CADCAMCAE課程設(shè)計(jì)尖嘴鉗

1、«CAD/CAM/CAE設(shè)計(jì)實(shí)踐課程設(shè)計(jì)課程：CAD/CAM/CAE設(shè)計(jì)實(shí)踐學(xué)期：20172018學(xué)年第一學(xué)期教師：陶林時(shí)間：2017年10月20日姓名：學(xué)號(hào)：年級(jí)、專業(yè)：尖嘴鉗的CAD/CAM/CAE設(shè)計(jì)1. 尖嘴鉗的簡介尖嘴鉗（英文名稱：needle-nosepliers別名：修口鉗、尖頭鉗、尖咀鉗）是由尖頭、刀口和鉗柄組成，電工用尖嘴鉗的材質(zhì)一般由45#鋼制作，類別為中碳鋼，其含碳量為0.45%,韌性硬度都合適。圖1、圖2分別是一般尖嘴鉗的正反面結(jié)構(gòu)圖圖1尖嘴鉗正面圖2尖嘴鉗背面1.1用途尖嘴鉗鉗柄上套有額定電壓500V的絕緣套管。尖嘴鉗是一種常用的鉗形工具，主要用來剪切線徑較

2、細(xì)的單股與多股線，以及給單股導(dǎo)線接頭彎圈、剝塑料絕緣層等，能在較狹小的工作空間操作，不帶刃口者只能火捏工作，帶刃口者能剪切細(xì)小零件，它是電工（尤其是內(nèi)線器材等裝配及修理工作）常用的工具之一。1.2工作原理尖嘴鉗是一種運(yùn)用杠桿原理（亦稱“杠桿平衡條件”。要使杠桿平衡，作用在杠桿上的兩個(gè)力的大小跟它們的力臂成反比。動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂，用代數(shù)式表小為F1?l1=F2?l2。式中，F(xiàn)1表小動(dòng)力,11表小動(dòng)力臂,F2表小阻力，12表小阻力臂）的典型工具之一。1.3操作方法一般用右手操作，使用時(shí)握住尖嘴鉗的兩個(gè)手柄，開始夾持或剪切工作。用尖嘴鉗折彎導(dǎo)線接頭的操作方法是：先將線頭向左折，然后緊靠螺桿

3、依順時(shí)針方向向右彎即成。尖嘴鉗稍加改制，可作剝線尖嘴鉗。方法是：用電鉆在尖嘴鉗剪線用的刀刃前段鉆0.8、1.0mm兩個(gè)槽孔，再分別用1.2、1.4mm的鉆頭擴(kuò)一下（注意：不擴(kuò)穿）,使這兩個(gè)槽孔有一個(gè)薄薄的刃口。1.4修理維護(hù)不用尖嘴鉗時(shí)，應(yīng)表面涂上潤滑防銹油，以免生銹，或者支點(diǎn)發(fā)澀。1.5注意事項(xiàng)使用時(shí)注意刃口不要對(duì)向自己，使用完放回原處，放置在兒童不易接處的地方，以免受到傷害。1.6分門別類市面上的尖嘴鉗可以分為：高檔日式尖嘴鉗、專業(yè)電子尖嘴鉗、德式省力尖嘴鉗、VDE耐高壓尖嘴鉗等。2. 尖嘴鉗的裝配本次設(shè)計(jì)利用了Pro/E三維建模工具，完成了產(chǎn)品零件的建模（未寫建模過程），主要說明了產(chǎn)品各

4、個(gè)部分連接的方式（利用爆炸圖進(jìn)行說明，爆炸圖標(biāo)注各個(gè)零件的名稱）及裝配方法。并選擇了一個(gè)典型的零件輸出其工程圖。2.1尖嘴鉗的整體裝配圖圖3尖嘴鉗正面模型圖圖4尖嘴鉗反面模型圖如上圖，圖3、圖4是尖嘴鉗建模圖，可以開出與實(shí)物圖基本一致，說明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)即外形符合要求2.2尖嘴鉗的爆炸圖圖5尖嘴鉗爆炸圖2.3尖嘴鉗的裝配由爆炸圖可知，尖嘴鉗由5件零件裝配得來。鉗子左右兩鉗柄中間凹陷部分的表面重合實(shí)現(xiàn)卡住的作用如圖6,然后用連接件（圓柱體）通過釧釘連接。這樣把兩鉗柄套入之后，再用熱鍛壓把多出來的柱狀壓平，就自然嵌套上了，再經(jīng)過鐵床銖平面，鉗子上下表面就沒明顯突出了。圖6鉗子主體連接圖7裝配絕緣管套把鉗

5、子主體連接好了以后，把用PP（聚丙烯）制造的絕緣套管套上鉗子手柄即可完成鉗子的裝配，如圖7。2.4工程圖繪制選擇其中一個(gè)鉗柄進(jìn)行工程圖繪制，然后進(jìn)行尺寸標(biāo)注、基本制造說明和圖紙說明，如圖8。圖8鉗柄的工程圖3. 尖嘴鉗的CAM過程本次設(shè)計(jì)選擇了尖嘴鉗的一個(gè)零部件鉗柄，說明了其CAM過程，其中包零部件的加工工藝（如表1和表2所示），加工的機(jī)床，加工參數(shù)的含義和主要的程序段，程序截取前10句，并解釋了這些程序的含義。作者首先完成工藝分析（分析零件特征，加工要求，最優(yōu)的加工方法），然后再填工藝卡片，特別是加工方法和參數(shù)，最后通過Creo2.0軟件的仿真說明某個(gè)部位加工參數(shù)的設(shè)置方法和程序含義。3.1

6、零件分析由工程圖可知，零件手柄部分存在彎曲現(xiàn)象，不能車鐵加工，而尖嘴鉗材料是45號(hào)鋼，應(yīng)此采用鍛造制造毛坯，方便成型。鉗柄連接部分通過鍛造制成實(shí)體，然后通過后期銖削加工銖去一半，再打通孔用丁連接。然后銖出釧口，刨出鉗口，進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，獲得強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性良好的綜合力學(xué)性能。最后精銖平面部分，去除所有毛刺。3.2工藝卡片加工過程卡片見下表1,加工工序卡片見表2到表6表1工藝過程卡片西南交通大學(xué)土過程卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)機(jī)械加工工產(chǎn)品名稱尖嘴鉗零件名稱鉗柄共1頁第1頁材料牌號(hào)45#毛坯種類中碳鋼毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)1每臺(tái)件數(shù)1彳備注工序號(hào)工名序稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備工時(shí)準(zhǔn)終單件1

7、鍛造鍛造毛坯2熱處理正火3粗銖零件上表面XA5032虎口鉗4粗銖零件下表面XA5032虎口鉗5粗鐵掉連接圓的一半XA5032壓板6鉆鉆出412的孔XA5032虎口鉗7銖出釧口XA5032壓板8鍛壓用特殊刀具鍛壓出鉗口9熱處理調(diào)質(zhì)10精銳輪廓XA5032壓板100去毛刺去除全部毛刺鉗工臺(tái)110終檢按零件圖樣要求全面檢查設(shè)計(jì)（日期）校對(duì)（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì)簽（日期）張華2017.11.20標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期表2工序卡片描圖描校底圖號(hào)零件圖號(hào)零件名稱共頁第頁車間毛坯種類設(shè)備名稱工序號(hào)工序名3銖零件上表面毛胚外形尺寸每毛坯可制作件數(shù)設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)材料

8、牌每臺(tái)件數(shù)同時(shí)加工件數(shù)銃床XA5032夾具編號(hào)夾具名稱切削液工位器具編號(hào)工序工時(shí)工位器具名稱準(zhǔn)終單件工步工步內(nèi)容號(hào)1銃上表面工藝裝備虎口鉗主軸轉(zhuǎn)速r/min1400切削速度m/min進(jìn)給量mm/min3690切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)mm機(jī)動(dòng)輔助裝訂號(hào)設(shè)計(jì)（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì)簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期2017.11.22表3工序卡片11q1i標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期2017.11.22J表4工序卡片描圖描校底圖號(hào)裝訂號(hào)設(shè)計(jì)（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì)簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日

9、期2017.11.22表5工序卡片底圖號(hào)工序號(hào)工序名材料牌7銖出鋼口毛坯種類毛胚外形尺寸每臺(tái)件數(shù)設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)銖床XA5032夾具編號(hào)夾具名稱切削液工位器具編號(hào)工位器具名稱工步內(nèi)容工藝裝備壓板機(jī)械加工工序卡片零件圖號(hào)零件名稱每毛坯可制作件同時(shí)加工件工序工時(shí)工1銃出鋤口10024標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì)簽（日期）產(chǎn)品型號(hào)產(chǎn)品名稱準(zhǔn)終單件主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速m/minmm/min深度mm次數(shù)工步工時(shí)280036描校機(jī)動(dòng)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期2017.11.22表6工序卡片標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期2017.11.22本次CAM勺過程是工

10、序3和4,其中只選取了銖削工件上表面。在Creo2.0中繪制出鍛造粗銖過后要銖連接處的零件和銖后的完成模型，通過Creo2.0制造功能把兩者裝配在一起，見圖9,圖10圖9銃后的完成零件圖10銃前銃后兩裝配零件選擇機(jī)床類型為鐵床。在刀具設(shè)定中選擇端銖削，然后選擇刀具為直徑為6,長為50的端銖削刀。刀具參數(shù)設(shè)置如下圖12。圖11設(shè)置刀具參數(shù)通過參考坐標(biāo)系設(shè)置z軸，在“操作”里設(shè)置材料為1045,加工參數(shù)如圖11所示切削進(jìn)給L&自由迸培退刀避給;既TRAM；切入進(jìn)繪星步長探度藪差0.01跨距底部允注余里切割屬0終止超程0起始超程Q掃捆類空類型3切割類型III蹴安全距離5挫近距離退刀距菌主軸速

11、度1頌|冷卻液選項(xiàng)關(guān)閉圖12加工參數(shù)設(shè)置加工參數(shù)為：切削進(jìn)給為上述完成之后，點(diǎn)擊刀具軌跡,1.5,安全距離為5,主軸速度為1400?？捶抡嫘Ч瑢?duì)材料進(jìn)行加工得到加工后的模型樹和加工后的零件如下所示圖13銃削后的模型輸出NC代碼的前十句如下:N0010T1M06S1400M03G00X15.204Y-11.G43Z5.H01G01Z0.F1.5'X-2.%X-5.793Y-9.166X12.256%X10.502Y-7.333%X-13.624%4. 換刀，1號(hào)刀，刀具直徑為6mm主軸轉(zhuǎn)速為1400,主軸正轉(zhuǎn)快速移動(dòng)到X=15.204,Y=-11.0處刀具偏置正，移動(dòng)到參考高度5.0處

12、刀以一定的速度運(yùn)動(dòng)速度下降到0高度處，進(jìn)給量是1.5刀沿x負(fù)方向移動(dòng)到x=-2.0刀具移動(dòng)到X-5.793,Y-9.166刀沿x正方向移動(dòng)到x=12.256刀具移動(dòng)到X10.502,Y-7.333刀沿x負(fù)方向移動(dòng)到x=-13.624尖嘴鉗的CAE過程CAE在平常工作中，尖嘴鉗一般不帶刃口者實(shí)現(xiàn)火捏工作，帶刃口者實(shí)現(xiàn)剪切細(xì)小零件工作。本次設(shè)計(jì)選擇一個(gè)尖嘴鉗的葉柄，選取剪切功能，說明過程。實(shí)現(xiàn)剪切功能時(shí)，把尖嘴鉗受力情況簡化成圖14。圖14剪切時(shí)受力簡圖其中，受力F=20N,利用Creo受力，則鉗口一面所受壓力為20N/(10mm*0.4mm)=5MPa。約束定為面約束，固定在地面，也有銷約束，固

13、定連接處曲面。材料密度為7.85g/(cmA3)楊氏模量為210GPa洎松比是0.31，抗拉極限強(qiáng)度為600MPa,屈服強(qiáng)度為355MPa。受力分析的結(jié)果如圖15。ThevalueisViewlai7.214E*00.ThevaluaisIdcIdIlin1.72RE-10小5，von：#CS?MPaJLoadMt:L«4dScFI:rOVBlAN|min-J)i>I111e.9&ei00"IMM。?t0J7bJO0JI$Te<OP5.紉0J.51Be>ODI項(xiàng)00略.79&«-0l圖15應(yīng)力分布5. 可以知道，最大受力在接近連接圓處，最大應(yīng)力是7.214MPa,遠(yuǎn)小丁材料的抗拉強(qiáng)度，滿足工作要求結(jié)論作為一種常用的鉗形工具，尖嘴鉗的應(yīng)用很廣泛。本次通過CAD/CAM/CAE設(shè)計(jì)，首先建立了尖嘴鉗模型，確定了尖嘴鉗的結(jié)構(gòu)、材料，還確定了尖嘴鉗的加工工藝，并利用軟件對(duì)尖嘴鉗的某一步驟進(jìn)行了仿真，最后還實(shí)現(xiàn)了尖嘴鉗某一工況下的受力情況。整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了尖嘴鉗的整體制造過程