CAME计算机辅助制造第六章

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1、1第六章第六章 计算机辅助计算机辅助工装设计与管理工装设计与管理2 工艺装备（简称工装）工艺装备（简称工装）：实现产品制造过程所必须的刀具、夹具、模：实现产品制造过程所必须的刀具、夹具、模具、计量器具和其它辅助工具等的总称。具、计量器具和其它辅助工具等的总称。工艺装备的设计是除工艺规程编制以外的另一项重要技术准备工作工艺装备的设计是除工艺规程编制以外的另一项重要技术准备工作,而而且在工厂实际中且在工厂实际中,这两项工作是联系极为密切的统一体。这两项工作是联系极为密切的统一体。在工装中，夹具占有很大的比例。在实际生产中，为了满足产品质量、在工装中，夹具占有很大的比例。在实际生产中，为了满足产品质

2、量、生产效率和经济性等各方面的要求，广泛采用各种专用夹具。生产效率和经济性等各方面的要求，广泛采用各种专用夹具。例如，生产泵体，需要例如，生产泵体，需要83套工装，其中套工装，其中26套是专用夹具；一架歼击机套是专用夹具；一架歼击机的附件系统在成批生产中需要的附件系统在成批生产中需要2000多套专用夹具。多套专用夹具。机械加工工艺装备设计的过程中，要把大量的人力、时间花费在繁琐的机械加工工艺装备设计的过程中，要把大量的人力、时间花费在繁琐的资料检索、分析计算、绘图、编制文件等工作上，采用计算机辅助设计技资料检索、分析计算、绘图、编制文件等工作上，采用计算机辅助设计技术，可显著地提高设计效率和质

3、量，从而缩短产品开发周期，提高产品质术，可显著地提高设计效率和质量，从而缩短产品开发周期，提高产品质量，增强新产品开发和市场竞争能力。量，增强新产品开发和市场竞争能力。计算机辅助工装设计计算机辅助工装设计(CATD)：指工艺设计人员应用计算机硬件和软件：指工艺设计人员应用计算机硬件和软件资源资源,完成刀具、夹具、模具等工艺装备设计的总称。实际应用中，可分别完成刀具、夹具、模具等工艺装备设计的总称。实际应用中，可分别开发单独运行的各类工装的计算机辅助设计系统，也可以通过接口与开发单独运行的各类工装的计算机辅助设计系统，也可以通过接口与CAD、CAPP、CAM等构成集成系统，以共享企业的计算机应用

4、资源。等构成集成系统，以共享企业的计算机应用资源。本章主要介绍计算机辅助夹具设计、计算机辅助刀具设计、计算机辅助本章主要介绍计算机辅助夹具设计、计算机辅助刀具设计、计算机辅助模具设计系统的基本原理与功能，并以刀具的管理为例，简要介绍了计算模具设计系统的基本原理与功能，并以刀具的管理为例，简要介绍了计算机辅助工装管理的基本功能。机辅助工装管理的基本功能。第六章第六章 计算机辅助工装设计与管理计算机辅助工装设计与管理36.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计 夹具：是一种保证产品质量、加速工艺过程的一种工艺装备，有机床夹夹具：是一种保证产品质量、加速工艺过程的一种工艺装备，有机床夹

5、具、焊接夹具、热处理夹具、装配夹具及测试夹具等。具、焊接夹具、热处理夹具、装配夹具及测试夹具等。机床夹具：是在机床上使用的一种辅助装置，用它来迅速地确定工件与机床夹具：是在机床上使用的一种辅助装置，用它来迅速地确定工件与机床、刀具间的相对位置，即将工件定位及夹紧，以完成加工所需要的相机床、刀具间的相对位置，即将工件定位及夹紧，以完成加工所需要的相对运动。所以机床夹具是用以使工件定位和夹紧的机床附加装置。为了叙对运动。所以机床夹具是用以使工件定位和夹紧的机床附加装置。为了叙述简便起见，下面也将机床夹具简称为夹具。述简便起见，下面也将机床夹具简称为夹具。6.1.1 6.1.1 机床夹具设计概述机床

6、夹具设计概述机床夹具的分类机床夹具的分类 机床夹具的种类很多，分类方法也有多种，按照各种不同机床夹具的种类很多，分类方法也有多种，按照各种不同的特点进行分类，如图的特点进行分类，如图6.1所示。所示。（1）按夹具的应用范围分类）按夹具的应用范围分类 1）通用夹具）通用夹具：是指在一般通用机床上所附有的一些适用：是指在一般通用机床上所附有的一些适用性较广泛的夹具，如车性较广泛的夹具，如车 第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理46.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理56.1 6.1 夹具的计算机辅

7、助设计夹具的计算机辅助设计6.1.1 6.1.1 机床夹具设计概述机床夹具设计概述床上的三爪或四爪卡盘、顶尖和鸡心夹头；铣床上的平口钳床上的三爪或四爪卡盘、顶尖和鸡心夹头；铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。、分度头和回转工作台等。它们有较大的适用范围，无需调整或稍加调整就可以用于它们有较大的适用范围，无需调整或稍加调整就可以用于装夹不同的工件。主要用于单件小批量生产，装夹形状比较装夹不同的工件。主要用于单件小批量生产，装夹形状比较简单和加工精度要求不太高的工件。简单和加工精度要求不太高的工件。2）专用夹具）专用夹具：是指专为某种产品零件的某一道工序而设计：是指专为某种产品零件的某一道工序而

8、设计制造的夹具。因为不需要考虑通用性，所以夹具可以设计的制造的夹具。因为不需要考虑通用性，所以夹具可以设计的结构紧凑，操作方便。结构紧凑，操作方便。专用夹具通常是由用户根据工件的加工要求自行设计与制专用夹具通常是由用户根据工件的加工要求自行设计与制造的。它的设计与制造的周期较长，制造费用也较高，适用造的。它的设计与制造的周期较长，制造费用也较高，适用于产品固定和工艺过程稳定的批量较大的生产中。图于产品固定和工艺过程稳定的批量较大的生产中。图6.2（b）所示的夹具是专为加工图）所示的夹具是专为加工图6.2（a）所示零件而设计的专用）所示零件而设计的专用钻床夹具。钻床夹具。第六章计算机辅助工装设计

9、与管理第六章计算机辅助工装设计与管理66.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计6.1.1 6.1.1 机床夹具设计概述机床夹具设计概述 3）可调夹具）可调夹具：包括通用可调夹具和成组夹具。这两种夹具结构相似，都：包括通用可调夹具和成组夹具。这两种夹具结构相似，都可在多处使用，即对不同尺寸和种类的工件，只需调节夹具元件的位置或可在多处使用，即对不同尺寸和种类的工件，只需调节夹具元件的位置或更换个别定位元件或夹紧元件，便可使用。在多品种、小批量生产的条件更换个别定位元件或夹紧元件，便可使用。在多品种、小批量生产的条件下，成组夹具是使小批量生产有可能获得类似于大批量生产效益的有效措下

10、，成组夹具是使小批量生产有可能获得类似于大批量生产效益的有效措施，是改革工艺装备设计的发展方向之一。施，是改革工艺装备设计的发展方向之一。4）组合夹具）组合夹具：是指按某一工件的某道工序的加工要求，由一套预先制造：是指按某一工件的某道工序的加工要求，由一套预先制造好的标准元件及合件组合而成的夹具。这种夹具用完后可以拆卸存放，以好的标准元件及合件组合而成的夹具。这种夹具用完后可以拆卸存放，以备重新组装新夹具时再次使用。由于组合夹具是由各种标准元件、合件组备重新组装新夹具时再次使用。由于组合夹具是由各种标准元件、合件组装而成，故具有组装迅速、周期短、能反复使用等特点，所以在多品种、装而成，故具有组

11、装迅速、周期短、能反复使用等特点，所以在多品种、小批量生产或新产品试制中尤为适用。小批量生产或新产品试制中尤为适用。（2）按夹具所使用的机床分类）按夹具所使用的机床分类 由于使用夹具的各类机床，其工作特点和结构形式不同，对夹具的结构由于使用夹具的各类机床，其工作特点和结构形式不同，对夹具的结构相应地提出不同要求。因此可按所适用的机床把夹具分为车床夹具、铣床相应地提出不同要求。因此可按所适用的机床把夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等类型。图类型。图6.2所示为钻床夹具，也简称为钻模

12、。所示为钻床夹具，也简称为钻模。（3）按夹具的夹紧动力源分类）按夹具的夹紧动力源分类 根据驱动夹具夹紧的动力源不同，可把夹具分为手动夹具、气动夹具、根据驱动夹具夹紧的动力源不同，可把夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具液压夹具、气液夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具等类型。、电磁夹具、真空夹具等类型。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理76.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理图图6.2 钻孔工序简图钻孔工序简图 11夹具体夹具体22轴销轴销33开口垫圈开口垫圈44螺母螺母5

13、5钻模板钻模板66钻套钻套77横销横销86.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计6.1.1 6.1.1 机床夹具设计概述机床夹具设计概述2、机床夹具的功用、机床夹具的功用 使用夹具的最终目的是保证产品质量，改善工人劳动条件，提高生产效使用夹具的最终目的是保证产品质量，改善工人劳动条件，提高生产效率，降低产品成本。夹具的功用主要有以下几点。率，降低产品成本。夹具的功用主要有以下几点。（1）保证被加工表面的位置精度）保证被加工表面的位置精度 使用夹具的主要作用是保证工件上被加工表面的相互位置精度，例如表使用夹具的主要作用是保证工件上被加工表面的相互位置精度，例如表面之间的位置尺寸、

14、平行度、垂直度、同轴度、对称度、位置度、跳动等面之间的位置尺寸、平行度、垂直度、同轴度、对称度、位置度、跳动等。对于形状复杂，位置精度要求较高的工件，使用通用夹具进行加工，往。对于形状复杂，位置精度要求较高的工件，使用通用夹具进行加工，往往不易或不能达到加工要求，因此需要采用专用夹具。往不易或不能达到加工要求，因此需要采用专用夹具。（2）可缩短工序时间，提高劳动生产率）可缩短工序时间，提高劳动生产率 完成某一工序所需要的时间称为工序时间，其中占比重最大的是所需的完成某一工序所需要的时间称为工序时间，其中占比重最大的是所需的机动时间和装卸工件所需的辅助时间，使用专用夹具可省去划线、对刀的机动时间

15、和装卸工件所需的辅助时间，使用专用夹具可省去划线、对刀的辅助时间，减少了工件安装和找正的时间；可以增加同时工作的刀具或同辅助时间，减少了工件安装和找正的时间；可以增加同时工作的刀具或同时加工的工件，或者可以增加加工时的切削用量，可以大大减少机动时间时加工的工件，或者可以增加加工时的切削用量，可以大大减少机动时间，提高劳动生产率。，提高劳动生产率。（3）扩大机床的工艺范围，改进机床的用途）扩大机床的工艺范围，改进机床的用途（4）减轻操作的劳动强度，保证生产安全）减轻操作的劳动强度，保证生产安全 由于夹具中可以采用扩力机构来减小操作的原始力，而且可以采用各种由于夹具中可以采用扩力机构来减小操作的原

16、始力，而且可以采用各种机动夹紧装置，故可使操作省力，减轻劳动强度。机动夹紧装置，故可使操作省力，减轻劳动强度。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理96.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计6.1.1 6.1.1 机床夹具设计概述机床夹具设计概述3、机床夹具的组成、机床夹具的组成 根据夹具元件在夹具中所起的不同作用，可将各种夹具的元件分为根据夹具元件在夹具中所起的不同作用，可将各种夹具的元件分为下列几类：下列几类：（1）定位元件及定位装置）定位元件及定位装置 用来确定工件在夹具中的位置的元件称为定位用来确定工件在夹具中的位置的元件称为定位元件。如图元件。如

17、图6.2中的轴销中的轴销2、横销、横销7。（2）夹紧装置）夹紧装置 起夹紧作用的元件或部件，用来紧固工件在定位后的位置起夹紧作用的元件或部件，用来紧固工件在定位后的位置。如图。如图6.2中的开口垫圈中的开口垫圈3和螺母和螺母4。（3）对刀及导引元件）对刀及导引元件 作用是确定夹具相对于刀具的位置。如图作用是确定夹具相对于刀具的位置。如图6.2中的钻中的钻套套6。（4）夹具本体）夹具本体 夹具本体是夹具的基础件，用来连接夹具上的所有各种元夹具本体是夹具的基础件，用来连接夹具上的所有各种元件和装置成为一个夹具整体。如图件和装置成为一个夹具整体。如图6.2中的夹具体中的夹具体1。（5）其它元件及装置

18、）其它元件及装置 包括与机床连接用的零件，如定向健，各种连接件包括与机床连接用的零件，如定向健，各种连接件及根据夹具特殊功用设置的一些装置，如分度装置、靠模装置等。及根据夹具特殊功用设置的一些装置，如分度装置、靠模装置等。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理106.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计6.1.1 6.1.1 机床夹具设计概述机床夹具设计概述4、机床夹具设计的步骤、机床夹具设计的步骤（1）对设计任务进行技术分析）对设计任务进行技术分析 对工序图进行认真分析研究；了解夹具所使用机床规格、主要参数对工序图进行认真分析研究；了解夹具所使用机床规格

19、、主要参数以及在机床上安装夹具的部位和配合尺寸。了解本工序使用的刀具、以及在机床上安装夹具的部位和配合尺寸。了解本工序使用的刀具、量具的情况；熟悉夹具设计的各种标准等。量具的情况；熟悉夹具设计的各种标准等。（2）分析论证定位夹紧方案）分析论证定位夹紧方案 确定工件的定位方法、定位元件，要保证定位正确性（即遵循六点确定工件的定位方法、定位元件，要保证定位正确性（即遵循六点定位原理）和定位精确性（保证加工精度），还要考虑其结构上的可定位原理）和定位精确性（保证加工精度），还要考虑其结构上的可行性与操作的方便性。行性与操作的方便性。选择或设计夹紧装置，应注意使夹具的复杂程度与生产批量相适应选择或设计

20、夹紧装置，应注意使夹具的复杂程度与生产批量相适应，并尽可能用方便可靠、造价低廉、简单可行的结构来完成工艺要求，并尽可能用方便可靠、造价低廉、简单可行的结构来完成工艺要求。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理116.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计6.1.1 6.1.1 机床夹具设计概述机床夹具设计概述（3）绘制结构草图和参数估算）绘制结构草图和参数估算 绘制草图时，主要考虑对定位夹紧采用的具体结构及其空间布局，处绘制草图时，主要考虑对定位夹紧采用的具体结构及其空间布局，处理好夹具与机床、刀具、辅助工具的关系，避免结构中的矛盾和干涉。理好夹具与机床、刀

21、具、辅助工具的关系，避免结构中的矛盾和干涉。对于加工精度要求较高的工序应进行必要的误差分析与估算。对于加工精度要求较高的工序应进行必要的误差分析与估算。（4）绘制夹具总图）绘制夹具总图 在审查合格的结构草图基础上，进行夹具总图的绘制工作。在审查合格的结构草图基础上，进行夹具总图的绘制工作。（5）绘制夹具零件图）绘制夹具零件图 除标准件外，总图上的各组成零件均应绘制其零件图。除标准件外，总图上的各组成零件均应绘制其零件图。（6）设计评估）设计评估 设计人员应全面回顾与检查校核各种尺寸关系和结构关系，衡量技术设计人员应全面回顾与检查校核各种尺寸关系和结构关系，衡量技术要求和精度是否恰当和正确，检查

22、图面投影、选用标准是否正确，以杜绝要求和精度是否恰当和正确，检查图面投影、选用标准是否正确，以杜绝错误。错误。（7）整理设计说明书。）整理设计说明书。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理126.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计6.1.2 6.1.2 夹具夹具CADCAD概述概述夹具夹具CAD系统的任务和设计过程系统的任务和设计过程（1）夹具）夹具CAD系统的任务是：建立夹具数据库、夹具元件数系统的任务是：建立夹具数据库、夹具元件数据库以及专用夹具元件的绘图环境，使用户能够方便地选据库以及专用夹具元件的绘图环境，使用户能够方便地选择夹具元件，绘制专用夹

23、具元件。择夹具元件，绘制专用夹具元件。（2）利用夹具）利用夹具CAD系统进行夹具设计的过程：搜索夹具数据系统进行夹具设计的过程：搜索夹具数据库，若存在相似零件的夹具，可调出其夹具图形，进行适库，若存在相似零件的夹具，可调出其夹具图形，进行适当修改即可完成夹具设计。若夹具数据库中没有合适的夹当修改即可完成夹具设计。若夹具数据库中没有合适的夹具，则进行夹具设计，根据零件加工要求选择合适的定位具，则进行夹具设计，根据零件加工要求选择合适的定位件、加紧件、支撑件、夹具基体等夹具元件，对于在夹具件、加紧件、支撑件、夹具基体等夹具元件，对于在夹具元件库中没有的元件进行设计，绘制夹具图。元件库中没有的元件进

24、行设计，绘制夹具图。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理136.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计6.1.2 6.1.2 夹具夹具CADCAD概述概述2、夹具、夹具CAD的特点的特点 夹具夹具CAD在图形处理、分析计算等方面可以共享产品在图形处理、分析计算等方面可以共享产品CAD系统的软件资源，但也有其固有的特点：系统的软件资源，但也有其固有的特点：（1）夹具设计：是根据工件形状、生产批量加工方法和机床而夹具设计：是根据工件形状、生产批量加工方法和机床而变化的，由于其复杂性和多样性，增加了夹具变化的，由于其复杂性和多样性，增加了夹具CAD的难度。的难度

25、。设计一个通用的夹具设计一个通用的夹具CAD系统必然是一个宠大的系统，按加系统必然是一个宠大的系统，按加工方法分为车床夹具、钻床夹具、铣床夹具等工方法分为车床夹具、钻床夹具、铣床夹具等CAD系统，对系统，对每一类夹具又可分为不同的形式，如钻床夹具可以分为箱体每一类夹具又可分为不同的形式，如钻床夹具可以分为箱体类和圆盘类等多种形式。按其通用性又可分为专用夹具、组类和圆盘类等多种形式。按其通用性又可分为专用夹具、组合夹具和合夹具和FMS夹具。但是，对所有的夹具而言，夹具标准件夹具。但是，对所有的夹具而言，夹具标准件及一些常用件都是通用的共享资源，所以在进行夹具及一些常用件都是通用的共享资源，所以在

26、进行夹具CAD系系统设计时，首先对某一类夹具进行系统设计，建立夹具元件统设计时，首先对某一类夹具进行系统设计，建立夹具元件库，而后根据需要再进行扩充，这样才能成为一个较为实用库，而后根据需要再进行扩充，这样才能成为一个较为实用的夹具的夹具CAD 系统。系统。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理146.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计6.1.2 6.1.2 夹具夹具CADCAD概述概述（2）夹具是单件制造或利用标准夹具元件拼装的，通常只校验）夹具是单件制造或利用标准夹具元件拼装的，通常只校验夹紧力，不进行有限元分析；而且夹具结构无一定规律，难夹紧力，不

27、进行有限元分析；而且夹具结构无一定规律，难以进行优化计算。夹具以进行优化计算。夹具CAD可以作为可以作为CAD/CAPP/CAM集成集成系统的组成部分。系统的组成部分。（3）夹具设计中，）夹具设计中，50%55%的时间用于绘图和拼装，的时间用于绘图和拼装，20%-25%的时间用于资料查询和计算，构思的时间仅有的时间用于资料查询和计算，构思的时间仅有20%-25%，其他时间约占，其他时间约占5%，因此，因此CAD功能的配置重点是缩短图形生功能的配置重点是缩短图形生成、查询和计算时间。成、查询和计算时间。下面我们以美国密执安大学开发的组合夹具计算机辅助下面我们以美国密执安大学开发的组合夹具计算机辅

28、助设计系统设计系统CAD-MFS为例，简单介绍夹具为例，简单介绍夹具CAD软件的主要功能软件的主要功能与内容。与内容。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理156.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计6.1.3 CAD-MFS6.1.3 CAD-MFS组成组成 CAD-MFS由组合夹具元件库、夹具数据库以及设计由组合夹具元件库、夹具数据库以及设计专用夹具元件绘图软件组成，如图专用夹具元件绘图软件组成，如图6.3所示。所示。（1）组合夹具选择元件库）组合夹具选择元件库 组合夹具元件库包括了三种类型夹具元件的图形文件可组合夹具元件库包括了三种类型夹具元件的图形

29、文件可供选择：供选择：uBLUCO 包括由包括由BLUCO 公司提供该公司生产的槽系组合公司提供该公司生产的槽系组合夹具元件的图形文件。夹具元件的图形文件。uHADLER 包括由包括由HADLER公司提供该公司生产的孔系组公司提供该公司生产的孔系组合夹具元件的图形文件。合夹具元件的图形文件。u用户自定义设计专用的图形文件。用户自定义设计专用的图形文件。以上三种类型的夹具元件都分为五大类型，其分级结构如图以上三种类型的夹具元件都分为五大类型，其分级结构如图6-4所示。所示。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理166.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计图图

30、6.3 CAD-MFS系统的组成系统的组成 CAD-MFS设计专用元件的绘图程序设计专用元件的绘图程序CAD组合夹具系统的选择程序组合夹具系统的选择程序BLUCO系统系统用户自定义系统用户自定义系统HADLER系统系统夹具数据库夹具数据库工件数据库工件数据库夹具分类数据库夹具分类数据库夹具设计数据库夹具设计数据库BLUCO系统系统用户自定义系统用户自定义系统HADLER系统系统工件特征工件特征设计特征设计特征材料特征材料特征176.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计6.1.3 CAD-MFS6.1.3 CAD-MFS组成组成（2）夹具数据库）夹具数据库 夹具数据库由工件数据库

31、、夹具分类数据库和夹具设计数据库组成。夹具数据库由工件数据库、夹具分类数据库和夹具设计数据库组成。u工件数据库存储按成组技术分类编码法制订的工件信息。工件数据库存储按成组技术分类编码法制订的工件信息。u夹具分类数据库存储上述三类组合夹具装配图图形文件的目录及有关夹具分类数据库存储上述三类组合夹具装配图图形文件的目录及有关信息。信息。u夹具设计数据库存储各类夹具图形文件，该数据库还运用成组技术编夹具设计数据库存储各类夹具图形文件，该数据库还运用成组技术编码的方法，按照设计特征、工艺特征和材料特征进行分类的信息。其码的方法，按照设计特征、工艺特征和材料特征进行分类的信息。其中设计特征是指与工件尺寸

32、中设计特征是指与工件尺寸(最大外形尺寸、最大内径和长度等最大外形尺寸、最大内径和长度等)有关的有关的夹具特征；工艺特征是指与加工工艺夹具特征；工艺特征是指与加工工艺(如铣削、钻削、车削和装配等如铣削、钻削、车削和装配等)有有关的夹具特征。关的夹具特征。（3）设计专用夹具元件的绘图软件）设计专用夹具元件的绘图软件 设计专用元件的绘图程序为夹具元件设计提供了包括直线、圆弧和设计专用元件的绘图程序为夹具元件设计提供了包括直线、圆弧和各种曲线的各种曲线的CAD绘图功能，用于扩展用户自行设计的专用元件。所设绘图功能，用于扩展用户自行设计的专用元件。所设计的元件可以转存到组合夹具元件库中的用户自定义系统中

33、。计的元件可以转存到组合夹具元件库中的用户自定义系统中。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理18图图6.4 组合夹具系统的分类组合夹具系统的分类 6.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计组合夹具系统（组合夹具系统（MFS）基础件（基础件（BE）基础板基础板夹紧件（夹紧件（CL）支承件（支承件（SE）矩形矩形圆形圆形夹紧件（夹紧件（CL）定位件（定位件（LE）其他件（其他件（ME）角铁支承角铁支承小型小型中型中型大型大型窄型窄型托架支承托架支承小型小型中型中型大型大型窄型窄型立方型立方型V形支承形支承垫片垫片支承块支承块支承杆支承杆塔式支承塔式支承杆支承杆

34、支承支架支架圆柱定位杆圆柱定位杆圆柱销圆柱销菱形销菱形销块状支承块状支承双表面支承双表面支承可调支承可调支承塔状支承塔状支承表面支承表面支承角度支承角度支承磁力支承磁力支承孔套孔套拆卸工具拆卸工具压板压板细齿压板细齿压板球头螺旋压球头螺旋压板板螺栓螺栓内六角螺钉内六角螺钉螺母螺母双头螺柱双头螺柱V形支承形支承平面平面V形块形块叉头杆叉头杆196.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计6.1.4 夹具设计与拼装夹具设计与拼装 在进行组合夹具设计时，首先根据零件的编码和信息在夹具在进行组合夹具设计时，首先根据零件的编码和信息在夹具数据库中进行检索，查询在夹具分类数据库中是否已以经存储

35、数据库中进行检索，查询在夹具分类数据库中是否已以经存储了该零件或相似零件的夹具图形文件。了该零件或相似零件的夹具图形文件。u如果查询到的是该零件的相似零件的夹具图形文件，则可将其如果查询到的是该零件的相似零件的夹具图形文件，则可将其调出，进行修改，生成该零件的夹具图形文件；调出，进行修改，生成该零件的夹具图形文件；u如果查询不到该零件或相似零件的夹具图形文件，则程序转入如果查询不到该零件或相似零件的夹具图形文件，则程序转入组合夹具选择程序模块，用户可根据零件的特征进行设计与拼组合夹具选择程序模块，用户可根据零件的特征进行设计与拼装。装。图图6.5是运用是运用CAD-MFS系统完成组合夹具设计的

36、详例。下面简要说系统完成组合夹具设计的详例。下面简要说明其辅助设计的过程。明其辅助设计的过程。1绘制工件工序图绘制工件工序图 利用利用CAD-MFS中的设计专用元件的中的设计专用元件的CAD绘图程序模块可以画出绘图程序模块可以画出零件详细的工序图，图上要标注与设计夹具有关的尺寸、定位零件详细的工序图，图上要标注与设计夹具有关的尺寸、定位表面、夹紧表面和加工表面。工件工序图绘图完成后可将其存表面、夹紧表面和加工表面。工件工序图绘图完成后可将其存放在工件数据库中。图放在工件数据库中。图6.6是工件的工序图。是工件的工序图。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理206.1 6.

37、1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理216.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理226.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计2.确定基础件确定基础件 当系统进入组合夹具选择程序模块后，屏幕上显示如图当系统进入组合夹具选择程序模块后，屏幕上显示如图6.7所示所示菜单项。用户选择基础件菜单项。用户选择基础件(BE)，出现下拉菜单矩形和圆形，如选矩，出现下拉菜单矩形和圆形，如选矩形，屏幕上显示了矩形基础板的两维视图及其尺寸规格表，并通过形，屏

38、幕上显示了矩形基础板的两维视图及其尺寸规格表，并通过操作空间指令，即可按比例自动地画出如图操作空间指令，即可按比例自动地画出如图6.8所示的矩形基础件的所示的矩形基础件的三个两维视图和一个三维实体图。三个两维视图和一个三维实体图。3.确定确定V形块形块 在屏幕菜单上顺序选择支承件在屏幕菜单上顺序选择支承件(SE)、V形支承块，即在图形柜内形支承块，即在图形柜内显示现显示现V形支承块的二维视图及其规格尺寸，如图形支承块的二维视图及其规格尺寸，如图6.9所示。所示。V形支承块在矩形基础板上的位置是通过包含在装配程序中的形支承块在矩形基础板上的位置是通过包含在装配程序中的MOVES和和MOVES命令

39、控制的，只要输入命令控制的，只要输入V形块安装定位点的网络坐形块安装定位点的网络坐标值标值(如本例中如本例中CI,F2)就可以用就可以用MOVE命令命令V形支承块平移到基础板规形支承块平移到基础板规定的位置上，如图定的位置上，如图6.10所示。所示。如果需要通过旋转来调整如果需要通过旋转来调整V形支承块的位置，则可以使用形支承块的位置，则可以使用MOVES命令。图命令。图6.11是是V形支承块顺时针旋转形支承块顺时针旋转90的最终位置。的最终位置。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理236.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计第六章计算机辅助工装设计与管

40、理第六章计算机辅助工装设计与管理246.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理256.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理266.1 6.1 夹具的计算机辅助设计夹具的计算机辅助设计4.确定夹紧件确定夹紧件(CE)及其他件及其他件(ME)u返回选择元件菜单，用确定返回选择元件菜单，用确定V形块的同样方法，可以选出合适的夹紧件形块的同样方法，可以选出合适的夹紧件和其他件，并将其移到适当的位置。和其他件，并将其移到适当的位置。u通过上述步骤就可以完成

41、如图通过上述步骤就可以完成如图6.5所示的组合夹具装配图。所示的组合夹具装配图。u在屏幕上装配过程中，装配菜单上将显示出被装配元件的清单和装配在屏幕上装配过程中，装配菜单上将显示出被装配元件的清单和装配顺序等信息，说明每个夹具元件的装配顺序和指令及其参数。这些不顺序等信息，说明每个夹具元件的装配顺序和指令及其参数。这些不仅为手工装配提供了详细的装配顺序和装配方式，而且也可以被译成仅为手工装配提供了详细的装配顺序和装配方式，而且也可以被译成机器人装配夹具的软件程序，以便实现夹具的装配自动化。机器人装配夹具的软件程序，以便实现夹具的装配自动化。5.夹具的自动装配夹具的自动装配u夹具的自动装配是在夹

42、具装配自动化工作站进行的。夹具装配自动化夹具的自动装配是在夹具装配自动化工作站进行的。夹具装配自动化工作站的布局如图工作站的布局如图6.12所示。它由一台装配机器人、一个存放夹具元所示。它由一台装配机器人、一个存放夹具元件的库房、物料传输系统、监控计算机及其他辅助设备组成。件的库房、物料传输系统、监控计算机及其他辅助设备组成。u装配时，工件由自动引导小车装配时，工件由自动引导小车(AGV，Automated Guide Vehicle)被送被送到夹具工作站。在夹具设计过程中形成的元件清单文件被送到夹具元到夹具工作站。在夹具设计过程中形成的元件清单文件被送到夹具元件库房，检索出所需要的元件。来自

43、件库房，检索出所需要的元件。来自CAD-MFS的装配指令被译成机器的装配指令被译成机器码输入装配机器人。当选出的夹具元件和工件到位时，机器人即可按码输入装配机器人。当选出的夹具元件和工件到位时，机器人即可按装配指令完成夹具的组装。装配指令完成夹具的组装。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理275.5.夹具的自动装配夹具的自动装配第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理286.2 6.2 刀具的计算机辅助设计刀具的计算机辅助设计6.2.1 刀具的分类及对刀具设计的要求刀具的分类及对刀具设计的要求 在现代机械制造工业中，金属切削加工是使用得极其在现代机械

44、制造工业中，金属切削加工是使用得极其广泛的一种机械加工方法。任何一种机械设备，凡是形状广泛的一种机械加工方法。任何一种机械设备，凡是形状、尺寸、精度和表面粗糙度有较高要求的零件，一般都需、尺寸、精度和表面粗糙度有较高要求的零件，一般都需要经过切削加工。要高质量、高效率地进行切削加工，就要经过切削加工。要高质量、高效率地进行切削加工，就必须使用性能优良的、先进的生产工具，包括金属切削机必须使用性能优良的、先进的生产工具，包括金属切削机床、金属切削刀具（简称刀具）、夹具、量具及其它辅助床、金属切削刀具（简称刀具）、夹具、量具及其它辅助工具等。刀具对于提高劳动生产率、保证加工精度与表面工具等。刀具对

45、于提高劳动生产率、保证加工精度与表面质量、改进生产技术、降低加工成本，都有直接影响。质量、改进生产技术、降低加工成本，都有直接影响。1、刀具的分类、刀具的分类 刀具的种类很多，随着生产的不断发展，还会日益增刀具的种类很多，随着生产的不断发展，还会日益增加。因此，将刀具系统地加以分类，这样既便于认识各类加。因此，将刀具系统地加以分类，这样既便于认识各类刀具的基本特征，又有利于综合地研究它们的共同性问题刀具的基本特征，又有利于综合地研究它们的共同性问题和发展趋向。和发展趋向。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理296.2 6.2 刀具的计算机辅助设计刀具的计算机辅助设计6.

46、2.1 刀具的分类及对刀具设计的要求刀具的分类及对刀具设计的要求刀具可分为以下几类：刀具可分为以下几类：（1）切刀类）切刀类 包括普通切刀（车刀、刨刀、插刀等）、成型切刀等；包括普通切刀（车刀、刨刀、插刀等）、成型切刀等；（2）孔加工刀具类）孔加工刀具类 如钻头、扩孔钻、锪钻、铰刀、镗刀、复合孔加工刀具等；如钻头、扩孔钻、锪钻、铰刀、镗刀、复合孔加工刀具等；（3）铣刀类）铣刀类 按用途分，有圆柱（平面）铣刀、立铣刀、端铣刀、键槽铣刀、角度按用途分，有圆柱（平面）铣刀、立铣刀、端铣刀、键槽铣刀、角度铣刀、成型铣刀等；若按齿背形式分，则有尖齿铣刀和铲齿铣刀；铣刀、成型铣刀等；若按齿背形式分，则有尖

47、齿铣刀和铲齿铣刀；（4）拉刀类）拉刀类 如圆孔拉刀、键槽拉刀、花键拉刀，平面拉刀等。如圆孔拉刀、键槽拉刀、花键拉刀，平面拉刀等。（5）螺纹刀具类）螺纹刀具类 如螺纹车刀、螺纹梳刀、丝锥、板牙、螺纹铣刀、自动开合板牙如螺纹车刀、螺纹梳刀、丝锥、板牙、螺纹铣刀、自动开合板牙头等；头等；（6）齿轮刀具类）齿轮刀具类 如成型齿轮铣刀、齿轮滚刀、插齿刀、蜗轮刀具、剃齿刀、花键如成型齿轮铣刀、齿轮滚刀、插齿刀、蜗轮刀具、剃齿刀、花键滚刀、锥齿轮刀具等；滚刀、锥齿轮刀具等；（7）自动线和数控机床刀具；）自动线和数控机床刀具；（8）磨床类）磨床类 如砂轮、磨头、砂瓦、油石等。如砂轮、磨头、砂瓦、油石等。图图6

48、.13是各种金属切削刀具简图。是各种金属切削刀具简图。除以上所述的分类外，若从其他的角度考虑，又可有不同的分类。如若从除以上所述的分类外，若从其他的角度考虑，又可有不同的分类。如若从刀具材料分，则有高速钢刀具，硬质合金刀具和金刚石刀具等；若从刀具结构刀具材料分，则有高速钢刀具，硬质合金刀具和金刚石刀具等；若从刀具结构分，则有整体刀具、镶片刀具和复合刀具等。分，则有整体刀具、镶片刀具和复合刀具等。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理306.2 6.2 刀具的计算机辅助设计刀具的计算机辅助设计2、对刀具设计的要求、对刀具设计的要求 设计刀具时，必须满足的基本要求是：设计刀具

49、时，必须满足的基本要求是：（1）保证加工工件所要求的形状、尺寸、精度和表面质量；）保证加工工件所要求的形状、尺寸、精度和表面质量；（2）加工生产率高，使用的经济效果良好；）加工生产率高，使用的经济效果良好；（3）具有足够的强度、刚度和韧性；）具有足够的强度、刚度和韧性；（4）切削性能优良，耐用度高；）切削性能优良，耐用度高；（5）结构合理，工艺性好，便于制造，成本低。）结构合理，工艺性好，便于制造，成本低。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理31326.2 6.2 刀具的计算机辅助设计刀具的计算机辅助设计6.2.2 刀具刀具CAD的特点与发展的特点与发展u刀具刀具CAD

50、是在刀具的整个设计过程中，设计人员利用计算机应用系统是在刀具的整个设计过程中，设计人员利用计算机应用系统进行刀具设计信息处理的总称。它能够完成刀具产品的几何建模、计进行刀具设计信息处理的总称。它能够完成刀具产品的几何建模、计算分析、结构设计、图形显示和自动绘图等工作。算分析、结构设计、图形显示和自动绘图等工作。u在某些复杂、成形刀具设计中，既包含有大量的参数曲线和曲面的分在某些复杂、成形刀具设计中，既包含有大量的参数曲线和曲面的分析计算问题，也涉及到刚度、强度以及结构参数优化等问题。采用传析计算问题，也涉及到刚度、强度以及结构参数优化等问题。采用传统的经验数据、近似设计或图解、试奏等方法，难以

51、保证较高的设计统的经验数据、近似设计或图解、试奏等方法，难以保证较高的设计精度、质量，效率较低。应用精度、质量，效率较低。应用CAD技术，可以建立精确的数学模型，技术，可以建立精确的数学模型，进行优化设计，甚至运用有限元分析进行优化设计，甚至运用有限元分析、仿真模态分析等现代化设计技、仿真模态分析等现代化设计技术，实现优化设计，从而提高产品设计质量，延长刀具使用寿命。术，实现优化设计，从而提高产品设计质量，延长刀具使用寿命。u 刀具的品种规格繁多、结构各异，一些复杂、成形刀具往往还需要进刀具的品种规格繁多、结构各异，一些复杂、成形刀具往往还需要进行复杂的计算分析，给刀具产品设计带来了困难。但是

52、，刀具产品普行复杂的计算分析，给刀具产品设计带来了困难。但是，刀具产品普遍具有标准化、系列化和结构化特点，即使是一般的非标准刀具的参遍具有标准化、系列化和结构化特点，即使是一般的非标准刀具的参数设计，也具有较好的程式特性，因此，各种刀具采用数设计，也具有较好的程式特性，因此，各种刀具采用CAD技术进行技术进行辅助设计都可以大大提高设计效率与质量。辅助设计都可以大大提高设计效率与质量。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理336.2 6.2 刀具的计算机辅助设计刀具的计算机辅助设计 计算机技术在刀具产品设计中的应用，可追朔到计算机技术在刀具产品设计中的应用，可追朔到50年代

53、，美国年代，美国Barber Colman和和Fellows等公司，应用计算机进行齿轮刀具齿形的设计等公司，应用计算机进行齿轮刀具齿形的设计计算。计算。70年代德国阿享工业大学推出了年代德国阿享工业大学推出了CD1700系统，美国系统，美国Ingeroll应用应用了了MAX-1楞转位铣刀楞转位铣刀CAD/CAM软件系统，以及美国软件系统，以及美国Barber Colman公公司和司和Fellows公司的齿轮滚刀、插齿刀公司的齿轮滚刀、插齿刀CAD软件系统。软件系统。80年代，德国年代，德国Ingersoll公司连接了由公司连接了由14台台CNC机床加工中心组成的机床加工中心组成的DNC网络，建

54、成了网络，建成了CIMS，开发了可转位铣刀新品，成为著名的可转位铣刀生产厂。生产精，开发了可转位铣刀新品，成为著名的可转位铣刀生产厂。生产精密数控刀具的密数控刀具的Mapal公司，利用公司，利用Medusa工作站系统开发了可转位复合孔工作站系统开发了可转位复合孔加工刀具的加工刀具的CAD/CAM软件系统。此外，瑞典软件系统。此外，瑞典Sandrink公司应用公司应用CATIA软件软件 开发了交互式开发了交互式CAD/CAM系统，全面地支持了可转位刀具、刀片和系统，全面地支持了可转位刀具、刀片和模具及工具的模具及工具的CAD/CAM研究和新产品开发与生产。研究和新产品开发与生产。我国的成都工具研

55、究所、成都科技大学，西安交通大学、哈尔滨工我国的成都工具研究所、成都科技大学，西安交通大学、哈尔滨工业大学、华中理工大学、西北工业大学等单位，在刀具业大学、华中理工大学、西北工业大学等单位，在刀具CAD系统的研究系统的研究与开发方面取得了一定的成果，并在实际生产中应用。与开发方面取得了一定的成果，并在实际生产中应用。下面我们以齿轮滚刀下面我们以齿轮滚刀CAD为例，简要说明刀具为例，简要说明刀具CAD系统的功能与应用。系统的功能与应用。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理346.2 6.2 刀具的计算机辅助设计刀具的计算机辅助设计6.2.3 齿轮滚刀齿轮滚刀CAD系统系统

56、齿轮滚刀齿轮滚刀CAD的工作方式与系统构成的工作方式与系统构成 齿轮滚刀是一种标准化、系列化的刀具产品，其结构形齿轮滚刀是一种标准化、系列化的刀具产品，其结构形式比较固定，设计参数都具有相应的数学模型，设计过程式比较固定，设计参数都具有相应的数学模型，设计过程具有良好的模块化特性，因此，齿轮滚刀具有良好的模块化特性，因此，齿轮滚刀CAD系统可以采系统可以采用具有较高自动化程度的工作方式。用具有较高自动化程度的工作方式。该系统主要由滚刀的设计计算、滚刀产品图的绘制和该系统主要由滚刀的设计计算、滚刀产品图的绘制和数据库三部分构成，其总体结构如图数据库三部分构成，其总体结构如图6.14所示。所示。1

57、数据库的建立数据库的建立 2齿轮滚刀的设计计算齿轮滚刀的设计计算 3齿轮滚刀的绘制程序齿轮滚刀的绘制程序 第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理35第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理图图6.14 滚刀滚刀CAD的总体结构的总体结构 原始参数输入原始参数输入滚刀的设计计算滚刀的设计计算设计计算与绘图的接口设计计算与绘图的接口流流程程控控制制程程序序滚刀产品图的绘制滚刀产品图的绘制用于设计计算用于设计计算的数据库的数据库用于绘图的用于绘图的数据库数据库366.3 6.3 模具的计算机辅助设计与制造模具的计算机辅助设计与制造6.3.1 模具的设计过程与

58、模具的设计过程与CAD/CAM技术应用技术应用u利用模具成型零件的方法，实质上是一种少切削、无切削利用模具成型零件的方法，实质上是一种少切削、无切削、多工序重合的生产方法，采用磨具成型的工艺代替传统、多工序重合的生产方法，采用磨具成型的工艺代替传统的切削加工工艺，可以提高生产效率，保证零件质量，节的切削加工工艺，可以提高生产效率，保证零件质量，节约材料，降低生产成本，从而取得很高的经济效益。约材料，降低生产成本，从而取得很高的经济效益。u通常模具按尺寸大小可分为大型、中型、小型模具；按生通常模具按尺寸大小可分为大型、中型、小型模具；按生产批量可分为大量、成批和单件小批模具；按精要求可分产批量可

59、分为大量、成批和单件小批模具；按精要求可分为高精度、中精度和低精度模具。表为高精度、中精度和低精度模具。表6.1是日本按产品零是日本按产品零件成型方法对模具进行的分类。件成型方法对模具进行的分类。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理表6.1 模具的分类类别成型方法冲压模冲裁模、弯曲模、拉伸模、压缩模塑料模压制成型模、注射成型模、挤出成型模、吹塑成型模、真空成型模压铸模压力铸造成型模锻模模锻成型模粉末冶金模压力成型模陶瓷模压力成型模橡胶模压力成型模、注射成型模玻璃模压模、吹模铸造模砂型模、壳型模、失蜡模、压力铸造模、金属型铸模376.3 6.3 模具的计算机辅助设计与制造

60、模具的计算机辅助设计与制造 在模具设计中，通常采用的设计方法有尝试设计法、直接在模具设计中，通常采用的设计方法有尝试设计法、直接设计法和选择设计法。设计法和选择设计法。u尝试设计法：利用直觉和经验产生初步的设计方案，然后分尝试设计法：利用直觉和经验产生初步的设计方案，然后分析设计结果是否满足设计要求，如果不能满足要求，可以在析设计结果是否满足设计要求，如果不能满足要求，可以在分析的基础上修改设计结果，直至达到设计要求为止。分析的基础上修改设计结果，直至达到设计要求为止。在尝试设计法中是利用分析结果作为进一步修改设计的基础在尝试设计法中是利用分析结果作为进一步修改设计的基础。u直接设计法：是以分

61、析计算作为设计方法，即通过分析计算直接设计法：是以分析计算作为设计方法，即通过分析计算直接产生设计结果，直接设计法中参数间的相互关系可以解直接产生设计结果，直接设计法中参数间的相互关系可以解析地表示出来，因此这种方法适用于规律明显、数学模型完析地表示出来，因此这种方法适用于规律明显、数学模型完善的问题。善的问题。u选择设计法：在模具设计中常会遇到这种情况，多种工艺方选择设计法：在模具设计中常会遇到这种情况，多种工艺方案和模具结构均可满足设计要求，这时，模具设计者可根据案和模具结构均可满足设计要求，这时，模具设计者可根据生产批量、已有设备和模具加工条件等因素决定采用何种方生产批量、已有设备和模具

62、加工条件等因素决定采用何种方案最为合理，这种需要设计者综合考虑各种因素，选择最终案最为合理，这种需要设计者综合考虑各种因素，选择最终设计方案的设计方法称为选择设计法。设计方案的设计方法称为选择设计法。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理386.3 6.3 模具的计算机辅助设计与制造模具的计算机辅助设计与制造 模具的设计过程依设计对象的不同而不同，但是，一般说来模具的设计过程依设计对象的不同而不同，但是，一般说来模具设计的过程按其发展顺序可分为五个阶段。模具设计的过程按其发展顺序可分为五个阶段。第一阶段规定设计要求，即确定设计目标，提出技术要求，在规定第一阶段规定设计要求

63、，即确定设计目标，提出技术要求，在规定设计要求时，应考虑最终产品的制造和使用条件。设计要求时，应考虑最终产品的制造和使用条件。第二阶段决定工艺方案，亦即决定设计策略，例如，制造一冲压零第二阶段决定工艺方案，亦即决定设计策略，例如，制造一冲压零件是采用挤压工艺，还是采用拉延工艺等，这里需要根据经验件是采用挤压工艺，还是采用拉延工艺等，这里需要根据经验，对所有可能的工艺方案加以分析比较，才能确定合理的工艺，对所有可能的工艺方案加以分析比较，才能确定合理的工艺方案。方案。第三阶段是确定工艺参数，完成模具的结构设计，在这一阶段利用第三阶段是确定工艺参数，完成模具的结构设计，在这一阶段利用前述的三种设计

64、方法进行具体设计，这一阶段根据设计的内容前述的三种设计方法进行具体设计，这一阶段根据设计的内容又可划分为若干设计步骤。又可划分为若干设计步骤。第四阶段是校验设计结果，在此对设计结果进行分析，检验设计结第四阶段是校验设计结果，在此对设计结果进行分析，检验设计结果是否满足设计要求，如果检验表明设计结果不能满足要求，果是否满足设计要求，如果检验表明设计结果不能满足要求，那么需要重新进行设计。那么需要重新进行设计。第五阶段，完成图纸绘制、工艺卡和其他工艺文件的编制，为制造第五阶段，完成图纸绘制、工艺卡和其他工艺文件的编制，为制造提供足够的信息提供足够的信息 第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅

65、助工装设计与管理396.3 6.3 模具的计算机辅助设计与制造模具的计算机辅助设计与制造 早在早在60年代初期，国外一些飞机制造公司和汽车制造公司就开年代初期，国外一些飞机制造公司和汽车制造公司就开始了始了CAD技术的研究工作，这一研究开始于飞机机身和汽车车身的技术的研究工作，这一研究开始于飞机机身和汽车车身的设计，在此基础上复杂曲面的设计方法得到发展，各大公司都先后设计，在此基础上复杂曲面的设计方法得到发展，各大公司都先后建立了自己的建立了自己的CAD/CAM系统，并将其应用于模具的设计与制造。系统，并将其应用于模具的设计与制造。CAD/CAM在模具设计和制造中的应用，可归结为以下几个方面：

66、在模具设计和制造中的应用，可归结为以下几个方面：u利用几何造型技术完成复杂模具的几何设计；利用几何造型技术完成复杂模具的几何设计；u完成工艺的设计与计算；完成工艺的设计与计算；u建立标准模具零件和结构图形库；建立标准模具零件和结构图形库；u辅助完成模具零件图和装配图的绘制；辅助完成模具零件图和装配图的绘制；u完成有限元分析和优化设计等数值计算；完成有限元分析和优化设计等数值计算；u辅助完成模具加工工艺和辅助完成模具加工工艺和NC编程。编程。第六章计算机辅助工装设计与管理第六章计算机辅助工装设计与管理406.3 6.3 模具的计算机辅助设计与制造模具的计算机辅助设计与制造u采用模具采用模具CAD技术可以提高模具质量。技术可以提高模具质量。在计算机系统内存储了各有关专业的综合性的技术知识，为模在计算机系统内存储了各有关专业的综合性的技术知识，为模具设计提供了科学的基础。具设计提供了科学的基础。计算机与人交互作用，有利于发挥人、机各自的特长，使模具计算机与人交互作用，有利于发挥人、机各自的特长，使模具设计更加合理化。设计更加合理化。计算机辅助设计系统中采用的优化设计方法可使某些工艺参数计算机