吴舆薪_毕业设计论文

学号：24131901367南湖学院毕业论文（设计）题目: 基于Pro/Engineer的挖掘机工作装置设计作者晏超届别2017届系别机械与电子工程系专业机械设计制造及其自动化指导教师周勇职称高工完成时间2017.05摘要随着我国基础设施建设的深入和在建设中挖掘机的广泛应用，发展满足我国国情所需要的挖掘机是十分必要的。

本设计主要对挖掘机工作装置的连杆机构、斗杆等进行计算机辅助设计，依据使用过程中的功能和运动性能要求，对其结构进行参数化设计，以便今后能根据用户的使用要求及时对挖掘机工作装置中运动部件的形状和尺寸进行更改。

同时，设计应能根据用户使用要求对其中的一些部件进行替换装配，并进行初步的运动分析，使所设计的挖掘机摇臂机构能实现所需要的传动要求，从而达到快速设计产品的要求。

主要采用计算机辅助设计行业内非常著名的Pro/Engineer软件来对挖掘机工作装置进行三维参数化设计。

关键词：Pro/Engineer；挖掘机；工作装置；参数化设计ABSTRACTWith China's industries continue to develop and die industry is also becoming increasingly important. Based on the Cover of the stamping process and the deep drawing process, Comparative analysis of the process of forming three different stamping process (single processes, complex processes and continuous processes) confirm completion of a composite model blanking, drawing processes and punching process. On the cover of the cold stamping process, right after the Cover of the mass production, quality components, and the use of structural components of the analysis, research, in line with lower performance prerequisite to the identification of stampings, Stamping method used to complete the processing components, and a brief analysis of the blank shape, size, layout, the Conference Board, the number of Drawing, stamping processes in nature, number and sequence determination. For the process, the center of pressure, the die size and the tolerance of the calculation, design mold. Also analyzes the mold of the main components (such as punch and die and dump devices, drawing punch, slates, Punch plate, etc.) design and manufacturing, stamping equipment selection, punch-gap adjustment and establishment of a vital parts machining process. Die requirements set out a detailed list of parts, and gives a reasonable assembly. By fully utilizing modern manufacturing technology to mold traditional mechanical parts for structural improvements, design optimization, Process optimization methods can greatly enhance production efficiency, the method of similar products have some reference.Keywords:Cover; Mold design; Composite molding; Drawing Punch目录第一章分析零件的工艺性 (1)第二章确定工艺方案 (3)2.1 计算毛坯尺寸 (3)2.2 确定是否需要压边圈 (3)2.3 计算拉深次数 (3)2.4 确定工艺方案 (4)第三章主要工艺参数的计算 (6)3.1 确定排样、裁板方案 (6)3.2 计算工艺力、初选设备 (7)3.2.1 计算工艺力 (7)3.2.2 拉深功的计算 (9)3.2.3 初选压力机 (10)3.2.4 计算压力中心 (10)3.2.5 计算凸、凹模刃口尺寸及公差 (10)第四章模具的结构设计 (12)4.1 模具结构形式的选择 (13)4.1.1 模架的选用 (13)4.1.2模具的闭合高度 (13)4.2 模具工作部分尺寸计算 (14)4.2.1 落料凹模 (14)4.2.2 拉深凸模 (14)4.2.3 凸凹模 (15)4.2.4 冲孔凸模 (16)第五章模具的整体安装 (16)5.1 模具的总装配 (16)第六章选定冲压设备 (18)第七章模具的装配 (19)7.1 复合模的装配 (19)7.2 凸、凹模间隙的调整 (19)第八章重要零件的加工 (20)参考文献 (22)致谢 (23)第一章 分析零件的工艺性冲压件工艺性是指冲压零件在冲压加工过程中加工的难易程度。

虽然冲压加工工艺过程包括备料—必要的辅助工序—冲压加工工序—组合、包装—质量检验的全过程，但是分析工艺性的重点要在冲压加工工序这一过程中。

而冲压加工工序很多，各种工序的工艺性也不尽相同。

即使是同一个零件，由于生产单位里的生产条件、工艺装备的情况及生产的传统习惯等不同，其工艺性的涵义也不尽相同。

这里我们是要重点分析零件的结构工艺性。

该零件是端盖，如图1.1，该零件可看成带中间小孔的筒形件，料厚t=1.5mm ，拉深后厚度不变；零件顶部圆角半径r=3mm ；尺寸公差都为自由公差，满足拉深工艺对精度等级的要求。

图1.1 工件图工艺性对精度的要求是一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级；对于精度要求高的拉深件，应在拉深后增加整形工序，以提高其精度。

影响拉深件工艺性的因素主要有拉深件的结构与尺寸、精度和材料。

拉深工艺性对结构与尺寸的要求是拉深件因尽量简单、对称，并能一次拉深成形；拉深件的壁厚公差或变薄量一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律；当零件一次拉深的变形程度过大时，为避免拉裂，需采用多次拉深，这时在保证必要的表面质量前提下，应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹；在保证装配要求下，应允许拉深件侧壁有一定的斜度；拉深件的径向尺寸应只标注外形尺寸或内形尺寸，而不能同时标注内、外形尺寸。

工艺性要求材料具有良好的塑性，屈强比b s σσ/值越小，一次拉深允许的极限变形程度越大，拉深的性能越好；板厚方向性系数r和板平面方向性系数r∆反映了材料的各向异性性能，当r较大或r∆较小时，材料宽度的变形比厚度方向的变形容易，板平面方向性能差异较小，拉深过程中材料不易变薄或拉裂，因而有利于拉深成形。

该零件结构较简单、形状对称，完全由圆弧和直线组成，没有长的悬臂和狭槽。

零件尺寸除中心孔和两中心孔的距离尺寸接近IT11级外，其余尺寸均为自由尺寸且无其他特殊要求，利用普通冲裁方法可以达到零件图样要求。

零件材料为20号钢，退火抗拉强度为400Mpa，屈服强度为206Mpa.此材料具有良好的结构强度和塑性，其冲裁加工性较好。

该零件的冲裁性较好，可以冲裁加工，适于大批大量。

第二章 确定工艺方案2.1 计算毛坯尺寸由于板料在扎压或退火时所产生的聚合组织而使材料引起残存的方向性，反映到拉深过程中，就使筒形拉深件的口部形成明显的突耳。

此外，如果板料本身的金属结构组织不均匀、模具间隙不均匀、润滑的不均匀等等，也都会引起冲件口高低不齐的现象，因此就必需在拉深厚的零件口部和外缘进行修边处理。

这样在计算毛坯尺寸的时候就必需加上修边余量然后再进行毛坯的展开尺寸计算。

根据零件的尺寸取修边余量的值为2mm 。

在拉深时，虽然拉深件的各部分厚度要求发生一些变化，但如果采用适当的工艺措施，则其厚度的变化量还是并不太大。

在设计工艺过程时，可以不考虑毛坯厚度的变化。

同时由于金属在塑性变形过程中保持体积不变，对于该零件又可看成圆筒拉深件，所以根据公式D = 2.12.2 确定是否需要压边圈坯料相对厚度%100⨯Dt …………………………………………2.3 2100%2%98⨯≈%5.1〈 所以不需要压边圈。

2.3 计算拉深次数在考虑拉深的变形程度时，必需保证使毛坯在变形过程中的应力既不超过材料的变形极限，同时还能充分利用材料的塑性。

也就是说，对于每道拉深工序，应在毛坯侧壁强度允许的条件下，采用最大的变形程度，即极限变形程度。

极限拉深系数值可以用理论计算的方法确定。

即使得在传力区的最大拉应力与在危险断面上的抗拉强度相等，便可求出最小拉深系数的理论值，此值即为极限拉深系数。

但在实际生产过程中，极限拉深系数值一般是在一定的拉深条件下用实验的方法得出的，我们可以通过查表来取值。

该工件拉深一个过程，因此可以计算其拉深系数来确定拉深次数。

其实际拉深系数为： 零件的总拉深系数为780.8098d m D ==≈，根据200.2678h d =≈，100%2%t D⨯≈，由教材<<冲压工艺与模具设计>>上表4-16、4-18查得一次允许的拉深系数46.01=m ，第一次拉深的最大相对高度53.0~42.011=d h 。

因材料为20号钢,具有良好的强度和塑性,其加工工艺性较好,可减小带凸缘筒形件的首次拉深系数及增大最大相对高度。