翻转式钻床夹具的设计与虚拟制造--XXXX毕业论文

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1、 摘要本文主要介绍翻转式钻床夹具的设计与虚拟制造。通过CATIA和CAXA制造工程师软件完成对翻转式钻床夹具的设计与虚拟制造。设计的重点是选选定零件翻转转式钻床夹具具，通过CAATIA三维维实体设计软软件对翻转式式钻床夹具进进行绘制设计计，然后将各各零件进行装装配，最后生生成动画，完完成顶帖座的的设计，以及及利用CAXXA制造工程程师对夹具进进行虚拟制造造。因此本文文要全面的多多方位的介绍绍CATIAA三维实体设设计和CAXXA制造工程程师软件，并并详细的记录录CATIAA三维实体设设计软件对各各个零件的设设计与绘制的的过程，还要要展示CATTIA三维实实体设计软件件对各个零件件进行的最后后的

2、动画的虚虚拟装配过程程，还要展示示CAXA制制造工程师对对夹具的虚拟拟制造。另外外对于为何选选择CATIIA三维实体体设计软件来来进行设计，而而不选择其他他类似的绘图图软件精心设设计进行必要要的说明和简简单的对比。之之后形成完整整的设计。翻转式钻床夹具具设计与虚拟拟制造是本设设计的重中之之重，而翻转转式钻长夹具具的虚拟制造造又是另一重重点。关键词：翻转式式钻床，CAATIA，CCAXA制造造工程师，虚虚拟设计制造造，夹具 AbstracctThis paaper mmainlyy intrroducees thee tiltting ddrilliing fiixturee desiign a

3、nnd virrtual manuffacturring. Throuugh thhe CATTIA sooftwarre CAXXA andd manuufactuuring enginneers to tiiltingg drillling fixtuure deesign and vvirtuaal mannufactturingg.The foccal pooint oof dessign iis sellectedd partts of tiltiing drrillinng fixxture, throough tthe CAATIA ssoftwaare deesign of t

4、hhree-ddimenssionall tiltting ddrilliing fiixturee desiign, aand thhen drraw thhe parrt asssemblyy, finnally complleted, DinggTie ggeneraated aanimattion ddesignn, andd the movemment bby usiing CAAXA maanufaccturinng enggineerrs to fixtuure onn virttual mmanufaacturiing. TThis ppaper introoducess th

5、e multiidimennsionaal shoould ffully 3d enntity CATIAA softtware CAXA desiggn andd manuufactuuring enginneers, and detaiiled rrecordds of CATIAA softtware desiggn of each part of thhe dessign aand drrawingg proccess aand diisplayy CATIIA sofftwaree to ddesignn variious pparts of thhe virrtual assemm

6、bly pprocesss, thhe aniimatioon willl dissplay manuffacturring eengineeers tto fixxture of CAAXA viirtuall manuufactuuring. Anotther cchoicee for why CCATIA softwware tto dessign aand chhoose not tto carrry onn the desiggn, annd othher siimilarr drawwing ssoftwaare deesigneed to explaain annd simmpl

7、e ccontraast. AAfter formiing a compllete ddesignn.Tiltingg drillling fixtuure deesign and tthe deesign of viirtuall manuufactuuring is thhe priiorityy and tiltiing drrill llong ffixturre of virtuual maanufaccturinng is anothher keey.Keywordds: Tiltinng driillingg machhine， CATIIA ，CAXA manuffacturr

8、ing eengineeers， Virtuaal dessign mmanufaacturee， Fixturre3目 录引言1：机床夹具的的发展概括2：钻床夹具的的概括第一章：设计任任务第二章：翻转式式钻床夹具的的总体设计1：翻转式钻床床夹具的设计计2：夹具的工作作原理与结构构设计3：夹具的使用用方法4：夹具与翻转转式钻床的固固定第三章：翻转式式钻床夹具零零件的具体设设计1：夹具零件的的设计2：夹具体的设设计3.2.1夹具具体机构分析析设计3.2.2夹具具体的制造3.2.3夹具具体的固定3：定位销的设设计3.3.1定位位销的设计3.3.2定位位销加工时的的问题及解决决方法4：钻模板以及及钻

9、套的设计计3.4.1钻模模板的设计3.4.2钻套套的设计3.4.3钻模模板与夹具的的连接固定第四章：夹具的的二维视图第五章：翻转式式钻床夹具的的三维设计1：翻转式钻床床夹具的零件件三维视图2：翻转式钻床床夹具装配图图的设计描述述3:CATIAA设计零件的的实例4翻转式钻床夹夹具的装配第六章：翻转式式钻床夹具零零件的制造1：制造工程师师实体及毛胚胚的确定2：刀具轨迹的的拾取3：轨迹仿真和和加工代码的的生成第七章：计算机机辅助设计/计算机辅助助制造的概括括1：CAD/CCAM技术发发展2：CATIAA V5软软件特点3：AutoCCAD软件的的特点4：CAXA制制造工程师的的特点5：虚拟设计6：虚

10、拟制造7：CATIAA V5、AAutoCAAD、CAXXA软件工程程师及虚拟设设计制造的研研究的目的、意意义及国内外外发概况第八章：CATTIA 软件件的简介1：CATIAA软件的发展展2：CATIAA软件基本操操作界面第九章：CAXXA制造工程程师简介1:CAXA制制造工程师的的发展2:CAXA制制造工程师的的安装与基本本界面3:CAXA制制造工程师的的加工概述4：利用CAXXA制造工程程师CAD/CAM系统统进行自动编编程的基本步步骤9.4.1加工工工艺的确定定9.4.2加工工模型建9.4.3刀具具轨迹生成9.4.4后置置代码生9.4.5加工工代码输出引言1：机床夹具的的发展概括机床夹具

11、的现状状：国际生产产研究协会的的统计表明，目目前中、小批批多品种生产产的工件品种种已占工件种种类总数的885左右。 现代生产要求企企业所制造的的产品品种经经常更新换代代，以适应市市场的需求与与竞争。然而而，一般企业业都仍习惯于于大量采用传传统的专用夹夹具，一般在在具有中等生生产能力的工工厂里，约拥拥有数千甚至至近万套专用用夹具；另一一方面，在多多品种生产的的企业中，每每隔34年年就要更新55080左右专用夹夹具，而夹具具的实际磨损损量仅为10020左左右。特别是是近年来，数数控机床、加加工中心、成成组技术、柔柔性制造系统统（fms）等等新加工技术术的应用，对对机床夹具提提出了如下新新的要求：1

12、）能迅速而方方便地装备新新产品的投产产，以缩短生生产准备周期期，降低生产产成本；2）能装夹一组组具有相似性性特征的工件件；3）能适用于精精密加工的高高精度机床夹夹具；4）能适用于各各种现代化制制造技术的新新型机床夹具具；5）采用以液压压站等为动力力源的高效夹夹紧装置，以以进一步减轻轻劳动强度和和提高劳动生生产率；6）提高机床夹夹具的标准化化程度。现代机床夹具的的发展方向：现代机床夹夹具的发展方方向主要表现现为标准化、精精密化、高效效化和柔性化化等四个方面面。（1）标准化机机床夹具的标标准化与通用用化是相互联联系的两个方方面。目前我我国已有夹具具零件及部件件的国家标准准：gb/tt2148t22

13、59991以及及各类通用夹夹具、组合夹夹具标准等。机机床夹具的标标准化，有利利于夹具的商商品化生产，有有利于缩短生生产准备周期期，降低生产产总成本。（2）高效化高高效化夹具主主要用来减少少工件加工的的基本时间和和辅助时间，以以提高劳动生生产率，减轻轻工人的劳动动强度。常见见的高效化夹夹具有自动化化夹具、高速速化夹具和具具有夹紧力装装置的夹具等等。例如，在在铣床上使用用电动虎钳装装夹工件，效效率可提高55倍左右；在在车床上使用用高速三爪自自定心卡盘，可可保证卡爪在在试验转速为为9000rr/min的的条件下仍能能牢固地夹紧紧工件，从而而使切削速度度大幅度提高高。目前，除除了在生产流流水线、自动动

14、线配置相应应的高效、自自动化夹具外外，在数控机机床上，尤其其在加工中心心上出现了各各种自动装夹夹工件的夹具具以及自动更更换夹具的装装置，充分发发挥了数控机机床的效率。（3）精密化随随着机械产品品精度的日益益提高，势必必相应提高了了对夹具的精精度要求。精精密化夹具的的结构类型很很多，例如用用于精密分度度的多齿盘，其其分度精度可可达0.1；用于精密车车削的高精度度三爪自定心心卡盘，其定定心精度为55m。（4）柔性化机机床夹具的柔柔性化与机床床的柔性化相相似，它是指指机床夹具通通过调整、组组合等方式，以以适应工艺可可变因素的能能力。工艺的的可变因素主主要有：工序序特征、生产产批量、工件件的形状和尺尺

15、寸等。具有有柔性化特征征的新型夹具具种类主要有有：组合夹具具、通用可调调夹具、成组组夹具、模块块化夹具、数数控夹具等。为为适应现代机机械工业多品品种、中小批批量生产的需需要，扩大夹夹具的柔性化化程度，改变变专用夹具的的不可拆结构构为可拆结构构，发展可调调夹具结构，将将是当前夹具具发展的主要要方向。2：钻床夹具的的概括钻床夹具的特点点1） 保证工件的加工工精度专用夹具应有合合理的定位方方案，合适的的尺寸，公差差和技术要求求，并进行必必要的精度分分析，确保夹夹具能满足工工件的加工精精度要求。2）提高生产效效率专业夹具的复杂杂程度要与工工件的生产纲纲领相适应，应应根据工件生生产批量的大大小选用不同同

16、复杂程度的的高效夹紧装装置，以缩短短辅助时间，以以提高生产效效率。3） 工艺性好专用夹具的结构构简单，合理理，便于加工工，装配，检检验和维修。专专用夹具的生生产属于批量量生产4） 使用性好专用夹具的操作作应简单，省省力，安全可可靠，排屑应应方便，必要要时可设置排排屑机构。5） 经济型好除考虑专用夹具具本身结构简简单，标准化化程度高，成成本低廉外，还还应根据生产产纲领对夹具具方案进行必必要的经济分分析，以提高高夹具在生产产中的经济效效益。钻床夹具的设计计要点1、钻套钻套的作用是确确定钻头，铰铰刀等刀具的的轴线位置，防防止刀具在加加工过程中发发生偏斜。根根据使用二点点，钻套可分分为固定式，可可换式

17、，快换换式等多种结结构形式（1） 固定钻套 固定定钻套直接被被压在钻模板板上，其位置置精度要求较较高，但磨损损后不易更换换，钻模板较较薄时，为使使钻套具有足足够的引导长长度，赢采用用有肩钻套。（2） 可换钻套 在在成批生产、大大量生产中，为为便于更换钻钻套，采用可可换钻套（3） 快换钻套 在在工件的一次次装夹中，若若顺序进行钻钻孔、扩孔、铰铰孔或攻丝等等多个工步加加工，需要不不同孔径的钻钻套来引导刀刀具，此时应应使用快换钻钻套。更换钻钻套时，只需需逆时针转动动钻套使削边边平面转至螺螺钉位置，即即可向上快速速取出钻套。（4） 专用钻套 在在一些特殊场场合，可以根根据具体要求求自行设计钻钻套2、钻

18、模板常见的钻模板有有固定式、铰铰链式、可卸卸式、悬挂式式等四种结构构形式（1） 固定式钻模板 固定式钻钻模板与夹具具是固定连接接的可以与夹夹具体做成一一体，也可以以用螺钉将它它与夹具体相相连接。采用用这种钻模板板钻孔，位置置精确度较高高。（2） 铰链式钻模板 铰链式式钻模板与夹夹具体通过铰铰链连接。11.翻转。装装卸工件时，将将钻模板往上上翻；加工时时将钻模板往往下翻，并用用菱形夹紧螺螺钉。2.固固紧。采用铰铰链式钻模板板，工件可以以在夹具上方方装入，装卸卸工件方便；但翻转钻模模板费工费时时，效率较低低，且钻模板板位置精度受受铰链间隙影影响，钻孔位位置精度不高高；它主要用用于生产规模模不大、钻

19、孔孔精度要求不不高的场合。（3） 悬挂式钻模板 悬挂式钻钻模板是与机机床主轴箱连连接的，悬挂挂式钻模板通通常用在多轴轴传动头加工工平行孔系时时采用，生产产效率高，适适于在大批量量生产中应用用。确定各表面加工工方案在选择各表面的的及孔的加工工方法时，需需综合考虑以以下因素（1）要考虑各各表面的精度度和质量要求求，根据各加加工表面的技技术要求，选选择加工方法法及分几次加加工（2）根据生产产类型来选择择，在大批量量生产中可使使用专用的高高效率的设备备；在单件小小批量生产中中则使用常用用设备和一般般加工方法。（3）要考虑被被加工材料的的性质（4）要考虑工工厂或车间的的实际情况，同同时也应考虑虑不断改进

20、现现有的加工方方法和设备，推推广新技术，提提高工艺水平平。（5）此外，还还要考虑一些些其他因素，如如加工表面的的物理机械性性能的特殊要要求，工件形形状和重量等等第一章：设计任任务本任务主要是设设计翻转式钻钻床杠杆臂的的夹具，对杠杠杆臂进行相相互垂直两空空的加工，要要对杠杆臂进进行固定定位位，提高加工工精度。杠杆杆臂专用夹具具设计，方便便加工以及装装卸，提高工工作效率。被加工零件的分分析:杠杆壁（如图11.1所示），杠杠杆臂左右两两端底面作为为与夹具接触触定位固定的的面（如图11.1所示），在在杠杆上钻的的两个相互垂垂直的10mm、13mm的的孔（如图11.1所示）。与夹具体接触面，需定位固定。

21、与夹具体接触面，需定位固定。垂直孔10mm水平孔13mm图1.1被加工工零件杠杆臂臂及需要加工工的孔杠杆臂在安装到到夹具上时应应对左右两端端底面进行定定位固定，因因不同零件左左右两端底面面垂直距离存存在一定的误误差，所以应应设计能够上上下移动的平平面对零件两两端底面进行行定位固定；在钻水平孔孔时，杠杆臂臂承受向里的的力，所以应应对杠杆臂进进行防止前后后运动的固定定；在钻垂直直孔时，杠杆杆臂承受向下下的力，所以以应对杠杆臂臂进行防治下下移的固定。第二章：翻转式式钻床夹具的的总体设计1：翻转式钻床床夹具的设计计2.1翻转式钻钻床夹具总装装图2：夹具的工作作原理与结构构设计2.2.1定位位方案与定位

22、位元件：为了了满足杠杆臂臂的需要，使使杠杆臂左右右两端底面定定位固定，因因不同零件存存在一定的误误差，应使杠杠杆臂被加工工两孔轴线与与钻模板轴线线的重合，所所以将钻模板板固定，又因因零件要求为为垂直距离，所所以设计右端端平面固定，左左端设置螺旋旋辅助支撑22进行左右两两端垂直距离离的调整定位位。使其孔轴轴线与钻模板板轴线重合。（如如图2.2所所示）2.2.2夹紧紧机构：防止止钻孔时零件件晃动，应对对杠杆臂的两两端底面以及及前后移动进进行定位固定定，所以在右右端设计定位位销7、开口口垫圈6、夹夹紧螺母5对对零件零件进进行固定；（如如图2.2所所示）定位销销7通过垫圈圈16和六角角螺母15固固定于

23、夹具体体上。2.2.3其他他辅助设备：考虑到零件件加工存在误误差，所以设设计螺旋辅助助支撑2可以以上下升降，使使所有零件都都能使左右两两端面同时得得到固定，为为防止误差使使加工时上下下颠簸，设置置锁紧螺母11对螺旋辅助助支撑进行锁锁紧，防止钻钻孔时辅助支支撑受力太大大而下降影响响加工。设计计可调支撑钉钉11为防止止钻孔时零件件前后移动，影影响加工精度度；设计锁紧紧螺母10，方方便了可调支支撑钉11的的前后移动，提提高了定位固固定的精度。设设计定位体117为了使零零件右端底面面固定精度更更高。（如图图2.2所示示）夹紧螺母5左底面固定开口垫圈6右底面固定定位体17螺旋辅助支撑2锁紧螺母1定位销7

24、六角螺母15垫圈16锁紧螺母10可调支撑钉112.2定位零件件、固定零件件和其他辅助助零件3：夹具的使用用方法被加工零件放在在夹具体上时时以右端底面面与夹具体接接触面重合为为基准，将被被加工零件右右端底面放在在平面上，调调整螺旋辅助助支撑2使零零件左右底面面同时接触夹夹具，拧紧锁锁紧螺母1是是螺旋辅助支支撑固定；调调整可调支撑撑钉11使被被加工零件的的垂直孔轴线线与钻套轴线线重合，拧紧紧定位销7使使零件固定于于夹具体上。4：夹具与翻转转式钻床的固固定夹具加紧杠杆臂臂后，加工的的时候将承受受向下、向内内的力以及钻钻孔时的旋转转力，夹具将将会受力而产产生直线以及及旋转运动，所所以夹具固定定在钻床上

25、应应受到约束，是是夹具加紧零零件加工时，不不因受力而产产生位移，影影响加工精度度，所以对家家具的下面以以及左面进行行固定。第三章：翻转式式钻床夹具零零件的具体设设计1：夹具零件的的设计为了节省零件的的加工时间，减减少家具的成成本，在同样样的情况下采采用了国标零零件，减少因因为专用零件件的开发要花花费很多时间间以及成本，螺螺母、垫圈、螺螺钉、锁紧螺螺母等零件采采用国标零件件2：夹具体的设设计夹具体是整个夹夹具的结构基基础，它与翻翻转钻床连接接，支撑整个个夹具，所以以夹具体的设设计应符合与与钻床连接要要求也要符合合支撑整个夹夹具体以及加加工时承受的的力的机械性性能要求。3.2.1夹具具体机构分析析

26、设计夹具体体型比较较大，为了减减轻其重量，方方便在钻床上上装卸，所以以我将夹具体体的后面以及及下面个减去去一个方形空空间。为了提提高夹具体对对零件定位的的精度，在夹夹具体上左右右两面各设一一个突台，提提高定位固定定精度。3.2.2夹具具体的制造夹具体是铸造件件，铸造完成成后要进行时时效处理，满满足加工强度度要求，要对对表面进行去去除氧化层处处理，保证表表面粗糙度，满满足定位精度度。3.2.3夹具具体的固定夹具下端固定于于钻床上，通通过凹槽直接接防御钻床上上，方便与装装卸，并能满满足加工时对对夹具的约束束。3：定位销的设设计3.3.1定位位销的设计定位销的作用是是固定被加工工零件的右端端，时期在

27、被被加工时能够够固定不动，提提高加工精度度。定位销应应先让自己固固定于夹具体体上，然后将将零件放在夹夹具体上进行行定位固定，因因而定位销属属于一个细长长轴，所以定定位销要具有有足够的强度度和韧性，一一面在加工时时承受不了冲冲击力而折断断，影响加工工。所以定位位销的材料选选择为20号号钢，并进行行渗碳处理，渗渗碳深度为00.81.2mm，达达到HRC为为55600。3.3.2定位位销加工时的的问题及解决决方法定位销的加工：由于细长轴轴本身刚性差差（L/d值值愈大，刚性性愈差），在在车削过程中中会出现以下下问题：1、工工件受切削力力、自重和旋旋转时离心力力的作用，会会产生弯曲、振振动，严重影影响其

28、圆柱度度和表面粗糙糙度。2、在在切削过程中中，工件受热热伸长产生弯弯曲变形，；车削就很难难进行，严重重时会使工件件在顶尖间卡卡住。因此，车车细长轴是一一种难度较大大的加工工艺艺。虽然车细细长轴的难度度较大，但它它也有一定的的规律性，主主要抓住中心心架和跟刀架架的使用、解解决工件热变变形伸长以及及合理选择车车刀几何形状状等三个关键键技术，问题题就迎刃而解解了。细长轴的加工比比较困难，在在加工时可能能会产生热变变形，对加工工时的固定也也是很困难，下下面将介绍加加工时的方法法：一：在车削细长长轴时，可使使用中心架来来增加工件刚刚性。一般车车削细长轴使使用中心架的的方法有：11、中心架直直接支承在工工

29、件中间 当当工件可以分分段车削时，中中心架支承在在工件中间，这样支承，L/d值减少了一半，细长轴车削时的刚性可增加好几倍。在工件装上中心架之前，必须在毛坯中部车出一段支承中心架支承爪的沟槽，表面粗糙度及圆柱度误差要小，否则会影响工件的精度。车削时，中心架的支承爪与工件接触处应经常加润滑油。为了使支承爪与工件保持良好的接触，也可以在中心架支承爪与工件之间加一层砂布或研磨剂，进行研磨抱合。2、用过渡套筒支承车细长轴用上述方法车削支承承中心架的沟槽是比较困难的。为了解决这个问题，可加用过渡套筒的处表面接触，过渡套筒的两端各装有四个螺钉，用这些螺钉夹住毛坯工件，并调整套筒外圆的轴线与主轴旋转轴线相重合

30、，即可车削。二：使用跟刀架支承车细长轴跟刀架固定在床鞍上，一般有两个支承爪，跟刀架可以跟随车刀移动，抵消径向切削时可以增加工件的刚度，减少变形。从而提高细长轴的形状精度和减小表面粗糙度。从跟刀架的设计原理来看，只需两只支承爪就可以了因车刀给工件的切削抗力Fr，使工件贴住在跟刀架的两个支承爪上。但是实际使用时，工件本身有一个向下重力，以及工件不可避免的弯曲，因此，当车削时，工件往往因离心力瞬时离开支承爪、接触支承爪而产生振动。如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由车刀抵住，使工件上下、左右都不能移动，车削时稳定，不易产生振动。因此车细找轴时一个非常关键的问题是要应用三个爪跟刀架。三：减少工件的

31、热变形主要可采取以下措施：1、使用弹性回转顶尖 用弹性回转顶尖加工细长轴，可有较地补偿工件的热变形伸长，工件不易弯曲，车削可顺利进行。2、加注充分的切削液 车削细长轴时，不论是低速切削还是高速切削，为了减少工件的温升而引起热变形，必须加注切液充分冷却。使用切削液还可以防止跟刀架支承爪拉毛工件，提高刀具的使用寿命和工件的加工质量。3、刀具保持锐利 以减少车刀与工件的摩擦发热。四：合理选择车刀几何形状车削细长轴时，由于工件刚性差，车刀的几何形状对工件的振动有明显的影响。选择时主要考虑以下几点：1、由于细长轴刚生差，为减少细长轴弯曲，要求径向切削力越小越好，而刀具的主偏角是影响径向切削力的主要因素，

32、在不影响刀具强度情况下，应尽量增大车刀主偏角。车刀的主偏角取kr=8093。2、为减少切削烟力和切削热，应该选择较大的前角，取r0=1530。3、车刀前面应该磨有R11.53的断屑槽，使切削顺利卷曲折断。4、选择正刃倾角，取入=3使切削屑流向待加工表面，并使卷屑效果良好。5、切削刃表面粗糙度要求在Ra0.4以下，并要经常保持锋利。6、为了减少径向切削力，应选择较小的刀尖圆弧半径（re0.3mm）。倒棱的宽度也应选得较小，取倒棱宽br1=0.5f。五：车削细长轴的车刀1、刀片材料为YT15硬质合金。2、切削用量：粗车时，切削速度vc=5060m/min；进给量f=0.30.4mm/r；切削深度a

33、p=1.52mm。精车时，切削速度vc=60100m/min；进给量 f=0.080.12mm/r ；切削深度ap=0.51mm.。3、采用乳化液作切削液。4、适用范围：适用于车削光杠、丝杆等细长轴。4：钻模板以及及钻套的设计计4.1钻模板的的设计钻模板结构形式式的选择：在在设计钻模板板的结构时，主主要要根据工工件的外形大大小、加工部部位、结构特特点和生产规规模以及机床床类型等条件件而定。要求求所设计的钻钻模板结构简简单、使用方方便、制造容容易。常见的钻模板有有固定式、铰铰链式、可卸卸式、悬挂式式等四种结构构形式1）固定式钻模模板 固定定式钻模板与与夹具是固定定连接的可以以与夹具体做做成一体，

34、也也可以用螺钉钉将它与夹具具体相连接。采采用这种钻模模板钻孔，位位置精确度较较高。2）铰链式钻模模板 铰铰链式钻模板板与夹具体通通过铰链连接接。1.翻转转。装卸工件件时，将钻模模板往上翻；加工时将钻钻模板往下翻翻，并用菱形形夹紧螺钉。22.固紧。采采用铰链式钻钻模板，工件件可以在夹具具上方装入，装装卸工件方便便；但翻转钻钻模板费工费费时，效率较较低，且钻模模板位置精度度受铰链间隙隙影响，钻孔孔位置精度不不高；它主要要用于生产规规模不大、钻钻孔精度要求求不高的场合合。3）悬挂式钻模模板 悬挂挂式钻模板是是与机床主轴轴箱连接的，悬悬挂式钻模板板通常用在多多轴传动头加加工平行孔系系时采用，生生产效率

35、高，适适于在大批量量生产中应用用。钻模板上安装钻钻套的底孔与与定位元件间间的位置精度度直接影响工工件孔的位置置精度，因此此至关重要。在在上述各钻模模板结构中，以以固定式钻模模板钻套底孔孔的位置精度度最高，而以以悬挂式钻模模板钻套底孔孔的位置精度度为最低。杠杠杆臂的夹具具属于专用夹夹具，进行小小批量生产，考考虑到夹具的的加工成本，所所以选择固定定式钻模板。为为了减少成本本又可以进行行装卸，我将将通过螺钉将将它与夹具体体固定（如图图4.1所示示）。固定钻钻模板与夹具具体，我选择择国标零件圆圆锥销14（66X30）和和螺钉9（MM8X25）。在保证钻模板有有足够刚度的的前提下，要要尽量减轻其其重量。

36、在生生产中，钻模模板的厚度往往往按钻套的的高度来确定定，一般在11030mmm之间。如如果钻套较长长，可将钻模模板局部加厚厚。此外，钻钻模板一般不不宜承受夹紧紧力。因为钻钻模板13的的钻套在顶部部，所以将钻钻模板13的的厚度设计为为21mm。因因为钻模板44的钻套位于于靠右端，所所以讲钻模板板4厚度定位位17mm。钻模板13钻模板材料的选选择：钻模板板在满足刚性性要求的情况况下减轻其重重量，所以对对材料的选择择进行了对比比。45号钢钢为优质碳素素结构用钢，硬硬度不高易切切削加工,模模具中常用来来做45号钢钢管模板,梢梢子,导柱等等。45号钢钢广泛的应用用于机械制造造行业，二它它的机械性能能要求

37、完全满满足钻模板的的要求，所以以选择45号号钢作为钻模模板的材料。螺钉9圆锥销14夹具体8钻模板4圆锥销14螺钉9夹具体8图4.1钻模板板与夹具体的的固定4.2钻套的设设计钻套结构形式的的选择：钻套的作用是确确定钻头，铰铰刀等刀具的的轴线位置，防防止刀具在加加工过程中发发生偏斜。根根据使用二点点，钻套可分分为固定式，可可换式，快换换式等多种结结构形式1）固定钻套 固定钻套直直接被压在钻钻模板上，其其位置精度要要求较高，但但磨损后不易易更换，钻模模板较薄时，为为使钻套具有有足够的引导导长度，应采采用有肩钻套套。2）可换钻套 在成批生生产、大量生生产中，为便便于更换钻套套，采用可换换钻套3）快换钻

38、套 在工件的的一次装夹中中，若顺序进进行钻孔、扩扩孔、铰孔或或攻丝等多个个工步加工，需需要不同孔径径的钻套来引引导刀具，此此时应使用快快换钻套。更更换钻套时，只只需逆时针转转动钻套使削削边平面转至至螺钉位置，即即可向上快速速取出钻套。4）专用钻套 在一些特特殊场合，可可以根据具体体要求自行设设计钻套跟据钻套的选择择原则，杠杆杆臂的加工属属于小批量生生产，所以选选择固定钻套套。又因为右右端垂直孔孔孔径大，钻模模板薄，应采采用有肩钻套套（如图4.2所示） 无肩钻套3左端钻垂直孔的钻模板4右端钻垂直孔的钻模板13有肩钻套12钻套的选择：由于钻套属于国国标规定零件件，按照杠杆杆臂钻孔的大大小要求，选选

39、择国标内的的钻套：无肩肩钻套3（110G7）和和右肩钻套112（B133F7X322）。4.3钻模板与与夹具的连接接固定钻模板支撑钻套套，对钻套进进行定位固定定，所以在加加工时钻模板板将承受力而而产生运动，影影响加工，所所以应对其进进行固定。因因为螺钉固定定会有空隙产产生误差，影影响加工精度度，所以在应应用螺钉的固固定的基础上上，再加上圆圆锥销进行定定位固定，是是钻模板与夹夹具体紧密结结合，以免加加工时螺钉松松动产生误差差，影响加工工。第四章：夹具的的二维视图一：螺旋辅助支支撑2图4.1螺旋辅辅助支撑2二：钻模板4图4.2钻模板板4三：定位销7图4.3定位销销7四：夹具体8图4.4夹具体体8五

40、：钻模板133图4.5钻模板板13第五章：翻转式式钻床夹具的的三维设计1：翻转式钻床床夹具的零件件三维视图一：螺旋辅助支支撑2图5.1螺旋辅辅助支撑2二：钻套3图5.2钻套33三：钻模板4图5.3钻模板板4四：定位销7图5.4定位销销7五：夹具体8图5.5夹具体体8六：螺钉9图5.6螺钉99七：可调支撑钉钉11图5.7可调支支撑钉11八：钻套12图5.8钻套112九：钻模板133图5.9钻模板板132：翻转式钻床床夹具装配图图的设计描述述由若干零部件组组成的装配单单元称为装配配体。不同层层次零件的装装配存在先后后顺序约束，下下层零件的装装配优先于上上层零件的装装配，不同子子装配体的零零件可以并

41、行行装配。产品品结构上的层层次特性隐含含了部分装配配顺序信息，因因此，采用等等级模型更能能够体现问题题的本质而且且可以将整个个产品的装配配问题简化为为对子装配体体的分析和求求解，降低了了问题求解复复杂度。如图图5.10所所示翻转式钻钻床夹具的总总装三维图。5.10夹具总总装三维图3:CATIAA设计零件的的实例下面我就以翻转转式钻床夹具具的钻模板44为例，叙述述一下完成三三维实体设计计的全过程。1.利用CATTIA强大的的零件草图的的参数化设计计，做出零件件的草图（如如图5.111所示）图5.11钻模模板草图2.利用特征工工具中的拉伸伸功能对草图图平面进行拉拉纵向拉伸（如如图5.122所示）图

42、5.12拉伸伸钻模板3.在拉伸面上上继续画草图图（如图5.13所示）图5.13草图图二4.利用特征中中的拉伸切除除功能对已形形成的实体进进行一定深度度的切除（如如图5.144所示）图5.14拉伸伸切除5.拉伸切除以以后定位板成成型（如图55.15所示示）5.15钻模板板成型4：翻转式钻床床夹具的装配配（1）装配体模模型由若干零部件组组成的装配单单元称为装配配体。不同层层次零件的装装配存在先后后顺序约束，下下层零件的装装配优先于上上层零件的装装配，不同子子装配体的零零件可以并行行装配。产品品结构上的层层次特性隐含含了部分装配配顺序信息，因因此，采用等等级模型更能能够体现问题题的本质而且且可以将整

43、个个产品的装配配问题简化为为对子装配体体的分析和求求解，降低了了问题求解复复杂度。（2）装配约束束关系类型 装配模型除了描描述每个零件件的信息之外外，更重要的的是描述零件件间的相互关关系。装配体体中零部件之之间存在的装装配关系主要要包括产品零零部件之间的的几何关系和和连接关系。采采用面向对象象的方法描述述产品装配关关系，即通过过类的继承逐逐步细化描述述内容。如图图9.12所所示为装配约约束关系的类类继承关系。其其中，几何约约束主要分为为以下四类:1)位置约束关关系，描述了了产品中两个个零件或部件件的几何元素素间的相对位位置关绻，如如贴合、对齐齐、插入等;2)连接约束关关系，描述了了产品零部件件

44、几何元素间间的直接连接接或间接连接接关系，连接接体之间具有有连接介质或或连接力。如如螺栓连接、键键连接、焊接接连接等。3)配合关系，描描述了产品零零部件之间配配合关系的类类型、代码和和精度;4)运动关系，描描述了产品零零部件之间相相对运动和传传动关系，如如绕轴的旋转转等；位置约束关系从从工程设计角角度可分为以以下几类:1)贴合关系:要求装配体体零部件的两两个接触表面面的法向矢量量方向相反，包包括平面平平面接触、平平面曲面接触、曲曲面面而接触。这这种约束关系系类型反映了了装配自由度度约束的程度度;2)插入关系:描述广义孔孔和广义轴之之间的配合关关系，要求孔孔的轴线和轴轴的轴线重合合，它允许两两零

45、件间的旋旋转自由度和和沿着零件轴轴线的平移自自由度;3)对齐关系:包含对齐和和等距对齐，是是指装配体零零部件之间的的重合关系，包包括点对齐、线线对齐、面对对齐及局部坐坐标系对齐。面面对齐是指两两个表面相邻邻且在同一物物理平面上；边对齐是指指两条边重合合在同一直线线上；点对齐齐是指两个点点重合；等距距对齐是指两两个面对齐且且相邻边平行行。4)定向关系:描述两元素素之间的方向向关系，可以以是面与面之之间、边与边边之间的这种种关系。连接约束关系按按照连接方法法可分为间接接连接和直接接连接。1)直接连接:通过连接力力把两个零部部件连接起来来的一种约束束关系，如过过盈连接、弹弹性连接等;2)间接连接:通

46、过中间连连接件将两个个零部件连接接起来的一种种约束关系，中中间连接件被被称为连接介介质。螺纹连连接、销连接接、键连接、铆铆接等都是典典型的间接连连接。第六章：翻转式式钻床夹具零零件的制造通过数据接口传传入实体造型型；确定粗加加工、半精加加工和精加工工方案；生成成各加工步骤骤的刀具轨迹迹；刀具轨迹迹仿真；后置置输出加工代代码。本节以以钻模板133为例对其数数控加工群过过程进行描述述。1：制造工程师师实体及毛胚胚的确定在CATIA实实体中选取【文文件】【输出】【零件】，在在“输出文件”对话框中选选取制造工程程师可读取数数据格式保存存。本例中选选取igs格格式。在CAXA制造造工程师中打打开上述保存

47、存文件，如图图6.1所示示选取【加工工】【定义毛胚胚】如图所示示，选择参照照模型，点取取上方“参照模型”按钮。生成成毛皮模型.6.1毛坯定义义2：刀具轨迹的的拾取6.2.1加工工前准备工作作（1）设定加工工刀具 选择【应用用】【轨迹生成成】【刀具库管管理】命令， 弹出刀具库库管理对话框如图6.2所所示。图6.2刀具库库管理 增加铣刀。单单击“增加铣刀”按钮，如图图6.3在对对话框中输入入铣刀名称。图6.3增加铣铣刀一般都是以铣刀刀的直径和刀刀角半径来表表示，刀具名名称帽量和工工厂中用刀的的习惯一致。刀刀具名称一般般表示形式为为“D10，rr3”，D代表刀刀具直径，rr代表刀角半半径。设定增加的

48、的铣刀的参数数。在刀具库库管理对话框框中键入正确确的数值，刀刀具定义即可可完成。其中中的刀刃长度度和刃杆长度度与仿真有关关而与实际加加工无关，在在实际加工中中要正确选择择吃刀量和吃吃刀深度，以以免刀具损坏坏。（2）后置设置置用户可以增加当当前使用的机机床，给出机机床名，定义义适合自己机机床的后置格格式。绻统默认的格式为为FANUCC绻统的格式式。 选择【应用用】【后置置处理】【后后置设置】命命令，弹出后后置设置对话话框。 增加机床设设置。选择当当前机床繻型型，如图6.4所示。图6.4后置设设置 后置处理设设置。选择“后置处理设设置”标签，根据据当前的机床床，设置各参参数。7.2.2加工工轨迹设

49、置（1）设置“粗粗加工参数”。单击【应应用】【轨轨迹生成】【等高粗加加工】，在弹出的“粗加工工参数表”中设置“粗加工参数数”，如图6.5所示。图6.5 粗加加工参数（2）设置粗加加工“铣刀参数”。如图6.6所示。图6.6铣刀参参数设置（3）设置粗加加工“切削用量”参数。如图图6.7所示示。图6.7 切削削用量（4）确认“进进退刀方式”、“下刀方式”、“清根方式”绻统默认值值。按“确定”退出参数设设置。（5）按系统提提示拾取加工工轮廓。拾取取设定加工范范围的矩形后后单击链搜索索箭头；按系系统提示“拾取加工曲曲面”，选中整个个实体表面，系系统将拾取到到的所有曲面面变红，然后后按鼠标右键键结束。（6

50、）生成粗加加工刀路轨迹迹。系统提示示：“正在准备曲曲面请稍候”、“处理曲面”等，然后系系统就会自动动生成粗加工工轨迹。（7）与上述步步骤类似设置置精加工参数数得到轨迹3：轨迹仿真和和加工代码的的生成选择刀具轨迹单单击【加工】【轨迹仿真真】进入仿真真轨迹界面，选选择需要加工工的轨迹，进进行虚拟加工工，加工成功功后输出代码码，单击【加加工】【后后置处理】【生成G代代码】生成如如下代码。(123.cuut,20110.5.20,16:34:577.453)N10G90GG54G000Z20.0000N12S30000M03N14X0.0000Y0.000Z220.0000N16X82.500Y-36

51、.6449N18G01ZZ15.0000F1000N20G03XX75.8773Y-477.277II3375.748J-2112.406F8800N22G01YY-50.4449N24Z25.000F1100N26G00ZZ50.0000N28X82.500Y-30.3551N30Z25.000N106G022X-70.905Y443.8300I230.729J-72.1660N978G033X-51.849Y-25.0445I-0.839J00.578N980G033X-51.992Y-24.5223I-1.018J00.000N982G011Z10.0000F1000N984G000Z2

52、0.0000N986X0.000Y00.000N988M055N990M300最后对以上上代码进行校校验。第七章：计算机机辅助设计/计算机辅助助制造的概括括1：CAD/CCAM技术发发展计算机辅助设计计/计算机辅辅助制造（CCAD/CAAM）技术是是先进制造技技术的重要组组成部分，是是计算机技术术在工程设计计、制造等领领域中具有重重要影响的高高新技术。 CCAD/CAAM技术的推推广应用有助助于电子信息息技术改造传传统产业，提提高企业的活活力、竞争能能力、 市场应变能能力和技术创创新能力。CCAD/CAAM软件作为为企业信息化化基础应用软软件，其发展展过程和趋势势是从单项技技术的应用到到各种技

53、术的的集成化应用用，从单个企企业向集团化化发展，这不不仅是 CAAD/CAMM技术和产品品的趋势，同同时也反映了了制造业信息息化技术的应应用趋势。CCAD/CAAM技术和系系统的发展及及应用使传统统的产品设计计方法与生产产模式发生了了深刻变化，产产生了陈套的的经济和社会会效益。我国的CAD/CAM工作作从20世纪纪70年代开开始以来，经经过不断的发发展和推广应应用，带来了了良好的经济济效益和社会会效益。少数数大型企业已已建立起完善善的CAD/CAM系统统，一些中小小企业在保证证产品质量、提提高劳动生产产率方面也取取得了显著效效益。以“甩图板”为目标实现现绘图设计自自动化成为推推广应用CAAD/

54、CAMM技术的突破破口，使其在在企业中得到到广泛应用。但但是CAD/CAM技术术并不仅仅局局限于绘图自自动化，随着着计算机技术术、网络技术术、CAD/CAM技术术等的快速发发幕，如何深深化推广应用用CAD/CCAM技术并并提高CADD/CAM应应用的层次，成成为人们特别别关注的问题题。尽管我国国开展CADD/CAM技技术应用工作作并不晚，但但是从整体上上看，国内CCAD/CAAM技术应用用的深度和广广度与国外先先进水平相比比还存在很大大差距。作为为一种先进手手段和工具，CCAD/CAAM技术提高高了企业的设设计和制造能能力，但CAAD/CAMM技术并不能能代替人的设设计和制造行行为、专业技技术

55、人员的创创造能力和工工作经验等。波波音、福特等等国外企业CCAD/CAAM技术的良良好应用是利利益于其应用用经验积累和和培养出的高高素质技术队队伍，而国内内目前非常缺缺乏能够同时时掌握计算机机软、硬件技技术又具有丰丰富专业知识识的人才2：CATIAA V5软软件特点CATIA VV5版本是IIBM和达索索系统公司长长期以来在为为数字化企业业服务过程中中不断探索的的结晶。围绕绕数字化产品品和电子商务务集成概念进进行系统结构构设计的CAATIA VV5版本，可可为数字化企企业建立一个个针对产品整整个开发过程程的工作环境境。在这个环环境中，可以以对产品开发发过程的各个个方面进行仿仿真，并能够够实现工

56、程人人员和非工程程人员之间的的电子通信。产产品整个开发发过程包括概概念设计、详详细设计、工工程分析、成成品定义和制制造乃至成品品在整个生命命周期中的使使用和维护。CCATIA V5版本具具有： 1.重新构造的的新一代体系系结构 为确保CAATIA产品品系列的发展展，CATIIA V5新新的体系结构构突破传统的的设计技术，采采用了新一代代的技术和标标准，可快速速地适应企业业的业务发展展需求，使客客户具有更大大的竞争优势势。 2.支持不同应应用层次的可可扩充性 CATIAA V5对于于开发过程、功功能和硬件平平台可以进行行灵活的搭配配组合，可为为产品开发链链中的每个专专业成员配置置最合理的解解决方

57、案。允允许任意配置置的解决方案案可满足从最最小的供货商商到最大的跨跨国公司的需需要。 3.与NT和UUNIX硬件件平台的独立立性 CATIAA V5是在在Windoows NTT平台和UNNIX平台上上开发完成的的，并在所有有所支持的硬硬件平台上具具有统一的数数据、功能、版版本发放日期期、操作环境境和应用支持持。CATIIA V5在在Windoows平台的的应用可使设设计师更加简简便地同办公公应用系统共共享数据；而而UNIX平平台上NT风风格的用户界界面，可使用用户在UNIIX平台上高高效地处理复复杂的工作。 4.专用知识的的捕捉和重复复使用 CATIAA V5结合合了显式知识识规则的优点点，

58、可在设计计过程中交互互式捕捉设计计意图，定义义产品的性能能和变化。隐隐式的经验知知识变成了显显式的专用知知识，提高了了设计的自动动化程度，降降低了设计错错误的风险。 5.给现存客户户平稳升级 CATIAA V4和VV5具有兼容容性，两个系系统可并行使使用。对于现现有的CATTIA V44用户，V55年引领他们们迈向NT世世界。对于新新的CATIIA V5客客户，可充分分利用CATTIA V44成熟的后续续应用产品，组组成一个完整整的产品开发发环境。3：AutoCCAD软件的的特点AutoCADD具有良好的的用户界面，通通过交互菜单单或命令行方方式便可以进进行各种操作作。它的多文文档设计环境境，

59、让非计算算机专业人员员也能很快地地学会使用。在在不断实践的的过程中更好好地掌握它的的各种应用和和开发技巧，从从而不断提高高工作效率。AutoCADD软件具有如如下特点：(1)具有完善善的图形绘制制功能。(2)有强大的的图形编辑功功能。(3)可以采用用多种方式进进行二次开发发或用户定制制。(4)可以进行行多种图形格格式的转换，具具有较强的数数据交换能力力。(5)支持多种种硬件设备。(6)支持多种种操作平台(7)具有通用用性、易用性性，适用于各各类用户此外外，从AuttoCAD22000开始始，该系统又又增添了许多多强大的功能能，如AuttoCAD设设计中心（AADC）、多多文档设计环环境（MDE

60、E）、Intternett驱动、新的的对象捕捉功功能、增强的的标注功能以以及局部打开开和局部加载载的功能，从从而使AuttoCAD系系统更加完善善.4：CAXA制制造工程师的的特点在目前的国内CCAD/CAAM市场上，商商品化软件大大部分为国外外产品。CAAXA制造工工程师作为国国产CAD/CAM软件件在国内市场场占据了宝贵贵的一席之地地。作为8663计划中CCIMS目标标产品的CAAXA制造工工程师，在110多年间经经历了从工作作站到PC、从从DOS到WWindowws、从20000到XPP直至20004长期积累累与多次升级级，已经发幕幕成具有强大大的线架、曲曲面、实体混混合3D造型型功能，

61、并针针对多种格式式3D 模型型提供丰富灵灵活的加工策策略、加工套套路、轨迹优优化、加工仿仿真、工艺表表单、多轴加加工、反向工工程等，以强强大后置处理理与机床通信信等功能的现现代数字化设设计/制造系系统。 CAXAA制造工程师师不仅是是一一款高效易学学，具有很好好工艺性的数数控加工编程程软件，而且且还是一套WWindowws原创风格格，全中文三三维造型与曲曲面实体完美美结合的CAADCAMM一体化系统统。CAXAA制造工程师师为数控加工工行业提供了了从造型设计计到加工代码码生成、校验验一体化的全全面解决方案案。CAXAA制造工程师师的功能特点点：1实体曲面完完美结合CAXA制造工工程师从线框框到曲面，提提供了丰富的的建模手段；采用精确的的特征实体造造型技术，可可将设计信息息用特征术语语来描述，简简便而准确；基于实体的的“精确特征造造型”技术，使曲曲面融合进实实体中，形成成统一的曲面面实体复合造造型模式。2优质高效的