虎钳的数控加工工艺设计Word格式文档下载.docx

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职称：

评阅教师姓名：

2013年9月

摘要

三周的机械制造课程设计即将结束，这三周把这学期学的机械制造技术基础的理论知识与实际的操作能力相结合，在戴老师的悉心指导下，我真正的掌握了基本的工艺规程设计和夹具设计理论，机床专用夹具等工艺装备的设计等。

并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。

最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。

并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。

为我以后的工作打下坚实的基础。

关键字：

虎钳数控加工工艺设计

Abstract

Threeweeksofmachinerymanufacturingcurriculumdesigncomingtoanend,thisthree-weeksemesterofthisschoolofmechanicalmanufacturingtechnologybasedonthetheoreticalknowledgeandpracticalabilitytocombineoperations,inWei'

swellundertheguidanceofteachers,ItrulygraspthebasicprocessoforderFixturedesignanddesigntheory,machinetools,suchastechnologyandequipmentforthefixturedesign.Andlearnedhowtouseandaccesstoallkindsofdesigninformation,manuals,andnationalstandards.Themostimportantthingistheintegrateduseofthetheoryofknowledge,theactualprocessdesigntosolvemodernproblems,andtoconsolidateanddeepenthelearnedthings.Andinthedesignprocess,learnedalotofclassnottolearnthings.Iworkforthefutureandlayasolidfoundation.

Keywords:

Vice数控加工NCmachining工艺设计

Processdesign

目录

摘要1

Abstract2

目录3

1绪论5

1.1引言5

1.2制造业信息化的发展5

1.3夹具的概述5

1.3.1夹具的一般概念5

1.3.2夹具设计的基本要求5

1.3.3机床夹具的分类5

1.3.4柔性夹具6

1.4国内外计算机辅助夹具设计发展现状7

1.5SolidWorks软件模块简介8

1.6本论文的研究目的、意义10

2虎钳活动钳身的工艺分析及生产类型的确定12

2.1虎钳的用途12

2.2虎钳活动钳身的技术要求12

2.3审查虎钳活动钳身工艺性13

2.4确定虎钳活动钳身的生产类型13

3确定毛坯、绘制毛坯简图15

3.1选择毛坯15

3.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量15

3.2.1公差等级15

3.2.2零件表面粗糙度15

3.2.3绘制虎钳活动钳身铸造毛坯简图16

4拟定虎钳活动钳身工艺路线17

4.1定位基准的选择17

4.1.1精基准的选择17

4.1.2粗基准的选择17

4.2表面加工方法的确定17

4.3加工阶段的划分18

4.4工序的集中和分散18

4.5工序顺序的安排18

4.6确定工艺路线18

5加工余量、工序尺寸和公差的确定20

5.1加工余量等确定20

5.2孔切削用量的计算20

5.2.1钻孔工步20

5.2.2粗铰工步20

5.2.3精铰工步20

6夹具设计22

6.1设计要求22

6.2确定工件的定位方案22

6.2.1工件的定位基准及定位平面22

6.2.2定位原件的选用22

6.3确定刀具的对刀方案和引导方式22

6.3.1对刀装置22

6.3.2确定导向装置22

6.3.5确定夹紧机构22

6.4确定工件的夹紧方案22

结论23

致谢24

参考文献25

1绪论

1.1引言

夹具作为制造企业中重要的基础工艺装备，广泛应用于加工、检测和装配等制造过程中。

作为生产准备的重要组成部分，夹具设计的效率直接影响到制造的生产准备时间和产品成本。

一般来说，夹具设计过程不仅需要大量的有关零件设计、工艺和加工的数据，同时还需要设计人员具有很丰富的领域知识和设计经验。

1.2制造业信息化的发展

随着计算机技术的飞速发展，实现快速生产准备的计算机辅助夹具设计（CAFD）技术成为国际上竞相研究的热点，它已经越来越多的取代传统的手工夹具设计。

与传统的夹具设计相比，计算机辅助夹具设计有着无可比拟的优越性：

1、设计者从繁琐的劳动中解放出来，提高了设计的效率和设计质量，使设计者把更多的注意力放在创新性开发上面；

2、可以把夹具设计人员的经验和智慧存入计算机，构成专家系统，有利于夹具设计技术的继承和发展；

3、由于计算机辅助夹具设计采用了统一的系统程序，可以获得相对统一的设计与优化结果，有利于实现夹具设计的“三化”，即通用化、标准化、系列化。

1.3夹具的概述

1.3.1夹具的一般概念

夹具广泛用于各种制造工序中，用以将工件定位并牢固地夹持在一定的位置，以便按照产品设计规定完成要求的制造过程。

为了将工件可靠定位，经常用定位件和支撑件与工件表面相接触，以限制工件包括移动和旋转在内的六个自由度，用夹紧来抵消切削力，以保证工件牢固定位。

传统夹具以专用夹具为代表主要有四种功能:

定位、夹紧、导向和对刀。

1.3.2夹具设计的基本要求

对夹具的基本要求就是将工件定位并牢固的夹持在一定位置，并在机床工作台上有一定的方位，其次，还要满足其他要求，如保证夹具的生产率（容易装卸工件，采用自动或半自动夹紧装置，切屑容易排除），操作简单并安全（如对贵重工件采用防误功能的元件），有效降低成本（考虑夹具材料和制造过程，优先选用标准件）。

因此，夹具设计是一个复杂的过程，在传统夹具设计中，这些基本原理应用于具体夹具设计中主要取决于设计者的经验。

从夹具设计人员的经验中收集和表达这些知识是开发计算机辅助夹具设计（CAFD）系统的关键。

1.3.3机床夹具的分类

单件小批生产一般选用通用夹具、可调整夹具和组合夹具等，使用这类夹具时的调整和测量需要依赖经验，而且需花费大量时间。

大批量生产使用以上夹具会使生产效率降低，对操作人员的操作技能要求提高，生产成本提高。

为了提高加工效率和制件精度，降低对操作人员的要求，一般使用多轴加工的专用机床加工，这种机床包含相应夹具或者设计专用夹具与通用机床配合使用，这两种方法都涉及专用夹具的设计问题。

计算机辅助制造技术的发展，制造业越来越多的使用数控机床和加工中心组成柔性制造单元。

在使用CNC机床修改产品设计时，只要变更NC程序，加工工艺就能随之变化，而NC程序借助于计算机辅助编程系统只要花一天或数个小时就能完成修改。

刀具是标准化的，随时可以从市场上购买。

如果还使用现有的夹具或不用柔性夹具，FMS就不能实现真正的柔性，所以在FMS和计算机集成制造系统中迫切需要能适用产品变化的柔性夹具。

1.3.4柔性夹具

一般来说，柔性夹具是指用同一夹具系统装夹定位在形状与尺寸上有所变化的多种工件。

工件的变化可在小范围，即在相似形状和尺寸变动不大的范围内，也可在大范围，即零件形状完全不同，尺寸变化也很大。

所以柔性的概念是模糊的。

笼统的说是指与NC机床、加工中心配合使用的、具有加工多种不同工件能力的夹具。

自20世纪80年代后柔性夹具的研究开发主要沿原理和结构均有创新和传统夹具创新两大方向发展。

下表1-1为当前研究和应用的柔性夹具的工作原理和分类的简表

表1-1中原理和结构均有创新的柔性夹具如相变和伪相变式、适应性夹具、模块化程序控制式、仿生抓夹式等正处于研究阶段，有许多问题尚未解决，如相变升降温度引起工件变形对精度的影响，伪相变材料夹紧力不大，适应性夹具适应范围小，模块化程序控制式夹具结构太复杂，成本过高，而柔性有限，不容易在生产中普及，因此，到目前为止，尚没有找到结构上、经济上、实用上能与传统夹具中己具柔性的一些夹具相匹敌的新型夹具。

表1-1现代柔性夹具的工作原理及分类表

表1-1

│分类│柔性工作原理│子分类│

│组合夹具│标准元件的机械装配│槽系组合夹具│

│││孔系组合夹具│

│可调整夹具│在通用或专用夹具基础│通用可调夹具│

││上更换元件和调节元件│专用可调夹具│

││的位置││

│模块化程序控制式夹具│用伺服控制机构变动元│双转台回转式│

││件的位置│可移动拇指式│

│适应性夹具│将定位元件或夹紧元件│涡轮叶片式│

││分解为更小的元素以适│弯曲长轴式│

││应工件的连续变化││

│相变材料夹具│材料物理性质的变化│真相变材料夹具│

│││伪相变材料流态床夹具│

│防生抓夹式夹具│形状记忆合金│用于机器人终端器也可│

│││用于夹具│

1.4国内外计算机辅助夹具设计发展现状

CADICAM系统中，计算机辅助夹具设计（CAFD）以其本身特点是相对独立的一部分，并和其他部分尤其是CAPP紧密连接，广义的说，CAFD是新兴的计算机辅助工艺装备CAT（ComputerAidedTooling）范畴。

准确的说，CAPP和CAFD共同构成CAD和CAM的接口，而二者彼此之间又是相互独立的。

前苏联学者在20世纪70年代开始了夹具CAD的研究工作，由于计算机硬件和软件的落后，进一步发展受到很大的阻碍。

20世纪80年代欧美学者投入这一工作，80年代中期以后我国也开始进行研究。

到现在大约经历了三代:

（1）第一代是交互式夹具CAD系统，该系统应用CAD软件建立夹具元件库，菜单驱动的夹具装配程序，借规定的坐标系统和X-Y平面内的转动角度来执行夹具装配操作，实际操作时费时较多，但在工业上有实用价值。

（2）第二代CAFD是基于成组技术和基于知识的变异式和生成式系统，基于GT的CAFD系统主要用零件及夹具分类编码系统进行检索，修改生成合乎要

求的夹具:

基于知识的CAFD系统，主要是搜集人类夹具专家的知识整理成知识库中的各种规则，然后通过专家系统推理机得到各种决策。

这种系统主要解决定位、夹紧方法的选择，位置的确定。

有的系统已搜集了上千条规则，但因工件的多样性和夹具设计的复杂性，只能设计一些简单的夹具。

〔3〕第三代能生成夹具结构的商品化夹具设计系统，如美国吴士脱理工学院容亦鸣教授和清华大学朱耀祥、罗振璧教授合作开发的孔系数控组合夹具设计系统:

国内有中国航空工业总公司保定向阳机械厂用AUTOCAD开发的组合夹具设计系统，建有元件库，交互式生成组合夹具。

1.