【正文】 具； 5）采用以液壓站等為動 力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率； 6）提高機床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。機床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動線配置相應(yīng)的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為 5μ m。為適應(yīng)現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu) ，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。專用夾具的生產(chǎn)屬于批量生產(chǎn) 4） 使用性好 專用夾具的操作應(yīng)簡單，省力，安全可靠 ，排屑應(yīng)方便，必要時可設(shè)置排屑機構(gòu)。 （ 2） 可換鉆套 在成批生產(chǎn)、大量生 產(chǎn)中，為便于更換鉆套，采用可換鉆套 （ 3） 快換鉆套 在工件的一次裝夾中，若順序進行鉆孔、擴孔、鉸孔或攻絲等多個工步加工，需要不同孔徑的鉆套來引導(dǎo)刀具，此時應(yīng)使用快換鉆套。 （ 2） 鉸鏈?zhǔn)姐@模板 鉸鏈?zhǔn)姐@模板與夾具體通過鉸鏈連接。采用鉸鏈?zhǔn)姐@模板，工件可以在夾具上方裝入，裝卸工件方便；但翻轉(zhuǎn)鉆模板費工費時，效率較低，且鉆模板位置精度受鉸鏈間隙影響，鉆孔位置精度不高；它主要用于生產(chǎn)規(guī)模不大、鉆孔精度要求不高的場合。 （ 5）此外，還要考慮一些其他因素，如加工表面的物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等 4 第一章：設(shè)計任務(wù) 本任務(wù)主要 是設(shè)計翻轉(zhuǎn)式鉆床杠桿臂的夾具，對杠桿臂進行相互垂直兩空的加工，要對杠桿臂進行固定定位，提高加工精度。 垂直孔 Φ 10mm 水平孔 Φ 13mm 與夾具體接觸面，需定位固定。（如圖 所示） 夾緊機構(gòu)：防止鉆孔時零件晃動，應(yīng)對杠桿臂的兩端底面以及前后移動進行定位固定，所以在右端設(shè)計定位銷 開口墊圈 夾緊螺母 5 對零件零件進行固定；（如圖 所示）定位銷 7 通過墊圈 16 和六角螺母 15 固定于夾具體上。（如圖 所示 ） 螺旋輔助支撐 2 定位銷 7 鎖緊螺母 1 右底面固定定位體 17 左底面固定 開口墊圈 6 夾緊螺母 5 墊圈 16 六角螺母 15 7 定位零件、固定零件和其他輔助零件 3：夾具的使用方法 被加工零件放在夾具體上時以右端底面與夾具體接觸面重合為基準(zhǔn)，將被加工零件右端底面放在平面上，調(diào)整螺旋輔助支撐 2 使零件左右底面同時 接觸夾具，擰緊鎖緊螺母 1 是螺旋輔助支撐固定；調(diào)整可調(diào)支撐釘 11 使被加工零件的垂直孔軸線與鉆套軸線重合，擰緊定位銷 7 使零件固定于夾具體上。為了提高夾具體對零件定位的精度，在夾具體上左右兩面各設(shè)一個突臺，提高定位固定精度。定位銷應(yīng)先讓自己固定于夾具體上，然后將零件放在夾具體上進行定位固定，因而定位銷屬于一個細(xì)長軸，所以定位銷要具有足夠的強度和韌性，一面在加工時承受不了沖擊力 而折斷，影響加工。 因此，車細(xì)長軸是一種難度較大的加工工藝。在工件裝上中心架之前，必須在毛坯中部車出一段支承中心架支承爪的溝槽， 表面粗糙度及圓柱度誤差要小，否則會影響工件的精度。為了解決這個問題，可加用過渡套筒的處表面接觸，過渡套筒的兩端各裝有四個螺釘，用這些螺釘夾住毛坯工件，并調(diào)整套筒外圓的軸線與主軸旋轉(zhuǎn)軸線相重合，即可車削。但是實際使用時，工件本身有一個向下重力，以及工件不可避免的彎曲，因此，當(dāng)車削時，工件往往因離心力瞬時離開支承爪、接觸支承爪而產(chǎn)生振動。 加注充分的切削液 車削細(xì)長軸時，不論是低速切削還是高速切削，為了減少工件的溫升而引起熱變形，必須加注切液充分冷卻。選擇時主要考慮以下幾點： 由 于細(xì)長軸剛生差，為減少細(xì)長軸彎曲，要求徑向切削力越小越好，而刀具的主偏角是影響徑向切削力的主要因素，在不影響刀具強度情況下，應(yīng)盡量增大車刀主偏角。 為減少切削煙力和切削熱，應(yīng)該選擇較大的前角，取 r0=15176。 選擇正刃傾角，取入 =3176。倒棱的寬度也應(yīng)選得較小，取倒棱寬 br1=。 采用乳化液作切削液。 常見的鉆模板有固定式、鉸鏈?zhǔn)健⒖尚妒?、懸掛式等四種結(jié)構(gòu)形式 1）固定式鉆模板 固定式鉆模板與夾具是固定連接的可以與夾具體做成一體，也可以用螺釘將它與夾具體相連接。裝卸工件時，將鉆模板往上翻；加工時將鉆模板往下翻，并用菱形夾緊螺釘。 鉆模板上安裝鉆套的底孔與定位元件間的位置精度直接影響工件孔的位置精度，因此至關(guān)重要。固定鉆模板與夾具體，我選擇國標(biāo)零件圓錐銷 14（ 6X30）和螺釘 9（ M8X25）。此外，鉆模板一般不宜承受夾緊力。 45 號鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，硬度不高易切削加工 ,模具中常用來做 45 號鋼管模板 ,梢子 ,導(dǎo)柱等。 2）可換鉆套 在成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)中，為便于更換鉆套，采用可換鉆套 3）快換鉆套 在工件的一次裝夾中，若順序進行鉆孔、擴孔、鉸孔或攻絲等多個工步加工，需要不同孔徑的鉆套來引導(dǎo)刀具，此時應(yīng)使用快換鉆套。 鉆模板與夾具的連接固定 鉆模板支撐鉆套，對鉆套進行定位固定，所以在加工時鉆模板將承受力而產(chǎn)生運動，影響加工，所以應(yīng)對其進行 固定。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的層次特性隱含了部分裝配順序信息，因此，采用等級模型更能夠體現(xiàn)問題的本質(zhì)而且可以將整個產(chǎn)品的裝配問題簡化為對子裝配體的分析和求解，降低了問題求解復(fù)雜度。不同層次零件的裝配存在先后順序約束，下層零件的裝配優(yōu)先于上層零件的裝配，不同子裝配體的零件可以并行裝配。采用面向?qū)ο蟮姆椒枋霎a(chǎn)品裝配關(guān)系，即通過類的繼承逐步 細(xì)化描述內(nèi)容。如螺栓連接、鍵連接、焊接連接等。 29 2)插入關(guān)系 :描述廣義孔和廣義軸之間的配合關(guān)系，要求孔的軸線和軸的軸線重合，它允許兩零件間的旋轉(zhuǎn)自由度和沿著零件軸線的平移自由度 。 連接約束關(guān)系按照連接方法可分為間接連接和直接連接。 30 第六章：翻轉(zhuǎn)式鉆床夾具零件的制造 通過數(shù)據(jù)接口傳入實體造型；確定粗加工、半精加工和精加工方案；生成 各加工步驟的刀具軌跡；刀具軌跡仿真；后置輸出加工代碼。 在 CAXA 制造工程師中打開上述保存文件，如圖 所示選取【加工】→【定義毛胚】如圖所示，選擇參照模型，點取上方“參照模型”按鈕。 圖 增加銑刀 一般都是以銑刀的直徑和刀角半徑來表示，刀具名稱帽量和工廠中用刀的習(xí)慣一致。其中的刀刃長度和刃桿長度與仿真有關(guān)而與實際加工無關(guān)，在實際加工中要正確選擇吃刀 量和吃刀深度，以免刀具損壞。 ② 增加機床設(shè)置。 加工軌跡設(shè)置 （ 1）設(shè)置“粗加工參數(shù)”。 圖 銑刀參數(shù)設(shè)置 （ 3）設(shè)置粗加工“切削用量”參數(shù)。 （ 5）按系統(tǒng)提示拾取加工輪廓。 （ 7）與上述步驟類似設(shè)置精加工參數(shù)得到軌跡 3：軌跡仿真和加工代碼的生成 選擇刀具軌跡單擊【加工】－【軌跡仿真】進入仿真軌跡界面，選擇需要加工的軌跡，進行虛擬加工，加工成功后輸出代碼，單擊【加工】－【后置處理】－【生成 G代碼】生成如下代碼。 CAD/CAM 軟件作為企業(yè)信息化基礎(chǔ)應(yīng)用軟件，其發(fā)展過 程和趨勢是從單項技術(shù)的應(yīng)用到各種技術(shù)的集成化應(yīng)用，從單個企業(yè)向集團化發(fā)展，這不僅是 CAD/CAM 技術(shù)和產(chǎn)品的趨勢，同時也反映了制造業(yè)信息化技術(shù)的應(yīng)用趨勢。以“甩圖板”為 目標(biāo)實現(xiàn)繪圖設(shè)計自動化成為推廣應(yīng)用 CAD/CAM技術(shù)的突破口，使其在企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。波音、福特等國外企業(yè) CAD/CAM 技術(shù)的良好應(yīng)用是利益于其應(yīng)用經(jīng)驗積累和培養(yǎng)出的高素質(zhì)技術(shù)隊伍，而國內(nèi)目前非常缺乏能夠同時掌握計算機軟、硬件技術(shù)又具有豐富專業(yè)知識的人才 2： CATIA V5 軟件特點 CATIA V5版本是 IBM和達索系統(tǒng)公司長期以來在為數(shù)字化企業(yè)服務(wù)過程中不斷探索的結(jié)晶。 CATIA V5 版本具有： 為確保 CATIA 產(chǎn)品系列的發(fā)展， CATIA V5 新的體系結(jié)構(gòu)突破傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)，采用了新一代的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，可快速地適應(yīng)企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，使客戶具有更大的競爭優(yōu)勢。 CATIA V5 在 Windows平臺的應(yīng)用可使設(shè)計師更加簡便地同辦公應(yīng)用系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)；而 UNIX 平臺上 NT風(fēng)格的用戶界面，可使用戶在 UNIX 平臺上高效地處理復(fù)雜的工作。對于現(xiàn)有的 CATIA V4 用戶， V5年引領(lǐng)他們邁向 NT 世界。在不斷實踐的過程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。 (4)可以進行多種圖形格式的轉(zhuǎn)換，具有較強的數(shù)據(jù)交換能力。作為 863 計劃中 CIMS 目標(biāo)產(chǎn)品的 CAXA 制造工程師，在 10多年間經(jīng)歷了從工作站到 PC、從 DOS 到 Windows、從 20xx到 XP 直至 20xx 長期積累與多次升級，已經(jīng)發(fā)幕成具有強大的線架、曲面、實體混合 3D 38 造型功能，并針對多種格式 3D 模型提供豐富靈活的加工策略、加工套路、軌跡優(yōu)化、加工仿真、工藝表單、多軸加工、反向工程等，以強大后置處理與機床通信等功能的現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計 /制造系統(tǒng)。 2．優(yōu)質(zhì)高效的數(shù)控加工 CAXA 制造工程師將 CAD 模型與 CAM 加工技術(shù)無縫集成，可直接對曲面、實體模型進行一致的加工操作。 3．卓越的工藝性與“知識加工” 可將某類零件的加工步驟、使用刀具、工藝參數(shù)等加工條件保存為規(guī)范化的模板，形成企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)工藝知識庫，類似零件的加工即可通過調(diào)用“知識加工”模板來進行。它提供了豐富的數(shù)據(jù)接口，包括：直接讀取市場上流行的三維 CAD 軟件，如 CATIA， Pro／ ENGINEER 的數(shù)據(jù)接口；基于曲面的 DXF 和 IGES 標(biāo)準(zhǔn)圖形接口，基于實體的 STEP 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口； Parasolid 幾何核心的 x— T、 x— B格式文件； ACIS 幾何核心的 SAT 格式文偉面向快速成型設(shè)備的 STL 以及面向 Inter 和虛擬現(xiàn)實的 VRML 等接 13。 7．品質(zhì)一流的刀具軌跡和加工質(zhì)量 39 加工路徑的優(yōu)化處理使刀具軌跡更加光滑、流暢、均勻、合理，大大提高了加工走刀的流暢性，保證了工件表面的加工質(zhì)量。虛擬設(shè)計技術(shù)不僅在科技界，而且在企業(yè)界引起了廣泛關(guān)注，成為研究的焦點 本設(shè)計主要介紹虛擬現(xiàn)實的硬件和軟件環(huán)境、虛擬現(xiàn)實技術(shù)體系結(jié)構(gòu)、虛擬現(xiàn)實建模技術(shù)、虛擬場景瀏覽、虛擬實驗示例、虛擬原形、虛擬裝置、虛擬制造、分布式虛擬現(xiàn)實等，內(nèi)容新穎，具有系統(tǒng)性、先進性和 實用性。它為工程師們提供了從產(chǎn)品概論的形成、設(shè)計到制造全過程的三維可視及交互的環(huán)境，使得制造技術(shù)發(fā)展到了全方位預(yù)報的新階段 全新的研發(fā)模式：虛擬制造技術(shù)中，設(shè)計者采用三維方式，建立全關(guān)聯(lián)的的數(shù)字模型。 60 年代出現(xiàn)的三維 CAD 系統(tǒng)只是簡單的線框式系統(tǒng)，它只能表達基本的幾何信息，不能有效地表達幾何數(shù)據(jù)間的拓?fù)潢P(guān)系，但 CATIA 的出現(xiàn)，標(biāo)志著計算機輔助設(shè)計技術(shù)從單純模仿工程圖紙的三視圖模式中解放出來，首次實現(xiàn)以計算機完整描述產(chǎn)品零件的主要信息，同時也使得 CAM 技術(shù)的開發(fā)有了實現(xiàn)的基礎(chǔ)。包括 :從大型的波音 747 飛機、火箭發(fā)動機到化妝品的包裝盒，幾乎涵蓋了所有的制造業(yè)產(chǎn)品。其用戶群體在世界制造業(yè)中具有舉足輕重的地位。 80 年代，由于 PC 機的應(yīng)用， CAD 得以迅速發(fā)展，出現(xiàn)了專門從事 CAD 系統(tǒng)開發(fā)的公司。因此，該 CAD 軟件升級迅速。 CAXA 制造工程師是北航海爾軟件有限公司研制開發(fā)的全中文、面向數(shù)控銑床和加工 41 中心的三維 CAD/CAM 軟件。 通過對翻轉(zhuǎn)式鉆床夾具的虛擬設(shè)計與制造，熟悉對 SolidWorks、 AutoCAD、 CAXA 制造工程師的運用，跟上機械行業(yè)軟件設(shè)計制造的腳步，發(fā)展國家的機械軟件行業(yè)！ 42 第八章： CATIA 軟件的簡介 CATIA 提供了完備的設(shè)計能力：從產(chǎn)品的概念設(shè)計到最終產(chǎn)品的形成，以其精確可靠的解決方案提供了完整的 2D、 3D、參數(shù) 化混合建模及數(shù)據(jù)管理手段，從單個零件的設(shè)計到最終電子樣機的建立；同時，作為一個完全集成化的軟件系統(tǒng)， CATIA 將機械設(shè)計，工程分析及仿真，數(shù)控加工和 CATweb 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用解決方案有機的結(jié)合在一起，為用戶提供嚴(yán)密的無紙工作環(huán)境，特別是 CATIA 中的針對汽車、摩托車業(yè)的專用模塊 ,使 CATIA擁有了最寬廣的專業(yè)覆蓋面，從而幫助客戶達到縮短設(shè)計生產(chǎn)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量及降低費用的目的。從 1982 年到 1988 年， CATIA 相繼發(fā)布了 1版本、 2 版本、 3版本，并于 1993 年發(fā)布了功能強大的 4 版本，現(xiàn)在的 CATIA 軟件分為 V4版本和 V5版本兩個系列。 2： CATIA 軟件基本操作界面 的基本操作界面 成功安裝安裝 CATIA 軟件后，在 Windows 的操作環(huán)境下，選擇【開始】→【程序】→【 CATIA】命令，或者在桌面雙擊 CATIA 的快捷方式圖標(biāo)，就可以啟動 CATIA，也可以直接雙擊打開已經(jīng)做好的 CATIA 文件，啟動 CA