Pro/ENGINEER野火3.0中文版动态机构设计与仿真[M].北京:电子工业出版社.2007.3 [5] 林清安.Pro/ Engineer Wildfire3.0中文版零件设计下［M］.北京:电子工业出版社，2006.12 [6] 林清安.Pro/ Engineer Wildfire3.0中文版零件设计上［M］.北京:电子工业出版社，2006.12 [7] 铸造工程师手册编写组. 铸造工程师手册.机械工程出版社.2002.2 [8] 李弘英，赵成志.铸造工艺设计. 机械工业出版社.2005.3. [9] 李魁盛河北工学院.铸造工艺设计基础. 机械工业出版社.1980.3 [10] 龙文元 卢百平 金属液态成型模具设计 化学工业出版社 2010.6 [11] 赵菲菲，王正德.轴类零件机械加工工艺规程的制定[J]. 林业机械与木工设备， [12] Soo Hong Lee， M.R. Cutkosky . Fixture Planning With Friction[J]. Journal of Engineering for Industry，1991. [13] 孙已德.机床夹具图册[M].北京：机械工业出版社，1983． [14] 艾兴，肖诗纲.切削用量简明手册[M],北京：机械工业出版社，2004． [15] 陈日曜.金属切削原理[J].北京：机械工业出版社，2002． [16] 王光斗.王春福．机床夹具设计手册[M].上海：上海科学技术出版社，2000． [17] 陈宏钧.实用机械加工工艺手册（第二版）[M].北京：机械工业出版社，2004． [18]Chon .Geometric Reasoning for Layout Design Machining Fixture [J]. Computer Integrated Manufacturing , 1994.7(3):175-185. 28