【正文】 息，并自動調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)， 2 達到改進系統(tǒng)運行狀態(tài)的目的。 （ 2）引入專家系統(tǒng)指導(dǎo)加工 將熟練工人和專家的經(jīng)驗，加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐，建立具有人工智能的專家系統(tǒng)。 （ 3）引入故障診斷專家系統(tǒng) 在設(shè)備故障診斷系統(tǒng)中借助多種數(shù)學(xué)原理和系統(tǒng)理論，形成了多種不同的診斷方法。 （ 4）智能化數(shù)字伺服驅(qū)動裝置 可 以通過自動識別負(fù)載，而自動調(diào)整參數(shù)，使驅(qū)動系統(tǒng)獲得最佳的運行狀態(tài)。 UG 軟件在行業(yè)中的應(yīng)用 CAD/CAM 的發(fā)展 隨著我國改革開放步伐的進一步加快，中國正逐步成為全球制造業(yè)的基地，特別是加入 WTO 后，作為制造業(yè)基礎(chǔ)的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中， 60%— 80%的零部件都依靠模具成型。國民經(jīng)濟的五大支柱產(chǎn)業(yè)，即機械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。模具是“ 效益放大器 ” ,模具生產(chǎn)的最終產(chǎn) 品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)水平的高低，己成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。因此，我國要從一個制造業(yè)大國發(fā)展成為一個制造業(yè)強國，必須要振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，提高模具工業(yè)的整體技術(shù)水平。同時，模具工業(yè)的發(fā)展也日益受到人們的重視和關(guān)注，國務(wù)院頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》也把模具列為機械工業(yè)改造序列的第一位，生產(chǎn)和基本建設(shè)序列的第二位。 隨著 CAD/CAM 軟件加工及快速成型等先進制造技術(shù)的不斷發(fā)展，以及這些技術(shù) 在模具行業(yè)中的普及應(yīng)用，模具設(shè)計與制造領(lǐng)域正發(fā)生著一場深刻的技術(shù)革命，傳統(tǒng)的二維設(shè)計及模擬量加工方式正逐步被基于產(chǎn)品三維數(shù)字化定義的數(shù)字化制造方式所取代。在這場技術(shù)革命中，逐步掌握三 CAD/CAM 軟件的使用， 3 并用于模具的數(shù)字化設(shè)計與制造是其中的關(guān)鍵。 我國模具工業(yè)發(fā)展前景非常廣闊。國內(nèi)外模具及模具加工設(shè)備廠商己普遍看好中國市場。隨著對模具設(shè)計質(zhì)量與制造要求的不斷提高，以及 CAD/CAM 技術(shù)在模具制造業(yè)中的大規(guī)模推廣應(yīng)用，急需大批熟悉 CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)用的模具設(shè)計與制造的技術(shù)人才。這是企業(yè)最為寶貴的財富，也 是企業(yè)走向世界、提高產(chǎn)品競爭力最根本的基礎(chǔ)。而目前這方面的專業(yè)人才非常缺乏。 UG 概念 UG 是目前市場上功能最極致的產(chǎn)品設(shè)計工具。 它不但 擁 有現(xiàn)今 CAD/CAM軟件 中功能最 強 大的 Parasolid 實體 建模核心 技術(shù) ，更提供高效能的曲面 建構(gòu)能力，能夠完成最 復(fù)雜 的造形 設(shè)計 。它不但擁有現(xiàn)今 CAD/CAM 軟體中功能最強大的 Parasolid 實體建模核心技術(shù)，更提供高效能的曲面建構(gòu)能力，能夠完成最復(fù)雜的造形設(shè)計。 UG 提供 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 之人 機 介面，不但 易學(xué) 易用，更有 無 限次 數(shù) 的 undo 功能、方便好用的 彈 出 視 窗指令 、快速 圖 像操作 說 明、自 訂 操作功能指令及中文化操作介面等特色， 并 且 擁 有一個 強 固的 檔案轉(zhuǎn)換 工具，能 轉(zhuǎn)換各 種 不同 CAD應(yīng)用軟件 的 圖 檔 ，以重 復(fù) 使用 舊 有 資 料。 Unigraphics(UG)是一套復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計制造的最佳系統(tǒng)，從概念設(shè)計到生產(chǎn)產(chǎn)品， UG 廣泛的運用在汽機車業(yè)、航太業(yè)、模具加工及設(shè)計業(yè)、醫(yī)療器材產(chǎn)業(yè)等等，近年來更將觸角深及消費性市場產(chǎn)業(yè)中最復(fù)雜的領(lǐng)域 — 工業(yè)設(shè)計。運用其功能強大的復(fù)合式建模工具，設(shè)計者可依工作的需求選擇 最適合的建模方式；關(guān)聯(lián)性的單一資料庫，使大量零件的處理更加穩(wěn)定 。除此之外，組立功能、 2D出 圖功能、模具加工功能及與 PDM 之間的緊密結(jié)合，使得 UG 在工業(yè)界成為一套無可匹敵的高階 CAD/CAM 系統(tǒng)。 4 2 對零件圖紙進行工藝分析 在數(shù)控銑削加工中，對零件圖進行工藝分析的主要內(nèi)容包括零件結(jié)構(gòu)工藝性分析、選擇數(shù)控銑削的加工內(nèi)容、零件毛坯的工藝性分析和加工方案分析。 讀圖和審圖 圖 21 凸臺 結(jié)構(gòu)簡圖 首先要認(rèn)真分析與研究整臺產(chǎn)品的用途、性能和工作條件，了解零件在產(chǎn)品中的位置、裝配關(guān)系及其作用，弄清各項技術(shù)要求對裝配質(zhì)量和使用性能的影響，找出主要的和 關(guān)鍵的技術(shù)要求，然后對零件圖樣進行分析。 （ 1）該零件 視圖表達完整、清晰，尺寸、公差、表面粗糙度及有關(guān)技術(shù)要求齊全、明確。 （ 2）該 組合件 加工表面粗糙度為 ， 2φ ? 的表面粗糙度為，其余為 。 參數(shù)合理，便于加工。 （ 3）該組合件的定位基準(zhǔn)為 2φ ? 的孔，必須先滿足該孔的配合精度， 5 尺寸偏差在 177。 。 （ 4）該組合件選用的材料為 45 鋼，價格低廉，加工難度不大，能夠保證零件的各方面要 求。 凸臺 （圖 21） 的技術(shù)要求有未注公差177。 （不含 180 180 外 形 ）； D向外輪廓曲線形狀公差 ?? mm。加工要素有平面、曲線、腔槽和孔類加工。主要加工項目包括上下平面、 D 向視圖壁厚 ?? mm內(nèi)外型腔、曲線 b內(nèi)腔槽曲線 c 內(nèi)腔槽、槽深 ? mm、工件高度 0 ? mm、螺孔 M42 、銷孔 2φ? mm、位置尺寸 150177。 、主視圖中腔槽 60176。上側(cè)至 D 向外輪廓下側(cè)?? mm 尺寸。 圖 22 凹槽 結(jié)構(gòu)簡圖 凹槽 （圖 22） 的技術(shù)要求有一項 ：未注尺寸允許偏差177。 。（不含 180 180 外形）加工要素同 凸臺 ，主要加工項目包括上下平面、工件高度 0 ? mm、2φ ? mm 銷孔、位置尺寸 150177。 、曲線外輪廓 ? mm、 C向視圖中的曲線 C內(nèi)腔槽、曲線 b外輪廓，應(yīng)控制在177。 之內(nèi)，內(nèi)腔槽上側(cè)過渡圓弧 R3，組合件的圖如 23所示。 6 圖 23 組合件結(jié)構(gòu)圖 數(shù)控加工的內(nèi)容選擇 對于某個 零件而言，并非全部加工工藝過程都適合在數(shù)控機床上完成，而往往只是其中的一部分適合于數(shù)控加工 。這就需要對零件圖樣進行仔細(xì)的工藝分析，選擇那些最適合、最需要進行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。在選擇時，應(yīng)考慮各方面因素，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢。選擇時應(yīng)考慮以下因素： （ 1）通用機床無法加工的內(nèi)容。 （ 2）通用機床難加 工、質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點選擇的內(nèi)容。 （ 3）通用機床效率低、工人勞動強度大的內(nèi)容。 該 凸臺 和 凹槽 加工時， 加工內(nèi)容全部采用數(shù)控 銑床 加工。 零件結(jié)構(gòu)的工藝性 零件的工藝性是指所設(shè)計的零件在滿足使用要求的前提下 制造的可行性和經(jīng)濟性。它包括零件各個制造過程中的工藝性，如零件的鑄造、鍛造、沖壓 焊接、熱處理和切削加工工藝性能等。 好的工藝性會使零件加工容易，節(jié)省工時，降低消耗；差的工藝性使零件加工困難，多耗工時，增大消耗 。 該組合件的加工各工藝性能良好，耗工不大。 該零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但就加 工來說，還是易于加工的。在加工時要特別注意 薄壁的加工，以及 凹槽 的加工。在加工完成后，對零件的熱處理應(yīng)注意。45鋼是中碳結(jié)構(gòu)鋼，冷熱加工性能都不錯，機械性能較好，且價格低、來源廣，所以應(yīng)用廣泛。它的最大弱點是淬透性低，截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。 因為 45鋼淬透性低，故應(yīng)采用冷卻速度大的 10%鹽水溶液。工件入水后，應(yīng)該淬透，但不是冷透，如果工件在鹽水中冷透，就有可能使工件開裂，這是因為當(dāng)工件冷卻到 180℃ 左右時，奧氏體迅速轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體造成過大的組織應(yīng) 7 力所致。因此，當(dāng)淬火工件快冷到 該溫度區(qū)域，就應(yīng)采取緩冷的方法。由于出水溫度難以掌握，須憑經(jīng)驗操作，當(dāng)水中的工件抖動停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外，工件入水宜動不宜靜，應(yīng)按照工件的幾何形狀，作規(guī)則運動。靜止的冷卻介質(zhì)加上 靜止的工件，導(dǎo)致硬度不均勻，應(yīng)力不均勻而使工件變形大，甚至開裂 。 精度 分析 所謂加工精度，是指零件加工后的幾何參數(shù)（尺寸、幾何形狀和相互位置）的實際值與理想值之間的符合程度，而它們之間的偏離程度（即差異）則為加工誤差。加工誤差的大小反映了加工精度的高低。加工精度包括了以下三個方面。 （ 1） 尺寸精度：限制加工表面與其基準(zhǔn)間的尺寸誤差不超過一定的范圍。 （ 2）幾何形狀精度：限制加工表面的宏觀幾何形狀誤差，如圓度、圓柱度、平面度、直線度等。 （ 3）相互位置精度：限制加工表面與其基準(zhǔn)間的相互位置誤差，如平行度、垂直度、同軸度、位置度等。 該零件結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜，但是卻易于加工。 根據(jù)圖紙上的標(biāo)注，該組合件的尺寸精度 為 IT12，位置精度是要保證 兩個φ 16h7 圓柱銷同時插入 的精度。 從裝配示意圖來看， 對 凸臺 和 凹槽 上下平面加工都提出了較高要求，即單件要厚度尺寸應(yīng)控制在 以內(nèi)。兩個φ 16h7 圓柱銷同時插入，即對孔尺寸精度和位置精度，都有要求。從圓柱銷的尺寸φ 來看，該項公差配合最大間隙 ，最小間隙為 0，為了保證該項配合精度 2φ ? mm銷孔，尺寸應(yīng)保證在 +～ +。 凸臺 的加工是組合件是否配合的重點： （ 1） 的薄壁，內(nèi)外輪廓加工，為了保證配合精度，外輪廓尺寸 ??和 ?? ，應(yīng)控制在 ～ ； （ 2） 2φ ? 加工關(guān)鍵是要控制銷孔前余量； （ 3） M42 18螺紋，加工關(guān)鍵是：螺紋加工進給方向和切削參數(shù) 8 的選擇。 毛坯 余量分析 毛坯的種類 常用毛坯的種類有鑄件、鍛件壓制件、沖壓件、焊接件、型材和板材等。 （ 1） 鑄件：適用于形狀復(fù)雜的毛坯。薄壁零件 不可用砂型鑄造；尺寸大的鑄件宜用砂型鑄造；中、小型零件可用較先進的鑄造方法。 （ 2） 鍛件：適用于零件強度較高、形狀較簡單的零件。尺寸大的零件因受設(shè)備限制，故一般用自 由鍛；中、小型零件可選用模鍛；形狀復(fù)雜的零件不宜用自由鍛。 （ 3） 型材：熱軋型材的尺寸較大，精度低，多用作一般零件的毛坯 。冷軋型材尺寸較小，精度較高，多用于毛坯精度要求較高的中、小零件，適用于自動機床加工。 （ 4） 焊接件：對于大件來說，焊接件簡單、方便，特別是單件、小批量的生產(chǎn)可大大縮短生產(chǎn)周期 。但焊接后變形大，需經(jīng)時效處理。 （ 5） 冷壓件：適用于形狀復(fù)雜的板料零件，多用于中、小尺寸零件的大批量加工。 毛坯種類的選擇 （ 1） 根據(jù)圖紙規(guī)定的材料及機械性能選擇毛坯。圖紙規(guī)定的材料就基本確定了毛坯的種類 。例如：材料是鑄鐵，就要用鑄造毛坯 ； 材料為鋼材，若力學(xué)性能要求高則可選鍛件，若力學(xué)性能要求低則可選型材或鑄鋼。 （ 2） 根據(jù)零件的 功能選擇毛坯。根據(jù)零件的工作條件、材料、結(jié)構(gòu)特點三者綜合考慮， 如材料為 45 鋼，則軸以鍛件為主；中、小齒輪多用鍛件做毛坯，大齒輪常用鑄鋼件做毛坯。 （ 3） 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇毛坯。 大量生產(chǎn)應(yīng)選精度和生產(chǎn)率都較高的毛坯制造方法。如鑄件應(yīng)采用金屬模機器造型或精密鑄造；鍛件應(yīng)采用模鍛或冷軋、冷拉型材等；單件小批量生產(chǎn)則用木模手工造型或自由鍛件。 （ 4） 根據(jù)具體生產(chǎn)條件選擇毛坯。確定毛坯必須結(jié)合 具體生產(chǎn)條件，如現(xiàn) 9 場毛坯制造的實際水平和能力、外協(xié)的可能性等。有條件時，應(yīng)積極組織地區(qū)專業(yè)化生產(chǎn)，統(tǒng)一供應(yīng)毛坯。 毛坯形狀和尺寸的選擇 選擇毛坯形狀和尺寸總的要求是：減少“肥頭大耳”，實現(xiàn)少屑或無屑加工。因此，毛坯形狀要力求接近成品形狀，以減少機械加工的勞動量。但也有以下四種情況。 （ 1） 采用鍛件，鑄造毛坯時，因鍛模時的欠壓量與允許的錯模量不等，鑄造時也會因砂型誤差、收縮量及金屬液體的流動性差不能充滿型腔等造成余量的不等，此外，鍛造、鑄造后，毛坯的 撓曲與扭曲變形量的不同也會造成加工余量不充分、不穩(wěn) 定，所以，除板料外，不論是鍛件、鑄件還是型材，只要準(zhǔn)備采用數(shù)控加工，其加工表面均應(yīng)有較充分的余量。 對于熱軋中、厚鋁板，經(jīng)淬火時效后很容易在加工中和加工后出現(xiàn)變形現(xiàn)象，因此需要考慮加工時是否分層切削，分幾層切削，一般盡量做到各個加工表面的切削余量均勻，以減少內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致的變形。 （ 2） 尺寸小或薄的零件，為便于裝夾并減少夾頭，可將多個工件連在一起，由一個毛坯制出。 （ 3） 裝配后形成同一工作表面的兩個相關(guān)零件，為保證加工質(zhì)量并使 加工方便， 常把兩件合為一個整體毛坯，加工到一定階段后再切開。 （ 4） 對于不便裝夾的毛坯，可考慮在毛坯上另外增加裝夾余量或工藝凸臺、工藝凸耳等輔助基準(zhǔn)。 由于該零件力學(xué)性能要求較高，故 材料選用 45 鋼。 45 鋼屬于中碳鋼，這類鋼調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，即既具有較高的強度、硬度，又具有較好的塑性、韌性，是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中應(yīng)用最廣泛的一類。 而該零件又有 的薄壁，不能使用鑄件，所以只能選用鍛件。 而 毛坯尺寸 凸臺 定 為 185 185 42（長寬高）， 凹槽 定 為 185 185 19， 然后 凸臺 與 凹槽 通過圓柱銷裝配在一起。 加工余量是指加工過程中所切去的 金屬層厚度，加工余量有工序余量和加 10 工總余量（毛坯余量）之分 。 （ 1） 工序余量 工序余量是指某一表面在一道工序中切除的金屬層厚度。 ①工