0074-吹風機凸模加工的數(shù)控編程及銑軸端槽夾具的設計,吹風機,加工,數(shù)控,編程,銑軸端槽,夾具,設計 本科畢業(yè)設計論文 題 目 _吹風機凸模加工的數(shù)控編程及銑軸端槽夾具的設計 設計 論文 畢業(yè) 任務書 一、題目 吹風機凸模加工的數(shù)控編程及銑軸端槽夾具的設計 2、 指導思想和目的要求 1.畢業(yè)設計是學生在校期間進行最后一次理論結(jié)合實際的較全面和基本的訓練，是對幾年來所學知識的系統(tǒng)運用和檢驗，也是走向工作崗位之前的最后一次的過渡性練兵。通過這次畢業(yè)設計要求達到以下基本目的： （1）鞏固、加強、擴大和提高以往所學的有關(guān)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識； （2）培養(yǎng)學生綜合運用所學的知識以解決實際工程問題的獨立工作能力，并初步掌握機械裝備或部件設計的思想、設計程序、設計原則、步驟和方法； （3）培養(yǎng)學生使用有關(guān)設計規(guī)范、手冊、參考文獻以及分析計算、繪圖和編寫設計說明書等項能力的基本技能訓練； 2.設計者必須充分重視和熟悉原始資料，明確設計任務，發(fā)揮獨立思考能力，創(chuàng)造性地完成設計任務；認真對待設計計算、繪圖等工作，在設計中應遵循設計規(guī)范，盡量利用國內(nèi)外先進技術(shù)與經(jīng)驗，以使設計成果達到較高的水平；為將來成為一名出色的工程師打下基礎(chǔ)； 3.設計者應在規(guī)定時間內(nèi)圓滿完成要求的設計內(nèi)容，成果包括：論文一份（按規(guī)范格式），設計圖紙一套（紙質(zhì)版+電子版） 三、主要技術(shù)指標 1、明確用UG、Pro/ENGINEER等三維軟件技術(shù)進行工作的思路和過程。 2、掌握UG、Pro/ENGINEER、AutoCAD等軟件的使用方法。 3、用Pro/ENGINEER軟件設計一個中等難度的機械實物體。 4、用UG應用軟件系統(tǒng)完成吹風機凸模加工的數(shù)控編程。 5、撰寫論文，闡述自己畢業(yè)設計的工作內(nèi)容。 四、進度和要求 第一階段：（1 – 2周）查閱資料，確定設計方案，進行總體設計，熟悉相關(guān) 軟件，做好準備工作。 第二階段：（3 – 7周）分析工件結(jié)構(gòu)從而設計出夾具，并使用制圖軟件繪制 圖形。 第三階段：（7 - 9周）進行吹風機凸模加工的數(shù)控編程。 第四階段：（9 –14 周）整理撰寫畢業(yè)論文，對設計進行完善。 第五階段：（6月）準備論文答辯。 五、主要參考書及參考資料 [1] 濮良貴，紀名剛．機械設計，北京：高等教育出版社，1996 [2] 王大康，盧頌峰主編，機械課程設計，北京：北京工業(yè)大學出版社，1998 [3] 毛振揚等，機械零件課程設計，杭州：浙江大學出版社，1995 [4] 哈爾濱工業(yè)大學，機械零件設計指導書，北京：人民教育出版社，1982 [5] 襲貴義，機械零件設計圖冊，北京，人民教育出版社，1981 [6] 陳鐵鳴，新編機械課程設計圖冊，北京：高等教育出版社，2003 [7] 東北工學院編，機械零件設計手冊（第二版），北京：冶金工業(yè)出版社，1980（上冊）1982（下冊）。 [8] 王科社，滕啟編，機械設計課程設計指導書，北京：北京機械工業(yè)學院，2001 [9] 周凱勤，機械零件設計手冊，第5版，北京：高等教育出版社，2001 [10] 黃華梁，彭文生，機械設計基礎(chǔ)，第3版，北京：高等教育出版社，2001 [11] 成大先，機械設計手冊，第二版，北京：化學工業(yè)出版社，1994 [12] 北京化工學院，華南工學院，塑料機械設計，北京：輕工業(yè)出版社 摘 要 近些年來,隨著數(shù)控機床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代化加工設備的廣泛應用,使傳統(tǒng)的機械加工的制造方法發(fā)生了重大變革,夾具的功能已經(jīng)從過去的裝夾、定位、引導刀具,轉(zhuǎn)變?yōu)檠b夾、定位。而數(shù)字化的設備加工功能的擴大化,給今后夾具的快速定位、快速裝夾提出了更高的要求。 按照不同的分類，夾具可分為多種類，本次設計主要介紹的是銑軸端槽夾具的設計，銑軸端槽夾具是機床夾具的一種，它主要包括定位支承元件、夾緊裝置、連接定向元件、對刀元件或?qū)蛟?、其它裝置或元件、夾具體 等六部分。 本設計介紹了夾具的發(fā)展史、國內(nèi)外的研究動態(tài)、研究背景、用途和分類。除此之外，本設計還對銑軸端槽夾具的組成和工作原理進行了詳細的介紹。 本次設計采用傳統(tǒng)化的設計方法對銑軸端槽夾具的整體結(jié)構(gòu)及其中各個零部件的結(jié)構(gòu)、尺寸進行設計。另外,還用三維制圖軟件Pro/ENGINEER對銑軸端槽夾具的各零部件進行了三維制圖和裝配并且繪制了零件圖和裝配圖的工程圖。除此之外,還用UG對吹風機凸模的加工進行了數(shù)控編程。 關(guān)鍵詞：夾具，零件圖，設計，工程圖，數(shù)控編程 ABSTRACT In recent years , with the wide application of CNC machine tools, machining center, flexible manufacturing cell, flexible manufacturing systems and other modern processing equipment, the manufacturing method of the traditional mechanical processing of a major change, the fixture function from the past have been clamping, positioning, guide tool, into the clamping, positioning.Device processing function digital expansion, puts forward higher requirements for the rapid positioning, in the future the quick clamping fixture. According to different classification, the fixture can be divided into many types,this design is mainly introduced in the shaft end groove milling fixture design,shaft groove milling fixture is a kind of machine tool fixture, which mainly comprises a positioning support element, clamping device, connection oriented elements, tool components or guide element, other devices or components,the six part of the clamp. This article introduces the design of fixture development history, domestic and overseas research development, research background, purposes and classification. In addition, the design also makes a detail introduction on the shaft end groove milling fixture components and working principle. The structure, size of the design with the traditional design method of the milling shaft groove clamp the overall structure and the various parts of the design. In addition, using three-dimensional mapping software Pro/ENGINEER on the shaft end groove milling fixture parts for 3D drawing and assembly drawing and parts drawing and assembly drawing of Engineering drawing. In addition, also the CNC programming and machining of blower punch with UG. KEY WORDS: fixture, part drawing, design, engineering drawing, NC programming 前言 夾具是機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置。夾具的作用是能穩(wěn)定地保證工件的加工精度、能減少輔助工時，提高勞動生產(chǎn)率 、能擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能。 按專門化程度分類 ,可分為通用夾具，專用夾具 ，通用可調(diào)夾具和成組夾具 ，組合夾具 ，隨行夾具 。按使用的機床分類 ，由于各類機床自身工作特點和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應地提出了不同的要求。按所使用的機床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。 按夾緊動力源分類 ，根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。 本設計中以機床夾具為例，介紹了夾具的不同分類及銑軸端槽夾具的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并設計了銑軸端槽夾具的結(jié)構(gòu)和其構(gòu)成零部件的結(jié)構(gòu)及尺寸。另外還用三維制圖軟件Pro/ENGINEER對的各零部件進行了三維制圖和裝配并且繪制了零件圖和裝配圖的工程圖。除此之外還用UG對吹風機凸模的加工進銑軸端槽夾具行了數(shù)控編程。本次設計的銑軸端槽夾具采用傳統(tǒng)的設計方案并在其基礎(chǔ)上進行了創(chuàng)新與改進，其特點在于結(jié)構(gòu)簡單、方便、輕巧其易于制造。 目 錄 第一章 緒論 6 1.1夾具的發(fā)展史 6 1.1.1 國內(nèi)機床夾具的發(fā)展歷史 6 1.1.2 國外機床夾具發(fā)展歷史 6 1.2 國內(nèi)外機床夾具發(fā)展現(xiàn)狀及研究動態(tài) 6 1.3 課題的研究意義 7 1.4 本次設計的簡介 8 第二章 夾具的簡介 9 2.1夾具的用途及分類 9 2.1.1 通用夾具 9 2.1.2 專用夾具 10 2.1.3 可調(diào)夾具 10 2.1.4 成組夾具 10 2.1.5 組合夾具 11 2.1.6 自動線夾具 11 2.2 夾具的組成 11 2.3 夾具的工作原理 12 2.4 本章小結(jié) 13 第三章 設計過程中所用軟件的功能介紹 14 3.1 Pro/ENGINEER的功能介紹 14 3.1.1 Pro/ENGINEER軟件的特點 14 3.1.2 Pro/ENGINEER4.0的主要功能介紹 15 3.2 UG軟件的介紹 15 3.2.1 UG軟件的功能和特點 16 3.3 AutoCAD的功能介紹 17 3.3.1 AutoCAD的主要特性 17 3.3.2 AutoCAD功能介紹 17 3.4 本章小結(jié) 18 第四章 吹風機凸模加工的數(shù)控編程 19 4.1 模具加工簡介 19 4.2 吹風機凸模的加工工藝路線 19 4.3 吹風機凸模加工 19 4.4本章小結(jié) 34 第五章 銑軸端槽夾具設計的零件建模 35 5.1 夾具體建模 35 5.2 V型塊建模 38 5.3 支撐套建模 39 5.4 手柄建模 40 5.5 墊圈建模 42 5.6本章小結(jié) 42 第六章 銑軸端槽夾具工程圖的繪制 43 6.1單體零件工程圖的繪制 43 6.2裝配實體工程圖的繪制 47 第七章 銑軸端槽夾具裝配圖的繪制 48 7.1 銑軸端槽夾具三維裝配圖的制作過程 48 7.2 本章小結(jié) 51 第八章 全文總結(jié) 52 參考文獻 53 致 謝 54 畢業(yè)設計小結(jié) 55 附 錄 56 VI 第1章 緒論 1.1 夾具的發(fā)展史 在機械加工制造過程中,用來固定加工對象,使其占有正確的位置,以便接受施工、檢測的裝置,都可統(tǒng)稱為“夾具”。 1.1.1 國內(nèi)機床夾具的發(fā)展歷史 我國國內(nèi)的夾具始于20世紀60年代，當時建立了面向機械行業(yè)的天津組合夾具廠，和面向航空工業(yè)的保定向陽機械廠，以后又建立了數(shù)個生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。在當時曾達到全國年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。20世紀80年代以后，兩廠又各自獨立開發(fā)了適合NC機床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國國內(nèi)的需求，還出口到美國等國家。當前我國每年尚需進口不少NC機床、加工中心，而由國外配套孔系夾具，價格非常昂貴，現(xiàn)大都由國內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯。 1.1.2 國外機床夾具發(fā)展歷史 從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國。當前國際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國內(nèi)訂貨，而通用性強的組合夾具已逐步成熟為國際貿(mào)易中的一個品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計資料，但歐美市場上一套用于加工中心的夾具，通常為機床價格的1110﹩到1115﹩，而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴。由于我國在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累和性能價格比的優(yōu)勢，隨著我國加入WTO和制造業(yè)全球一體化的趨勢，特別是電子商務的日益發(fā)展，其中蘊藏著很大的商機，具有進一步擴大出口良好前景。 1.2 國內(nèi)外機床夾具發(fā)展現(xiàn)狀及研究動態(tài) 夾具的發(fā)展歷程,大約可以分為三個階段:第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上,這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具,使得加工過程進一步提高效率和趨于完善;第二階段,夾具成為人與機床之間的橋梁,夾具的機能發(fā)生變化,它主要用于工件的定位和夾緊;第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結(jié)合,夾具作為機床的一部分,成為機械加工中不可缺少的工藝裝備 夾具是機械加工不可缺少的部件,在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下,夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：? （1） 能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本；????? （2） 能裝夾一組具有相似性特征的工件；??? （3） 能適用于精密加工的高精度機床夾具；??? （4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具；? （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）提高機床夾具的標準化程度。 1.3 課題的研究意義 機械制造加工工藝中，機械夾具用于切削加工時安裝工件并使之與機床和刀具間保持正確的相對位置。它的作用包括保證機械加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、減輕勞動強度、降低對工人技術(shù)的過高要求、實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化不可或缺的重要工藝裝備等。 機床夾具被廣泛用于制造業(yè)中，大量專用機床夾具的使用為大批量生產(chǎn)提供了必要條件。目前，一般企業(yè)大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，用于多品種小批量生產(chǎn)的專用夾具。而銑軸端槽夾具，它裝置簡單，操作方便，加緊安全可靠，它既保證加工精度穩(wěn)定加工質(zhì)量，又縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率。在機械加工中應用廣泛。 1.4 本次設計的簡介 1 — V型塊 2 — 支撐套 3 — 手柄 4 — 定向鍵 5 — 夾具體 6 — 對刀塊 圖1-1 本次設計采用傳統(tǒng)的設計方案對銑軸端槽夾具的整體結(jié)構(gòu)和各零部件的結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀進行設計。設計過程中采用三維制圖軟件Pro/E對各零部件的設計草圖進行三維繪圖、裝配，在此過程中對夾具的各零部件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸進行修改、調(diào)整，從而完成各零部件和整體結(jié)構(gòu)的設計。并運用Pro/E導出二維圖紙并在AutoCAD中進行了工程圖紙的繪作，達到了預期所期望的效果，符合機械加工中的工藝要求！此次通過對銑軸端槽夾具的具體設計，使自己達到了識圖，審圖，繪圖，改圖，出圖的全面要求。銑軸端槽夾具的結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。 第二章 夾具的簡介 2.1夾具的用途及分類 機床夾具的種類很多，形狀千差萬別。為了設計、制造和管理的方便，往往按某一屬性進行分類。 按夾具使用的機床分類:這是專用夾具設計所用的分類方法。按使用的機床分類，可把夾具分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具、數(shù)控機床夾具等。 按夾具動力源來分類: 按夾具夾緊動力源可將夾具分為手動夾具和機動夾具兩大類。為減輕勞動強度和確保安全生產(chǎn)，手動夾具應有擴力機構(gòu)與自鎖性能。常用的機動夾具有氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、電磁夾具、真空夾具和離心力夾具等。 本次設計主要按夾具的通用特性分類。按這一分類方法，常用的夾具有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動線夾具等五大類。它反映夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，因此是選擇夾具的主要依據(jù)。 2.1.1 通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具，如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、中心架、電磁吸盤等。圖2.4為一些通用夾具。其特點是適用性強、不需調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀范圍內(nèi)的各種工件。這類夾具已商品化，且成為機床附件。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準備周期，減少夾具品種，從而降低生產(chǎn)成本。其缺點是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)率也較低，且較難裝夾形狀復雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。一些通用夾具如下圖2-1 圖2-1 2.1.2 專用夾具 專用夾具是針對某一工件的某一工序的加工要求而專門設計和制造的夾具。其特點是針對性極強，沒有通用性。在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，常用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具的設計制造周期較長，隨著現(xiàn)代多品種及中、小批生產(chǎn)的發(fā)展，專用夾具在適應性和經(jīng)濟性等方面已產(chǎn)生許多問題。 2.1.3 可調(diào)夾具 可調(diào)夾具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具。對不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩種。通用可調(diào)夾具的通用范圍大，適用性廣，加工對象不太固定。成組夾具是專門為成組工藝中某組零件設計的，調(diào)整范圍僅限于本組內(nèi)的工件?？烧{(diào)夾具在多品種、小批量生產(chǎn)中得到廣泛應用。 2.1.4 成組夾具 這是在成組加工技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類夾具。它是根據(jù)成組加工工藝的原則，針對一組形狀相近的零件專門設計的，也是具有通用基礎(chǔ)件和可更換調(diào)整元件組成的夾具。這類夾具從外形上看它和可調(diào)夾具不易區(qū)別。但它與可調(diào)夾具相比，具有使用對象明確、設計科學合理、結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)整方便等優(yōu)點。 2.1.5 組合夾具 組合夾具是一種模塊化的夾具，并已商品化。標準的模塊元件具有較高精度和耐磨性，可組裝成各種夾具，夾具用畢即可拆卸，留待組裝新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準備周期，元件能重復多次使用，并具有可減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點；因此組合夾具在單件、中小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具。 2.1.6 自動線夾具 自動線夾具一般分為兩種：一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨著工件一起運動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進行加工。 2.2 夾具的組成 雖然機床夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中，作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個組成部分，這些組成部分既相互獨立又相互聯(lián)系。 （1）定位支承元件 定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。如圖1-1所示的銑軸端槽夾具中的左V形塊1、和支撐套2。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。 （2）夾緊裝置 夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。如圖1-1中的手柄3和右V形塊。 （3）連接定向元件 這種元件用于將夾具與機床連接并確定夾具對機床主軸、工作臺或?qū)к壍南嗷ノ恢?。如圖1-1中的定向鍵4。 （4）對刀元件或?qū)蛟? 這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對刀元件，如圖1-1中的對刀塊6。用于確定刀具位置并引導刀具進行加工的元件稱為導向元件，如圖2-2所示的快換鉆套1。 1—快換鉆套 2—導向套 3—鉆模板 4—開口墊圈 5—螺母 6—定位銷 7—夾具體 圖2-2 （5）其它裝置或元件 根據(jù)加工需要，有些夾具上還設有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機構(gòu)、電動扳手和平衡塊等，以及標準化了的其它聯(lián)接元件。 （6）夾具體 具體是夾具的基體骨架，用來配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。 2.3 夾具的工作原理 如圖1-1所示為銑軸端槽夾具的機構(gòu)圖，左V形塊、和支撐套為定位支承元件，它的定位精度直接影響工件加工的精度，手柄和右V形塊是夾緊元件，夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。定向鍵用于將夾具與機床連接并確定夾具對機床主軸、工作臺或?qū)к壍南嗷ノ恢?。對刀塊的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。 它的工作原理為： 定位元件：該夾具使用V形塊定位元件，V形塊對工件定位時，可以起到對中作用，即通過與工件外圓兩側(cè)母線的接觸，使工件上的外圓中心線，對中在V形塊兩側(cè)支承斜面的對稱面上，這樣就保證了工件橫槽相對于外圓軸心線的對稱度。 夾緊機構(gòu)：該夾具使用偏心圓夾緊機構(gòu)，偏心圓夾緊機構(gòu)是一種快速運動的夾緊機構(gòu)，并且它有自鎖的特性。本夾具對夾緊機構(gòu)的運動行程要求較短，非常適合選用偏心圓夾緊機構(gòu)。偏心圓夾緊機構(gòu)，向逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，活動V形塊夾緊工件，向順時針方向旋轉(zhuǎn)時，活動V形塊在彈簧力的作用下松開，工件取出。 2.4 本章小結(jié) 通過本章我們詳細介紹了夾具的分類和用途以及夾具的組成，同時還對銑軸端槽夾具的結(jié)構(gòu)組成和工作原理做了初步的說明。使我們對銑軸端槽夾具的設計有了明確的設計要求，知曉了夾具定位裝置、夾緊裝置和連接裝置的作用和設計要點。 第三章 設計過程中所用軟件的功能介紹 3.1 Pro/ENGINEER的功能介紹 Pro/ENGINEER是美國PTC公司（Parametric Technology Corporation，參數(shù)技術(shù)公司）開發(fā)的三維造型設計系統(tǒng)，它以單一數(shù)據(jù)、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)性以及工程數(shù)據(jù)再利用等改變了傳統(tǒng)機械設計的觀念，為工業(yè)產(chǎn)品設計提供完整的解決方案，成為當今世界機械CAD領(lǐng)域的新標準，廣泛應用于造型設計、機械設計、模具設計、加工制造、機構(gòu)分析、有限元分析及關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理等各個領(lǐng)域。Pro/ENGINEER復合式建模工具較之純參數(shù)化的系統(tǒng)更靈活和自由，可以有效利用已有的產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)并充分發(fā)揮其在新產(chǎn)品設計中的價值，特別是其自頂向下的設計思路，運用Layout和骨架來傳遞和交流設計意圖，大大提高了設計效率。Pro/ENGINEER軟件還提供了強大的裝配功能，包括定義不同零部件之間的位置約束關(guān)系，生成爆炸視圖，進行零部件之間的干涉檢查。 3.1.1 Pro/ENGINEER軟件的特點 Pro/ENGINEER作為一種全參數(shù)化的計算機輔助設計系統(tǒng)，主要有以下5個特點： 1.三維實體造型 Pro/ENGINEER是一個實體建模器，允許在三維環(huán)境中通過各種造型手段達到設計目的，能夠?qū)⒂脩舻脑O計思想以最逼真的模型表現(xiàn)出來。用戶能更直接地了解設計的真實性，避免了設計中的點、線、面構(gòu)成幾何的不足。 2.以特征造型為基礎(chǔ) Pro/ENGINEER是一個基于特征的實體建模工具，系統(tǒng)認為特征是組成模型的基本單元，實體模型是通過多個特征的創(chuàng)建完成設計，也就是說實體模型是特征的疊加。 3.參數(shù)化 Pro/ENGINEER 是一個全參數(shù)化的系統(tǒng)，幾何形狀和大小都有尺寸參數(shù)控制，在產(chǎn)品設計過程中使用的所有尺寸參數(shù)與物理參數(shù)都存放于單一的數(shù)據(jù)庫中，可隨時修改這些尺寸參數(shù)并對設計對象進行分析，計算出模型的體積、面積、質(zhì)量、慣性矩等。特征之間存在著相依的關(guān)系，即所謂的“父子”關(guān)系，使得某一特征的修改同時會牽動其他特征的變更?？梢赃\用強大的數(shù)學運算方式建立各特征之間的數(shù)學關(guān)系，使得計算機能自動計算出模型應有的形狀和固定位置。 4.相關(guān)性 Pro/ENGINEER創(chuàng)建的三維零件模型以及由此產(chǎn)生的二維工程圖、裝配部件、模具、仿真加工等，他們之間相互關(guān)聯(lián)，采用單一的數(shù)據(jù)管理，既可以減少數(shù)據(jù)的存儲量以節(jié)約磁盤空間，又可以在任何環(huán)節(jié)對模型進行修改，同時與模型相關(guān)的對象也會自動修改，保證了設計數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和準確性，也避免了因反復修改而花費大量的時間。 5.系列化 Pro/ENGINEER 能夠依據(jù)創(chuàng)建的原始模型，通過家族表改變模型組成對象的數(shù)量或尺寸參數(shù)，建立系列化的模型，這也是建立國家標準件庫的重要手段之一。 3.1.2 Pro/ENGINEER4.0的主要功能介紹 Pro/ENGINEER是參數(shù)化設計的、基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設計人員采用具有智能特性的基于特征的功能來生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，用戶可以任意勾畫草圖，輕易改變模型，這樣就給工程設計人員在設計上提供了很大的簡易性和靈活性。概括起來 Pro/ENGINEER主要具有以下功能： 1. 零部件的三維建模。 2. 零件圖的裝配。 3. 工程圖的繪制。 4. 工業(yè)造型設計。 5. 模具設計。 6. 數(shù)控加工仿真，運動仿真。 結(jié)構(gòu)強度和疲勞分析，塑流分析，熱分析，振動分析。 3.2 UG軟件的介紹 UG軟件是美UnigraphicsSolution公司(簡稱UGS)開發(fā)的一套集CAD、CAM、CAE功能于一體的三維數(shù)化軟件，是當今世界最先進的計算機輔助設計、分析和制造軟件，廣泛應用于航空、航天、汽車、輪船、通用機械和電子等工業(yè)領(lǐng)域。它為用戶的產(chǎn)品設計及加工過程提供了數(shù)字化造型和驗證手段。它功能強大，可以實現(xiàn)各種復雜實體的建模、工程分析、運動仿真、數(shù)控編程等功能。 UG的開發(fā)始于1969年，它是基于C語言開發(fā)實現(xiàn)的。其軟件不僅具有強大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生工程圖等設計功能，而且在設計過程中可進行有限元分析、機構(gòu)運動分析、動力學分析和仿真模擬，提高了設計的可靠性;同時，可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼，用于產(chǎn)品的加工，其后處理程序支持多種類型數(shù)控機床。另外它所提供的二次開發(fā)語言 UG/open GRIP、UG/open API簡單易學，實現(xiàn)功能多，便于用戶開發(fā)專用CAD系統(tǒng)。 Unigraphics UG針對用戶的虛擬產(chǎn)品設計和工藝設計的需求，提供了經(jīng)過實踐驗證的解決方案。在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，UG作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣。特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設計領(lǐng)域占據(jù)重要位置。 3.2.1 UG軟件的功能和特點 具體來說，該軟件具有如下特點：? (1)?具有統(tǒng)一的主模型數(shù)據(jù)庫，真正實現(xiàn)了CAD/CAM/CAE等各模塊之間的無數(shù)據(jù)交換的自由切換，從而實現(xiàn)并行工程。? (2)?采用復合建模技術(shù)，可以將實體建模、曲面建模、線框建模、顯示幾何建模與參數(shù)化建模融為一體。? (3)?用基于特征(如孔、凸臺、型腔、槽溝、倒角等)的建模和編輯方法作為實體造型基礎(chǔ)，形象直觀，類似于工程師傳統(tǒng)的設計方法，并能用參數(shù)驅(qū)動。? (4)?曲面設計采用非均勻有理B?樣條作為基礎(chǔ)，可以用多種方法生成復雜的曲面，特別適合于汽車外形設計、汽輪機葉片設計等復雜曲面造型。? (5)?出圖功能強，可以方便地從三維實體模型直接生成二維工程圖。能夠按ISO?標準和國標標準標注尺寸、形位公差和漢字說明等，并能直接對實體做旋轉(zhuǎn)剖、階梯剖和軸測圖挖切等生成各種剖視圖，增強了繪制工程圖的實用性。? (6)?以Parasolid?為實體建模核心，實體造型功能處于領(lǐng)先地位。目前著名的CAD/CAM/CAE軟件均以此作為實體造型基礎(chǔ)。? (7)?提供了界面良好的二次開發(fā)工具OPEN GRIP和UFUNC，并能通過高級語言接口，使NX的圖形功能與高級語言的計算功能緊密地結(jié)合起來。? (8)?具有友好的用戶界面，絕大多數(shù)功能都可以通過圖標實現(xiàn)。進行對象操作時，具有自動推理功能，在每個操作步驟中，都有相應的提示信息，以便于用戶做出正確的選擇。 3.3 AutoCAD的功能介紹 AutoCAD軟件是由美國歐特克有限公司（Autodesk）出品的一款自動計算機輔助設計軟件，可以用于繪制，二維制圖，和基本三維設計，通過它無需懂得編程，即可自動制圖，因此它在全球廣泛使用，可以用于土木建筑，裝飾裝潢，工業(yè)制圖，工程制圖，電子工業(yè)，服裝加工等多方面領(lǐng)域。 3.3.1 AutoCAD的主要特性 （1）具有完善的圖形繪制功能。 （2）有強大的圖形編輯功能。 （3）可以采用多種方式進行二次開發(fā)或用戶定制。 （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。 （5）支持多種硬件設備。 （6）支持多種操作平臺 （7）具有通用性、易用性，適用于各類用戶，此外，從AutoCAD2000開始，系統(tǒng)又增添了許多強大的功能，如AutoCAD設計中心（ADC）、多文檔設計環(huán)境（MDE）、Internet驅(qū)動、新的對象捕捉功能、增強的標注功能以及局部打開和局部加載的功能。 3.3.2 AutoCAD功能介紹 AutoCAD的功能概括起來為五個方面，即交互式作圖、圖形編輯、尺寸標注、圖形存儲和圖形輸出。?AutoCAD提供一組圖素，如直線、圓、弧、橢圓、多義線和文字串等，用于構(gòu)造各種復雜的二維圖形。用戶只要從鍵盤上輸入所需的命令或在菜單中選擇相應的項，對所要繪制的圖素輸入必要的參數(shù)（如點的坐標值、長度數(shù)據(jù)或角度數(shù)據(jù)等），即可在屏幕上指定的位置顯示出所繪圖形。對于已給的圖形，可用多種方式進行編輯修改，如擦除、拷貝、移動、修剪、圓角、倒角等等。尺寸是工程圖的重要組成部分，標注尺寸是一件細致而繁瑣的工作。因此，繪圖軟件都具有尺寸標注功能，而且尺寸標注的效率和操作的方便性是衡量繪圖軟件優(yōu)劣的重要指標之一。?AutoCAD的較早版本已有較好的尺寸標注功能，現(xiàn)在?AutoCAD在這方面又有了明顯改進。對于已繪出的圖形或經(jīng)編輯修改的圖形，可用圖形文件的形式存儲到硬盤（或軟盤）之上，也可以在繪圖機或打印機上輸出精確的工程圖樣，比手工繪制的圖樣更加精確和漂亮。存儲在磁盤上的圖形，可根據(jù)需要隨時調(diào)出進行修改或多次繪制輸出。? ?AutoCAD除了上述的二維繪圖功能之外，還具有三維曲面造型和實體造型功能。 3.4 本章小結(jié) 本章對銑軸端槽夾具設計時，應用的Pro/ENGINEER軟件、AutoCAD軟件給出了簡單的介紹，大概了解到其功能、特點及應用。也對吹風機凸模加工的數(shù)控編程應用到的UG軟件的功能，做了詳細的介紹。 第四章 吹風機凸模加工的數(shù)控編程 4.1 模具加工簡介 對于模具的加工來說，出了要安排合理的工序外，同時應該特別注意模具的材料和加工精度。在創(chuàng)建工序時，要設置好每次切削的余量，另外要注意刀軌參數(shù)設置值是否正確，以免影響零件的精度。 4.2 吹風機凸模的加工工藝路線 1.型腔銑削 在模具加工中，一般用型腔銑或平面銑進行開粗，如果有區(qū)域剩余材料過多，則需要進行二次開粗。 2.輪廓區(qū)域銑 用于精加工由輪廓曲面所形成區(qū)域的加工方式。 3.等高輪廓銑 等高輪廓銑常用于精加工或半精加工模具的型芯和型腔 4.底面壁銑削 對零件平面部分進行銑削。 5.多刀路清根銑 當零件的表面比較復雜時常常使用多刀路清根銑。 4.3 吹風機凸模加工 1. 打開模型文件并進入加工模塊,如下圖4-1所示 圖4-1 進入加工環(huán)境。選擇下拉菜單 、命令，系統(tǒng)彈出“加工環(huán)境”對話框；在“加工環(huán)境”對話框的列表框中選擇選項，在列表框中選擇，單擊按鈕，進入加工環(huán)境。 2.創(chuàng)建幾何體 創(chuàng)建機床坐標系 將工序?qū)Ш狡髡{(diào)整到幾何視圖，雙擊節(jié)點，在“MCS銑削”對話框的【機床坐標系】選項區(qū)域中單擊“CSYS對話框”。選取如下圖4-2所示的頂點 圖4-2 然后將機床坐標系繞XM軸旋轉(zhuǎn)-90度，繞ZM軸旋轉(zhuǎn)-90度。單擊“CSYS”對話框【操控器】區(qū)域中的操控器按鈕，在對話框的【Y】文本框中輸入值47.0，單擊【確定】按鈕，此時系統(tǒng)返回至“CSYS”對話框，單擊【確定】按鈕，完成機床坐標的創(chuàng)建。 創(chuàng)建安全平面 在“MCS銑削”對話框【安全設置】區(qū)域【安全設置選項】下拉列表中選擇【平面】，單擊【平面對話框】按鈕，選擇【類型】下面的【按某一距離】（如下圖4-3），然后在平面參考里面，，選取圖中所示的平面為對象平面，在【偏置】區(qū)域的【距離】文本框中輸入值為55，按回車鍵確認，單擊【確認】按鈕，完成安全平面的創(chuàng)建。如下圖4-4 圖4-3 圖4-4 創(chuàng)建部件幾何體 在工序?qū)Ш狡髦须p擊節(jié)點下的，單擊按鈕，然后單擊，在圖形中框選整個零件為部件幾何體，如下圖4-5所示 圖4-5 單擊【確定】按鈕，完成部件幾何體的創(chuàng)建。 創(chuàng)建毛坯幾何體 在“工件”對話框中單擊，在【類型】下選擇包容塊選項，在【極限】區(qū)域的文本框輸入值1.0.單擊“毛坯幾何體”中的【確定】按鈕，單擊【工件】對話框中的【確定】按鈕（見圖4-6） 圖4-6 3. 創(chuàng)建刀具 將工序?qū)Ш秸{(diào)整到機床視圖，創(chuàng)建刀具過程如下圖4-7，4-8所示 圖4-7 圖4-8 同樣的方法再創(chuàng)建第二把刀具，只需要將刀具名稱換為D12R1,刀具的直徑換為12.0，下半徑換為1.0，刀具號為2再創(chuàng)建第三把刀具，將刀具名稱換為D6R1,刀具的直徑換為6.0，下半徑換為1.0，刀具號為3.再創(chuàng)建第四把刀具，將刀具名稱換為D2R0.5,刀具的直徑換為2.0，下半徑換為0.5，刀具號為4.再創(chuàng)建第五把刀具，將刀具名稱換為D2R0,刀具的直徑換為2.0，下半徑換為0.0，刀具號為5.再創(chuàng)建第六把刀具，選擇刀具子類型為“BALL-MILL”按鈕，將刀具名稱換為B6,刀具的直徑換為6.0，刀具號為6. 4. 創(chuàng)建型腔銑操作 將工序?qū)Ш狡髡{(diào)整到程序順序視圖，創(chuàng)建工序如下圖4-9所示 圖4-9 圖4-10 單擊【確定】按鈕后，設置一般參數(shù)，在【切削模式】下選擇【跟隨周邊】，在步距下拉列表中選擇【刀具平直百分比】選項，在【平面直徑百分比】文本框輸入值為50.0，在【每刀的公共深度】下選擇【恒定】，在【最大距離】文本框中輸入值為3.0.（見上圖4-10）。 單擊【確定】按鈕后，單擊【切削參數(shù)】按鈕，設置切削參數(shù)見下圖4-11、4-12 圖4-11 圖4-12 單擊【確定】按鈕后，在“型腔銑”對話框中單擊“非切削移動”按鈕，設置非切削移動參數(shù)過程如下圖4-13 圖4-13 圖4-14 單擊【確定】按鈕后，在“型腔銑”對話框中單擊“進給率和速度”按鈕，設置進給率和速度的過程如上圖4-14。 單擊【確定】按鈕后，生成的刀路軌跡并仿真，如下圖4-15 圖4-15 2D仿真如圖4-16、圖4-17 圖4-16 圖4-17 單擊【確定】按鈕后，創(chuàng)建型腔銑的另外一個工序，過稱如下圖4-18、圖4-19所示： 圖4-18 圖4-19 設置完參數(shù)后，單擊【確定】按鈕，然后單擊，如下圖4-20所示 圖4-20 圖4-21 單擊【確定】按鈕后，點擊，設置如上圖4-21的參數(shù)后，再次單擊【確定】按鈕 下面點擊刀路軌跡并仿真如下圖4-22 圖4-22 下面進行仿真，如下圖4-23 圖4-23 單擊【確定】按鈕后，再次單擊【確定】按鈕，如下圖4-24所示 圖4-24 5.輪廓區(qū)域銑 輪廓區(qū)域銑的操作過程如下圖4-25所示 圖4-25 單擊【指定切削區(qū)域】后，選取切削區(qū)域，如下圖4-26所示 圖4-26 然后單擊【確定】按鈕,,然后單擊【編輯】按鈕，如下圖4-27所示 圖4-27 單擊【確定】按鈕后，點擊如下圖4-28所示 圖4-28 然后進行仿真，如下圖4-29、圖4-30所示 圖4-29 圖4-30 然后再次進行輪廓區(qū)域銑，過程圖如下圖4-31所示 圖4-31 單擊【確定】按鈕后，道具選擇點擊，然后如下圖4-32 圖4-32 單擊【確定】按鈕后，單擊生成，直接進行仿真，如下圖4-33所示 圖4-33 單擊【確定】按鈕后，再進行輪廓區(qū)域銑另一個操作，操作過程如下所示 操作圖如下圖4-34 圖4-34 道具選擇為 ，然后單擊，如下圖4-35，仿真如圖4-36所示 圖4-35 圖4-36 6. 創(chuàng)建深度加工輪廓銑操作 選擇下拉菜單【插入】里的【工序】，然后操作過程如下圖4-37 圖4-37 其他步驟同上；然后仿真如下圖4-38所示 圖4-38 創(chuàng)建工序，之后設置驅(qū)動參數(shù)，然后設置切削參數(shù)，設置非切削移動參數(shù)，設置進給率和參數(shù)生成刀具軌跡如下圖4-39 圖4-39 然后完成吹風機凸模加工，如下圖4-40 圖4-40 加工銑程序清單，如下表4-41所示： 表4-41 4.4本章小結(jié) 本章主要介紹了吹風機凸模的數(shù)控加工過程。 第5章 銑軸端槽夾具設計的零件建模 1 — V型塊 2 — 支撐套 3 — 手柄 4 — 定向鍵 5 — 夾具體 6 — 對刀塊 圖5-1 如圖5-1為此次銑軸端槽夾具設計的樣圖，我們將樣圖分為五個主要部分分別是：夾具體、V型塊、支撐套、手柄、墊圈、，我們將逐一介紹這五種零件的建模過程。 5.1 夾具體建模 夾具體建模步驟： 1） 單擊工具欄中的【新建】按鈕，彈出【新建】對話框，如圖所示，在【類型】選項組中選【零件】選項，在【子類型】選項組中選中【實體】選項，在【名稱】文本框中輸入文件名稱“prt02”，取消使用缺省模版，單擊【確定】按鈕，彈出【新文件選項】，如圖5-1所示，選擇“mmns_part_solid”模版，單擊【確定】按鈕，進入草繪系統(tǒng)。 圖5-2 2） 在proe【草繪】中,以中心線為基準，繪制長為200mm寬為58mm的長方形，在長方形左寬的中點開始，向右水平繪制長為14mm寬為12mm的長方形,再以坐標（-186,0）為中心，分別畫半徑為4和半徑為6的右半圓，然后將14*12mm的長方形和r4、r6的半圓左右對稱，即【鏡像】。然后對整體進行【拉伸】23mm形成長方體狀，在長方體正中心左側(cè)44mm處【草繪】，向右繪制15*58mm的長方形，并再一次【拉伸】48mm,如下圖5-3紅色線 圖5-3 3） 然后在長方體正中心左側(cè)29mm處【草繪】，向右繪制23*50mm的長方形，并留出V型槽，小槽寬為5mm,長為2mm，并再一次【拉伸】48mm，如下圖5-4紅色線 圖5-4 4） 然后在正長方體正中心右側(cè)坐標為（40,0）處【草繪】，【畫圓】直徑為26mm, 然后再【拉伸】6mm，在剛才的基礎(chǔ)之上，又以坐標（40,0），【畫圓】直徑為12mm，然后再【拉伸】13mm，在此基礎(chǔ)之上，又以坐標（40,0），上圓直徑為5mm，下圓直徑為12mm的圓臺，最后在此基礎(chǔ)之上，又以坐標（40,0），【畫圓】直徑為5mm，然后再【拉伸】14.5mm，這樣單擊【確定】按鈕完成夾具體構(gòu)造。添加顏色，如下圖5-5所示 圖5-5 草繪圖為5-6： 圖5-6 5.2 V型塊建模 1） 在正長方體正中心右側(cè)，坐標為（29,0）處【草繪】，向左繪制23*50mm的長方形，并留出V型槽，小槽寬為5mm,長為2mm，【拉伸】48mm，如下圖5-7紫色線 圖5-7 2）在坐標為（29,0）處，以V型槽右側(cè)為基準【草繪】，在V型槽右側(cè)中心，畫20*12mm的長方形，【拉伸】3mm，單擊【確定】按鈕完成構(gòu)造，添加顏色，如下圖5-8所示 圖5-8 草繪圖為5-9：