毕业设计说明书题 目：一般管螺纹滚压装置的设计、仿真及受力分析学 号：姓 名：班 级：专 业：机械设计制造及其自动化指导教师：学 院：机械工程学院答辩日期：2011 年 5 月 9 日I摘 要本次课题是对螺纹滚压头的设计，仿真及受力分析。主要做了如下任务：用Cad 绘制螺纹滚压头的装配图及各个零件图，运用 UG 绘制螺纹滚压头的零件和装配三维模型。用 DEFORM-3D 软件对整个装置的运动进行仿真受力分析。对主要零件进行工艺规程的设计。关键词：螺纹；工艺；滚压IIAbstractThe issue is the design, simulation and stress analysis of the thread rolling head. Mainly to do the following tasks: Cad drawing thread rolling head assembly drawing and parts diagram, to use UG draw parts and assembly of three-dimensional model of the thread rolling head. DEFORM-3D software to simulate the movement of the entire device stress analysis. The design of the main parts of the process specification.Key words: Thread ;Technology;rollingIII目 录第 1 章 绪论 .41.1 设计的背景和意义 .41.2 设计的内容和思路 .51.3 解决的主要问题 .5第 2 章 螺纹滚压头的总体设计方案 .5第 3 章 主要零件设计 .63.1 Ug 软件介绍 .63.2 主要零件的设计 .7第 4 章 主要零件的加工工艺规程 .104.1 主盘加工工艺 .104.2 主盘连杆加工工艺 .194.3 装配后加工工艺 .22第 5 章 DEFORM-3D 仿真及受力分析 .235.1 DEFORM-3D 软件简介 .235.2 仿真受力分析 .25结论 .30参考文献 .31致 谢 .33毕 业 设 计 说 明 书4第 1 章 绪论1.1 设计的背景和意义在世界范围内，绝大多数应用于消费者和工业部门的产品使用紧固件。据估计，在一个工艺制成品中，紧固件的价格至少占到产品总价格的百分之一。汽车工业是最大的紧固件使用者具有代表性的家用轿车中，大约有 2800 到 3100 个紧固件被使用。然而塑料紧固件只能使用在连接力比较小的地方，因此大多数的紧固件是用合金和金属做成的，其中外螺纹紧固件中有超过 90%的产品为滚压成形。螺纹件是机械制造行业中的关键传动联接零部件其制造工艺水平和产品质量直接影响各类机械产品的总成质量。随着国内外航空、航天、汽车及械工业的迅速发展，各类螺纹零件的需求量日益增加。根据报告：1998 年至 2004 年期间，美国紧固件需求量从 1998 年的 92 亿美元提升到 112 亿美元，是最大的紧固件消费国；其次是欧洲， 主要是西欧，从 1998 年的 83 亿美元一直提升到 117 亿美元 ； 第三就是中国，从 1998 年的 20 亿美元提升到 2004 年 37 亿美元。在未来的几年中，中国的紧固件消费还会继续增长，每年将增长 12.4%和亚洲其它国家增长率 8.5%相比，中国紧固件需求的增长在全世界排行榜列第一名。螺纹成形是一种非线性大变形过程，受力情况比较复杂，以及滚压过程中许多因素的不确定性，对于螺纹的冷滚压加工，尤其是对螺纹冷滚压参数的确定。由于各种各样误差因素的存在，有时滚压螺纹零件会产生某种缺陷，甚至会产生废品。为了得出各种参数对滚压螺纹质量的影响，并为冷滚压工艺提供最佳参数，必须分析其产生缺陷的原因来找到解决问题的方法。从而能够有效地指导生产实践，促进冷滚压成形设备和成形技术的推广和应用。通过本次毕业设计，得到如下锻炼：1）通过绘制装置的装配图和非标零件图，提高了一般机械装置的设计能力。2）运用机械制造基础、机械设计及其它有关课程的知识基础，在编制装置的主要零件加工工艺规程中，进一步提高了编制零件加工工艺的能力。3）借助于相关计算机软件，建立三维图形及数模，并进行运动仿真及受力分析，便于装置的装配与调试，加强了对 CAD/CAM 应用软件的熟练使用。综上所述，通过本次毕业设计不仅巩固了以往所学的专业知识，并且提高了独自解决问题的能力，为毕业后工作打下了良好的基础，得到了一份宝贵的经验财毕 业 设 计 说 明 书5富，对以后的发展具有重要的意义。1.2 设计的内容和思路1）冷滚压螺纹的成形过程及其原理进行分析和研究。2）绘制装置的装配图和非标零件图。3）编制装置的主要零件加工工艺规程。4）借助于 UG，DEFORM 计算机软件，建立三维运动仿真进行装置的制作与调试以及受力分析。5）撰写毕业设计说明书。1.3 解决的主要问题1）尽可能的缓解滚压螺纹的破裂变形。2）装置装配图和非标零件图的绘制。3）主要零件加工工艺规程的确定。4）运功仿真的制作与调试。第 2 章 螺纹滚压头的总体设计方案本次毕业设计工作分为以下几部分：1）在熟悉装置结构的基础上，利用 AutoCAD、UG 等计算机绘图软件绘制装置的装配图和非标零件图。2）编制加工工艺规程。在遵守机械加工工艺规程的设计原则下，分为以下几个步骤：分析研究产品的装配图和零件图。 选择毛坯。 拟订工艺路线。确定各工序所采用的设备。 确定各工序所采用的工艺装备。 确定各主要工序的技术要求及检验方法。确定各工序的加工余量、工序尺寸和公差。 确定切削用量。3）通过塑性成型仿真，对一般管螺纹滚压时的径向、切向、轴向滚压力及其关系的分析，对管螺纹的变形破裂问题进行仿真调试。4）撰写毕业设计说明书。螺纹滚压头的装配图如2.1所示，装置工作时，由工件通过盖板孔推动调距螺栓，毕 业 设 计 说 明 书6调距螺栓带动滑动盘，控制滑块移动，拨盘解锁，手动扳动拨盘一定角度来卡住滑块保证偏心轴的位置不动，伸出工件，完成加工。图 2.1螺纹滚压头装配图第 3 章 主要零件设计3.1 Ug 软件介绍UG 全称 Unigraphics 软件是美国 UGS 公司（ Unigraphics Solutions）开发的CAD/CAM/CAE 计算机辅助设计分析和制造应用软件，是世界三大 CAD/CAM/CAE顶级软件之一。主要应用于汽车、航空航天、机械、造船、电子等工业领域。UG自 1983 年入市发展到最新版本为 UG NX6。随着版本的不断更新和功能的不断扩充，UG 更扩展了软件的应用范围，面向专业化、智能化发展。UG 软件是一个集成化的 CAD/CAM/CAE 系统软件，它为工程技术人员提供料非常强大的应用工具，可完成产品的设计、分析、绘制工程图以及数控编程加工等操作。所谓主模型是指唯一以“电子介质”存在的 CAD 零件的三维模型数据文件，其它应用文件（如加工、装配、二维绘图和分析等）则通过虚拟装配调用主模型，而不是直接在主模型上进行加工、装配、二维绘图和分析等。毕 业 设 计 说 明 书7单