2017畢業(yè)論文-孔槽系組合夾具設(shè)計

1、<p><b>　　編號 </b></p><p><b>　　本科生畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　孔槽系組合夾具設(shè)計</b></p><p>　　Slotted Modular Fixture Design</p><p><b&g

2、t;　　二〇一一年六月</b></p><p>　學(xué) 生 姓 名</p><p>　專 業(yè) </p><p>　學(xué) 號 </p><p>　指 導(dǎo) 教 師 </p><p&g

3、t;　學(xué) 院 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　組合夾具是一種先進的工藝裝備，它是由一套預(yù)先制造好的各種不同的形狀、不同規(guī)格、不同尺寸、具有互換性、高耐磨性和高精度的標(biāo)準(zhǔn)元件組成，其結(jié)構(gòu)靈活多變，適應(yīng)性廣，元件可長期循環(huán)使用，組合夾具分為槽系和孔系兩個系列，隨著科技不斷發(fā)展，組合夾具的應(yīng)用程度在機械行業(yè)得到了很大的

4、提高，特別是近年來機械行業(yè)領(lǐng)域正朝著高精度、高質(zhì)量、高效率、低成本方向發(fā)展，因此為了適應(yīng)現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，組合夾具的發(fā)展也達到了更高的領(lǐng)域，其由原來的孔系組合夾具和槽系組合夾具發(fā)展到孔槽系組合夾具?？撞巯到M合夾具是采用孔和槽結(jié)合的定位結(jié)構(gòu)，克服了槽系夾具剛性差、不穩(wěn)定，及孔系夾具不能連續(xù)調(diào)整的缺點，將孔、槽夾具的優(yōu)勢合二為一，其可用幾小時的組裝周期代替幾個月的設(shè)計制造周期，從而縮短了生產(chǎn)周期；節(jié)省了工時和材料、保證加工精度，提高生產(chǎn)率

5、、降低了生產(chǎn)成本，擴大了機床的工藝范圍；還可減輕工人勞動強度，減少夾具庫房面積，有利于管理。</p><p>　　關(guān)鍵詞：組合夾具 孔系 槽系 孔槽系 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Modular fixture is an advanced technology and equipment,

6、 it is a good set of pre-manufacturing a variety of different shapes, different sizes, different sizes, with interchangeable, high wear resistance and high-precision standard components, its structure Flexibility, adapta

7、bility, long-term recycling of components, integrated systems and fixture holes into slot two series, with the continuous development, the application of modular fixture degree in mechanical industry has been greatly imp

8、rove</p><p>　　Keywords: modular fixture; holes; tank system; hole slot system目 錄</p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1<

9、/b></p><p>　　1.1 研究的目的及意義1</p><p>　　1.2 國內(nèi)外的發(fā)展及研究狀況2</p><p>　　1.3 本課題研究的內(nèi)容3</p><p>　　第2章 組合夾具的類型5</p><p>　　2.1 組合夾具的概念5</p><p>　　2.2

10、槽系組合夾具5</p><p>　　2.3 孔系組合夾具5</p><p>　　2.4 孔槽系組合夾具6</p><p>　　2.4.1 孔槽系組合夾具在數(shù)控機床中的應(yīng)用6</p><p>　　2.4.2 孔槽系組合夾具在焊接中的應(yīng)用6</p><p>　　2.4.3 孔槽系組合夾具的發(fā)展趨勢7</p

11、><p>　　第3章 組合夾具的基本組成8</p><p>　　3.1 主要有八大類元件組成及元件圖8</p><p>　　第4章 工件在組合夾具中的定位與夾緊11</p><p>　　4.1 工件的定位11</p><p>　　4.1.1 工件定位的概念11</p><p>　　4.

12、1.2 定位基準(zhǔn)的概念11</p><p>　　4.2 定位原理11</p><p>　　4.2.1 六點定位原理11</p><p>　　4.2.2 完全定位11</p><p>　　4.3 定位誤差的分析與計算12</p><p>　　4.3.1 定位誤差的概念12</p><p&g

13、t;　　4.3.2 產(chǎn)生定位誤差的原因13</p><p>　　4.3.3 工件以孔定位13</p><p>　　4.4 工件在夾具中的夾緊15</p><p>　　4.4.1 工件的夾緊15</p><p>　　4.4.2 夾緊力的確定15</p><p>　　第5章 CATIA設(shè)計系統(tǒng)20</p

14、><p>　　5.1 CATIA簡介20</p><p>　　5.2 CATIA界面介紹20</p><p>　　5.2.2 CATIA的工作界面21</p><p>　　5.3 CATIA V5的設(shè)計思路21</p><p>　　第6章 孔槽系組合夾具23</p><p>　　6.1

15、零件的結(jié)構(gòu)分析23</p><p>　　6.2 工藝規(guī)程設(shè)計23</p><p>　　6. 3 夾具設(shè)計24</p><p>　　6.3.1 設(shè)計夾具體的基本要求24</p><p>　　6.3.2 夾具設(shè)計為螺旋夾緊機構(gòu)25</p><p>　　6.5 組合夾具的組裝26</p><p

16、><b>　　總 結(jié)28</b></p><p><b>　　參考文獻29</b></p><p><b>　　致 謝30</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 研究的目的及意義</p&g

17、t;<p>　　組合夾具是一種先進的工藝裝備，它是由一套預(yù)先制造好的各種不同的形狀、不同規(guī)格、不同尺寸、具有互換性、高耐磨性和高精度的標(biāo)準(zhǔn)元件組成，其結(jié)構(gòu)靈活多變，適應(yīng)性廣，元件可長期循環(huán)使用。組合夾具的元件精度高、耐磨，并且實現(xiàn)了完全互換，元件精度一般為IT6~IT7級。用組合夾具加工的工件，位置精度一般可達IT8~IT9級，若精心調(diào)整，可以達到IT7級。由于組合夾具有很多優(yōu)點，又特別適用于新產(chǎn)品試制和多品種小批量生產(chǎn)，

18、所以近年來發(fā)展迅速應(yīng)用較廣。組合夾具的主要缺點是體積較大，剛度較差，一次投資多，成本高，這使組合夾具的推廣應(yīng)用受到一定限制。隨著機械制造業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來越快，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式逐步被中小批量生產(chǎn)模式所取代，機械制造系統(tǒng)欲適應(yīng)這種變化需具備較高的柔性。國外己把柔性制造系統(tǒng)(FMS)作為開發(fā)新產(chǎn)品的有效手段，并將其作為機械制造業(yè)的主要發(fā)展方向。柔性化的著眼點主要在機床和工裝兩個方面，組合夾具是工裝柔性化的重點。組合夾具是一

19、種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度很高的工藝裝備，它是由一套預(yù)先制造好的各種不同形狀、不同規(guī)格、不同尺寸、具有完全互換性的標(biāo)準(zhǔn)元件和組合件，按工件的加工要求</p><p>　　一個優(yōu)良的組合夾具必須滿足下列基本要求：</p><p>　　保證工件的加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量</p><p>　　保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確地選定定位基準(zhǔn)、定位方法和定位元件，必要時還要進

20、行定位誤差分析，還要注意夾具中其它零部件的結(jié)構(gòu)對加工精度的影響，確保組合夾具能滿足工件的加工精度要求。</p><p>　　提高生產(chǎn)效率，降低成本</p><p>　　組合夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　良好的強度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性能</p><p

21、>　　組合夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力簡單、合理，便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗、維修等，有利于提高組合夾具的制造精度。</p><p><b>　　操作性能好</b></p><p>　　組合夾具的操作方便、省力、安全可靠。在客觀條件允許及又經(jīng)濟適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動、液壓等機械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動強度。</p><p><b&g

22、t;　　經(jīng)濟性好</b></p><p>　　組合夾具應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，力求結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，以降低組合夾具的成本。因此，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對組合夾具方案進行必要的技術(shù)經(jīng)濟分析，以提高組合夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益。</p><p><b>　　擴大機床的使用范圍</b></p><p>　　使用組合夾具可以改變原機床的用

23、途和使用范圍，實現(xiàn)一機多能</p><p><b>　　排屑順暢</b></p><p>　　組合夾具中積集切削會影響到工件的定位精度，切削的熱量使工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。清理切削將曾加輔助時間，降低生產(chǎn)率。因此組合夾具設(shè)計中要給予排屑問題充分的重視。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外的發(fā)展及研究狀況</p><

24、;p>　　我國國內(nèi)的組合夾具【1】始于20世紀(jì)60 年代, 當(dāng)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, 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。當(dāng)時產(chǎn)品均為引進前蘇聯(lián)烏斯貝（YCⅡ） 槽系組合夾具系統(tǒng)。推廣應(yīng)用遍及機械航空、電子輕工、造船、紡織等各類制造業(yè), 取豐碩的社會經(jīng)濟效益。在使用過程中改進并修改了原系統(tǒng), 建立了適合我國國情有我國特色的槽系組合夾具系統(tǒng)。在當(dāng)

25、時曾達到全國年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。至今天津保定二廠仍是我國組合夾具的主要生產(chǎn)基地。.20世紀(jì)80 年代以后,兩廠又各自獨立開發(fā)了適合, 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(dāng)前我國每年尚需進口不少, ) 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。</p><p>　　從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的

26、主要生產(chǎn)國。前蘇聯(lián)的( YCⅡ)槽系組合夾具系統(tǒng)非常著名, 以后又開發(fā)了孔系組合夾具系統(tǒng)沖合沖模和焊接組合夾具系統(tǒng), 但主要在國內(nèi)應(yīng)用, 出口交流較少。德國一直都重視工藝裝備（包括夾具） 的設(shè)計制造及其標(biāo)準(zhǔn)化,組合夾具和各種機床附件都由專業(yè)化中小型企業(yè)生產(chǎn)。這些企業(yè)中具有代表性的有：Halder 是設(shè)計生產(chǎn)槽系組合夾具的著名公司；Bluco 是享譽世界生產(chǎn)完整系列孔系組合夾具系統(tǒng)的供應(yīng)商；Kipp 生產(chǎn)中型和大型孔系組合夾具；Witte

27、公司生產(chǎn)孔系組合檢測夾具, 是為三座標(biāo)準(zhǔn)測量機（CMM） 配套的絕好的柔性檢測夾具。目前在美國本土生產(chǎn)銷售和出租組合夾具的工廠都是小型企業(yè),分為三種類型： 一種是專門銷售出租組合夾具的小型工廠! 二是工具制造廠, 同時生產(chǎn)或銷售組合夾具# 三為某類機械廠, 在生產(chǎn)某一產(chǎn)品的同時也生產(chǎn)銷售組合夾具。在芝加哥附近的Rockford 的Bluco公司原為德國Bluco 公司的銷售代理商, 現(xiàn)已獨立生產(chǎn)、銷售、租賃, 16 ㎜ 、12㎜ 、10

28、㎜ 三個系列的公制孔系組合夾具。Carrlane是一家工具公司, 生產(chǎn)夾具通用零部</p><p>　　1.3 本課題研究的內(nèi)容</p><p>　　我們目前常見的標(biāo)準(zhǔn)件庫主要是基于不同CAD 支撐軟件的通用零件標(biāo)準(zhǔn)件庫，它的建立和使用提高了設(shè)計效率，使設(shè)計人員有更多的時間注重產(chǎn)品的設(shè)計，充分體現(xiàn)了使用CAD 系統(tǒng)所帶來的經(jīng)濟效益【3】。</p><p>　　從目前

29、的使用情況來看，主要有二維和三維標(biāo)準(zhǔn)件庫兩大類。二維標(biāo)準(zhǔn)件庫一般是利用編程方式實現(xiàn)的，調(diào)用方便。但這種建庫方式編程工作量相當(dāng)大，增加和修改零件時都需修改程序，系統(tǒng)的應(yīng)用范圍窄，此外，二維圖形不夠直觀，不便于設(shè)計的可用性評價，也很難進行干涉檢驗。與此相比，三維平臺可以很方便地實現(xiàn)參數(shù)驅(qū)動功能﹑裝配圖和零件圖關(guān)聯(lián)功能，而且其造型非常直觀，進行干涉檢驗也非常方便，所以隨著三維設(shè)計的廣泛使用，現(xiàn)在越來越多的標(biāo)準(zhǔn)件庫基于三維平臺建立。</p

30、><p>　　三維標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立現(xiàn)在常用的有三種: 1.建立完全的三維標(biāo)準(zhǔn)件模型，為每一個標(biāo)準(zhǔn)件建立一個實體模型，然后將每個標(biāo)準(zhǔn)件都存儲在標(biāo)準(zhǔn)零件庫中，在需要時直接調(diào)用。這種方法工作量巨大不說，并且會出現(xiàn)存儲量占用龐大，管理困難，調(diào)用速度慢等一系列問題。 2.利用二次開發(fā)工具通過編程來實現(xiàn)三維標(biāo)準(zhǔn)件建模，對于每一系列的標(biāo)準(zhǔn)件，采用一個獨立的子程序來實現(xiàn)，通過預(yù)留的接口來實現(xiàn)參數(shù)化。這樣的好處是不必建立三維實體模型庫，

31、標(biāo)準(zhǔn)件實例化是在程序運行時自動形成裝配用的零件圖形文件，大大節(jié)省了硬盤空間。缺點是編程工作量龐大，有些復(fù)雜零件建模困難，容易出錯。 3.采用參數(shù)化方法建立三維標(biāo)準(zhǔn)件模型，由于相同系列的標(biāo)準(zhǔn)件具有相間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和不同的尺寸參數(shù)，對同一系列的標(biāo)準(zhǔn)件就可以使用同一三維實體模型，不同的實際尺寸由存儲在數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)表來提供。其特點一是現(xiàn)用現(xiàn)生成，執(zhí)行速度快，占用空間??；二是只通過修改參數(shù)表就可以修改標(biāo)準(zhǔn)件，給標(biāo)準(zhǔn)件庫的維護和擴充帶來了極大的便利

32、。它是一種非常可行的建庫方法，因此，本文也正是采用這種方法建立了CATIA環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn)件庫[5]。</p><p>　　第2章 組合夾具的類型</p><p>　　2.1 組合夾具的概念</p><p>　　組合夾具是一種模塊化的夾具。標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件具有較高精度和耐磨性，可組裝成各種夾具。夾具用畢可拆卸,清洗后留待組裝新夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，元

33、件能重復(fù)多次使用,并具有減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點，因此組合夾具在單件、中、小批量多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具。組合夾具也已經(jīng)商品化。組合夾具由可以循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具元件、合件配套組成，根據(jù)工藝要求組裝成容易聯(lián)接和拆卸的夾具，組合夾具分為槽系組合夾具、孔系組合夾具、孔槽系組合夾具【11】。</p><p>　　2.2 槽系組合夾具 </p><p>　　主要是通過鍵與槽確定元件間

34、的相互位置（主要靠槽來定位和緊固）</p><p>　　槽系夾具元件最突出的特點是組裝靈活多變，可調(diào)性好；缺點是精度低、剛性差；T型槽和螺栓頭定位和緊固變形，多個元件用一個螺栓連接穩(wěn)定性差、結(jié)合強度低，因元件緊固靠摩擦力，組裝調(diào)整需要測量即費時又費力。使用中承受不了大切削量切削力，因碰撞或較大的負(fù)載而產(chǎn)生位移，降低精度，導(dǎo)致工件報廢，不能滿足現(xiàn)代加工要求。</p><p>　　槽系列夾具元

35、件分為八大類，曹寬分別為大型16H7和中型12H7。螺栓直徑分大、中、小、微型M6X1.5 M16、M12X1.5 M12 、M8 M6三個系列。</p><p>　　大型、中型、小型系列元件均可獨立使用，用戶根據(jù)機床工作臺或托板尺寸以及被加工工件的外形尺寸選擇所需要的系列，三系類具有統(tǒng)一的節(jié)距尺寸，備有過渡元件，因此可以混合使用。</p><p>　　2.3 孔系組合夾具 </p&

36、gt;<p>　　主要是通過銷和孔確定元件間的相互位置。（靠孔來定位和緊固）</p><p>　　孔系組合夾具是目前國際上的一種新技術(shù)，主要是為了適應(yīng)現(xiàn)在加工設(shè)配對工裝精度和剛性的要求而創(chuàng)造的，是繼槽系組合夾具元件之后出現(xiàn)的又一新穎快速組合工藝裝備，它的主要特點是：結(jié)構(gòu)簡單、以孔定位、螺栓連接，定位精度高、剛性好、品種少、組裝方便、經(jīng)濟效益大，便于計算機編程，特別使用于數(shù)控機床和加工中心等切削受力較

37、大的工件加工，缺點是可調(diào)性差、不太適宜普通機床使用?？紫祳A具元件在國外應(yīng)用很普遍，在國內(nèi)的用戶也在逐年增多。</p><p>　　孔系組合夾具剛出現(xiàn)的時候為螺紋孔式，只是在基礎(chǔ)件矩陣式分布螺紋孔，用螺栓進行連接、定位和緊固，沒有定位孔和定位銷，承受的外力較槽式的要小，不像現(xiàn)在這樣為配合孔式即有精密的配合孔還有相互連接的螺紋孔。</p><p>　　孔系列夾具元件也分為八大類，大、中、小型三

38、個系列M8、M12、M16。定位孔中心設(shè)計有螺紋孔，定位孔和螺紋孔是同心的，定位銷是空心定位銷，定位孔和螺紋孔是間隔分布的，孔距有40mm和50mm。大型元件的定位孔徑16H6和定位孔徑12H5、螺紋M16 M16X1.5和螺紋M12 M12X1.5倆種，定位孔和螺紋孔是間隔分布的?？紫祳A具元件的定位孔采用壓套結(jié)構(gòu)，定位孔中心至定位基準(zhǔn)面的尺寸差0.015mm，相鄰定位孔孔距公差±0.01。</p><p&

39、gt;　　孔系組合夾具是以孔銷來完成元件之間的定位，以M16 M16X1.5、M12 M12X1.5的短螺釘來完成元件間的緊固連接。</p><p>　　2.4 孔槽系組合夾具 </p><p>　　主要是通過銷、孔和建、槽及槽孔結(jié)合的鍵銷確定元件間的相互位置即通過槽和孔結(jié)合的方式進行定位和緊固。</p><p>　　孔槽系組合夾具吸收了槽、孔系列的精華，克服了二

40、者得缺點和不足，它的主要特點是：結(jié)構(gòu)巧、精度高、剛性好、強度大、體積小、重量輕、承受工件負(fù)荷大、組裝安裝調(diào)整簡易快速、靈活多變（柔性）、組裝結(jié)合強度高、精度穩(wěn)定、安全可靠。</p><p>　　2.4.1 孔槽系組合夾具在數(shù)控機床中的應(yīng)用</p><p>　　隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，對于組合夾具數(shù)控機床有許多不同于普通機床的特殊要求，如:粗加工時要求夾具具有很好的剛度，能承受大功率、高速切削

41、; 精加工時要求工件在夾具中產(chǎn)生的定位及夾緊誤差最小;為提高工效，要求組合夾具元件能大、中融合一體，安裝在同一塊基礎(chǔ)板上，以適應(yīng)單件或多件同時加工等?？紫祳A具靠銷孔定位，故坐標(biāo)孔系一定，組裝程度簡單，無需測量調(diào)整就能確定工件在機床坐標(biāo)中的位置。當(dāng)使用多夾具基礎(chǔ)板時，既可組裝單個大零件夾具，又可組裝多個中小零件夾具，工效高，柔性好。孔系夾具的特點，適用于數(shù)控機床和柔性制造系統(tǒng)的配套工裝或隨行夾具，在數(shù)控中的應(yīng)用覆蓋面超過槽系夾具，占據(jù)主導(dǎo)

42、地位。</p><p>　　2.4.2 孔槽系組合夾具在焊接中的應(yīng)用</p><p>　　Grove公司是生產(chǎn)汽車液壓吊車的著名制造企業(yè)。過去焊接工序全部依靠手工焊接臨時工裝和專用焊接夾具去完成。現(xiàn)在該公司設(shè)計出組合夾具系統(tǒng)，其核心是安裝焊接零件、各式各樣的標(biāo)準(zhǔn)角度支承、支承塊及各種附件的三維工作臺。此臺設(shè)計成一個堅實的平臺，并由帶加強筋的高強度鋼制成，加工到很嚴(yán)的公差以保證穩(wěn)定性和平直度

43、在0.033mm/m以內(nèi)。三維工作臺做成數(shù)種尺寸，設(shè)計成單獨使用或用螺栓將數(shù)個工作臺連接在一起以適應(yīng)較大焊接零件。每一工作臺作為焊接夾具的主要結(jié)構(gòu)元件，由孔徑28mm和l0mm的孔遍布工作臺面及四周的網(wǎng)狀孔系組成。需要更準(zhǔn)確的孔距時，可用網(wǎng)孔密度為一倍的輔助板，這些板的網(wǎng)狀孔距為50mm-6Omm，并很容易安裝在三維工作臺上。這些網(wǎng)狀孔系設(shè)計成將結(jié)構(gòu)零件和夾具元件安裝在工作臺上并保持孔的位置精度為士 0.025mm，整體為士0.05mm

44、。除網(wǎng)狀孔系外有些夾具元件也制成28mm寬的槽系，這些槽允許不同夾具元件精確定位以適應(yīng)焊接零件需要的位置。</p><p>　　為使每一焊工容易理解每項焊接任務(wù)，每一焊接工作地上有一本夾具組裝手冊，手冊中包括一切照片、圖形以及每一種零件的相關(guān)資料。每一次每項特定任務(wù)重復(fù)進行時，焊工簡易地參考這一手冊作為組裝所需夾具的指南，今天隨著工裝設(shè)計的功能集成到CAD系統(tǒng)中，焊工和工具工程師緊密配合，將點焊夾具與 CAD系統(tǒng)

45、合在一起為每一焊接夾具準(zhǔn)備好必需的生產(chǎn)文件，組合夾具在加工特殊工件中的應(yīng)用：</p><p>　　在組合夾具使用過程中，針對一些形狀復(fù)雜、尺寸較大、要求精度較高、定位壓緊有困難的零件，單純用組合夾具無法完成的，可以采取以下方法:</p><p>　　(1)設(shè)計專用零件配合組合夾具元件使用。使用最多也最常用的是設(shè)計制造專用定位心軸和鉆模板。因工件孔定位時，多數(shù)情況下不是最后工序，孔沒有做到尺

46、寸，都留有磨量。由于產(chǎn)品圖樣和工藝要求不一樣，孔所留的磨量各異，組合夾具元件不能滿足要求，為保證定位精度，設(shè)計制造專用定位心軸或者定位盤，下面與組合夾具元件一級精度配合，上面和零件孔配合，從而解決了定位精度問題。</p><p>　　(2)采用半組合夾具形式。對一些工件加工內(nèi)容復(fù)雜，精度要求高，用組合夾具和專用夾具都不好解決的，可以采用半組合夾具形式。</p><p>　　2.4.3 孔槽

47、系組合夾具的發(fā)展趨勢</p><p>　　夾具元件多功能模塊化:能單獨使用也能與其他元件組合在一起使用的多功能模塊化單元體的比例將進一步增加，如現(xiàn)在使用的各種定位夾緊座、定位壓緊支承、精密虎鉗等模塊式單元體具有定位、夾緊以及調(diào)節(jié)的綜合功能，可以一件單獨使用，也可以幾件組裝在一起使用，T形基礎(chǔ)、方箱能組裝成一次能裝夾多件相同或不相同的工件的夾具，使用這種夾具可以減少機床的停機時間，最大限度發(fā)揮數(shù)控、加工中心機床的高

48、效性能。專用夾具、組合夾具一體化:現(xiàn)代化加工設(shè)備的多功能化，使工藝過程高度集中、工件一次定位裝夾后能完成多工序加工，這就需要一種通用而又能重復(fù)使用的組合可調(diào)式的夾具系統(tǒng)。它是由一系列統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化的元件和合件組成，利用這些元件、合件組裝成各種不同形式、不同結(jié)構(gòu)、可重復(fù)使用的夾具，供單件或中小批量生產(chǎn)使用。這種夾具系統(tǒng)保留了組合夾具的各種優(yōu)點，組裝又像專用夾具那樣簡單可靠。為了便于夾具與機床定位連接，夾具基體有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的定位連接位置，使之

49、專用、組合夾具向著一體化、組合化方向發(fā)展，以滿足現(xiàn)代化加工設(shè)備的需要。</p><p>　　第3章 組合夾具的基本組成</p><p>　　3.1 主要有八大類元件組成及元件圖</p><p>　　1、基礎(chǔ)件 夾具的基本元件</p><p>　　例如：方形基礎(chǔ)板、長方形基礎(chǔ)板和基礎(chǔ)角鐵等【5】。</p><p>　

50、　圖3-1 長方形基礎(chǔ)板</p><p>　　2、支撐件 夾具的骨架元件</p><p>　　例如：各種墊片、墊板、支撐、角鐵、V形角鐵、伸長板和菱形板等。</p><p><b>　　圖3-2 墊片</b></p><p><b>　　圖3-3 支撐件</b></p><p&

51、gt;　　3、定位件 元件間定位和工件正確安裝用的元件</p><p>　　例如：各種鍵、定位銷、定位盤、角度定位件、定位支撐、定位板、和V形件等。</p><p><b>　　圖3-4 定位銷</b></p><p>　　4、導(dǎo)向件 在夾具上確定切削工具位置的元件</p><p>　　例如：各種鉆模板、鉆套、鉸套和

52、導(dǎo)向支撐等。這類元件主要用來確定刀具與工件的相對位置，加工時起到刀具上的正確引導(dǎo)作用。導(dǎo)向件中的鉆模板，是組裝鉆床家具的重要元件。鉆床夾具在各類組合夾具中用的數(shù)量最多，因此，鉆模板的型別和規(guī)格也較多。在組裝夾具時，應(yīng)根據(jù)被加工孔的直徑和位置來選擇相應(yīng)孔徑和長度的鉆模板。</p><p><b>　　圖3-7 鉆套</b></p><p><b>　　圖3-8

53、 鉆模板</b></p><p>　　5、壓緊件 作壓緊元件或工件的元件</p><p>　　例如：平壓板、伸長板。</p><p><b>　　圖3-9 平壓板</b></p><p>　　6、緊固件 作緊固元件或工件的元件</p><p>　　例如：各種螺栓、螺釘、螺母和墊圈等

54、。組合夾具上使用的螺栓和螺母，一般要求強度高、壽命長，因此這些元件與普通 螺栓、螺母相比所用的材料要好一些，技術(shù)要求要高一些。12mm槽系列組合夾具使用的螺栓、螺釘只有四種直徑即M12、M8、M6、M5。除M12外，都采用粗牙螺紋。M12的螺栓和螺釘采用螺距為1.5mm的細(xì)牙螺紋，其優(yōu)點是自鎖性能較好，在受到切削振動情況下不易松動【4】。</p><p>　　圖3-10螺釘 &

55、lt;/p><p><b>　　圖3-11螺母</b></p><p><b>　　圖3-12螺栓</b></p><p>　　7、其它件 在夾具中起輔助作用的元件</p><p>　　例如：包括上述六類外的各種用途的單件元件，如連接板、滾花手柄、各種支釘和支撐冒、支撐環(huán)、彈簧、二爪支撐、三爪支撐及平

56、衡塊等。這類元件，有的有比較明顯的用途，若選用適當(dāng)，能再組裝中起到極為有利的輔助作用。</p><p><b>　　圖3-12彈簧</b></p><p>　　8、合 件 用于分度、導(dǎo)向 、支撐等的組合件 </p><p>　　例如：是指在組裝過程中不拆散使用的獨立元件。按其用途不同，可分為定位合件、導(dǎo)向合件、度合件、支撐合件、夾緊合件等

57、【6】。</p><p>　　第4章 工件在組合夾具中的定位與夾緊</p><p><b>　　4.1 工件的定位</b></p><p>　　4.1.1 工件定位的概念</p><p>　　在機械加工中，為了保證工件個加工表面間的相互位置精度，工藝系統(tǒng)的各要素，即機床、刀具、組合家具及工件之間，要有正確的相對位置關(guān)系

58、。</p><p>　　工件定位的準(zhǔn)確性和可靠性是影響加工后工件個表面相互位置精度的重要因素。定位的準(zhǔn)確性和可靠性，除了與工件定位基準(zhǔn)面得制造精度有關(guān)外，還取決于夾具定位元件的精度和定位機構(gòu)的合理性。實踐表明，在組裝組合夾具時，首先要熟悉和掌握工件在組合夾具中的定位基本原理和方法，擬定出定位方案，在此基礎(chǔ)上根據(jù)工件的加工要求，分析定位的準(zhǔn)確性和可靠性，最后通過組裝達到夾具結(jié)構(gòu)的合理化。</p>&l

59、t;p>　　4.1.2 定位基準(zhǔn)的概念</p><p>　　用來確定工件相對于夾具位置的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)是工件與夾具定位元件接觸或配合的實際點、線和面。定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)，在選擇定位基準(zhǔn)是時一般都是先根據(jù)零件的加工要求要求選擇精基準(zhǔn)，然后再考慮用哪一組表面做粗基準(zhǔn)才能把精基準(zhǔn)加工出來。</p><p>　　4.2 定位原理 </p><p&g

60、t;　　4.2.1 六點定位原理</p><p>　　任一物體在空間都有宏觀運動的可能性，稱之為自由度，在OXYZ坐標(biāo)系中，物體可以有沿X、Y、Z軸的移動和繞此三軸的轉(zhuǎn)動如圖4-1所示，欲使工件在空間取得唯一位置，則必須限制六個自由度，這就是六點定位原理。所謂的工件的定位，就是采取適當(dāng)?shù)募s束措施，來消除工件的六個自由度，以實現(xiàn)工件的定位。</p><p>　　圖4-1 六點自由度</

61、p><p>　　4.2.2 完全定位</p><p>　　消除全部（6個）自由度，叫做完全定位。</p><p>　　圖4-2所示的定位情況即為完全定位。在底面（主支承面）設(shè)置3個支承釘限制Z旋轉(zhuǎn)、X移動、Y移動；側(cè)面（導(dǎo)向面）設(shè)置2個支承釘限制Z旋轉(zhuǎn)、X移動；后面（止推面）設(shè)置1個支承釘限制Y移動，共限制6個自由度。</p><p>　　這種方

62、式常用、保險，因為不必?fù)?dān)心漏了自由度。但是，可能會造成夾具復(fù)雜化，使夾具成本上升。</p><p>　　圖4-2 長方體在空間的六個自由度 </p><p><b>　　例如：</b></p><p>　　圖4-3工件分別以兩個Φ8mm孔的上下兩端面為主要定位基準(zhǔn)，在Φ8mm孔的上端與壓板4接觸限制3個自由度，工件的Φ8mm孔與定位銷13接觸限

63、制3個自由度，以實現(xiàn)六點定位。安裝時，先將定位銷13安裝在支撐件2上，隨即將工件放在以固定好的定位銷13上，最后用壓板4壓緊Φ8mm孔的上端面。</p><p><b>　　圖4-3 工件</b></p><p>　　4.3 定位誤差的分析與計算</p><p>　　4.3.1 定位誤差的概念</p><p>　　工件的

64、正確定位是保證加工精度的必要條件，但不是充分條件，還要在正確定位基礎(chǔ)之上進一步分析工件定位的誤差問題。由于工件定位所造成的加工表面對于工序基準(zhǔn)的位置變化成為定位誤差（在機械加工工序中確定本工序被加工表面位置的基準(zhǔn)成為工序基準(zhǔn)）。定位誤差用它是由三部分因素產(chǎn)生的：</p><p>　　工件在夾具中的定位、加緊誤差。</p><p>　　(1)夾具帶著工件安裝在機床上，相對機床主軸（或刀具）或

65、運動導(dǎo)航的位置誤差，也成對定誤差。</p><p>　　(2)加工過程中誤差，如機床幾何精度、工藝系統(tǒng)的受力與受熱變形、切削振動等原因引起的誤差。</p><p>　　其中，定位誤差是指工序基準(zhǔn)在加工方向上的最大位置變動量所引起的加工誤差?？梢姡ㄎ徽`差只是工件加工誤差的一部分。設(shè)計夾具定位方案時，要充分考慮此定位方案的定位誤差的大小是否在允許的范圍內(nèi)。一般定位誤差應(yīng)控制在工件的1/5~1

66、/3之內(nèi)。</p><p>　　4.3.2 產(chǎn)生定位誤差的原因</p><p>　　(1)基準(zhǔn)不重合帶來的定位誤差 </p><p>　　即定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合導(dǎo)致的誤差△jb 。計算定位誤差時,主要這兩項,把它們限制在工件公差的1/3范圍內(nèi),把2/3留給其它(安裝誤差、夾緊變形、熱變形、磨損等）誤差，工件以已經(jīng)加工過的表面定位，其定位基準(zhǔn)的位置可 基準(zhǔn)面位置誤

67、差△jw 。</p><p>　　Δdw=Δjw+Δjb≤1/3Tg（4-1）</p><p>　　(2)間隙引起的定位誤差</p><p>　　(3)與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差</p><p>　　這類因素基本上屬于組合夾具設(shè)計與制造中的誤差，如：</p><p>　　1）定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差。&

68、lt;/p><p>　　2）導(dǎo)向元件、對刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導(dǎo)致產(chǎn)生的導(dǎo)向誤差和對刀誤差。</p><p>　　3）夾具在機床上的安裝誤差，即對定位誤差導(dǎo)致工件相對刀具主軸或運動方向產(chǎn)生的位置誤差。</p><p>　　4）夾緊力使工件或夾具產(chǎn)生變形，產(chǎn)生位置誤差。</p><p>　　5）定位元件與定位元件間的位置誤差，

69、以及定位元件、對刀元件、導(dǎo)向元件、定向元件等元件的磨損。</p><p>　　4.3.3 工件以孔定位</p><p>　　工件以孔定位時，夾具上相應(yīng)的定位元件可以是心軸或是定位銷。</p><p>　　工件內(nèi)孔以過盈配合在剛性心軸(或定位銷)上定位內(nèi)，孔定位誤差的計算比較復(fù)雜，尺寸的標(biāo)注方式不同，定位誤差計算方法也不一樣,一般有以下不同的情況：</p>

70、<p>　?。?）工件內(nèi)孔以過盈配合在剛性心軸(或定位銷)上定位</p><p>　　1) 過盈配合，孔與軸無間隙，孔與軸（銷）的同軸度誤差等于零，即△jw =0</p><p>　　2) 孔中心線作定位基準(zhǔn)，在心軸上定位，△jb=0 ，所以△dw = 0</p><p>　　3）過盈配合時，孔在心軸上定位的定心精度是最高的。</p>&

71、lt;p>　?。?）工件內(nèi)孔以間隙配合在剛性心軸（或銷）上定位</p><p>　　1）心軸與內(nèi)孔單邊接觸（心軸水平放置）</p><p>　　由于工件自重，工件內(nèi)孔的上母線始終與心軸上母線接觸，由于孔中心定位，△jb=0，設(shè)定位心軸（銷）直徑d1、工件外徑d、工件內(nèi)孔D</p><p>　　圖4-4 心軸水平放置</p><p>　　

72、△dw=△jw=o1o2=o1 P-o2P= (Dmax-d1min)/2</p><p>　　=(D+△D)/2-(d1-△d1)/2</p><p>　　=△S/2+△D/2+△d1/2</p><p>　　=(△S+△D+ △ d1)/2</p><p>　　2）心軸與內(nèi)孔雙邊接觸（心軸垂直放置）</p><p>

73、;　　同樣以孔中心定位△jb=0</p><p>　　△dw = △jw </p><p>　　= Dmax-d1min=(D+△D)-(d1-△d1)</p><p>　　=△S+△D+△d1</p><p>　　定位誤差為單邊接觸定位誤差的兩倍</p><p><b>　　圖4-5 工件</b>

74、;</p><p><b>　　例如：</b></p><p>　　圖5定位銷水平放置，工件裝到定位銷中后，由于自重作用，工件定位孔與心軸上母線接觸，孔軸線位于心軸軸線的下方，由于定位副制造不準(zhǔn)確引起的定位誤差</p><p>　　Δab=1/2（Dmax-dmin）</p><p>　　由于 Dmax=Dmin+TD

75、 </p><p>　　dmin=dmax-Td</p><p>　　所以Δab=1/2【Dmin+TD -（dmax-Td）】</p><p>　　=1/2（TD+Td+Δs）</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　Dmin——定位孔的最小直徑（mm）；<

76、/p><p>　　TD ——定位孔的公差（mm）；</p><p>　　Dmax—定位銷的最大直徑（mm）；</p><p>　　Td—定位銷的公差（mm）；</p><p>　　Δs—定位孔與定位銷間最小配合間隙（mm），Δs=Dmin-dmax。</p><p>　　定位孔的直徑D=8mm</p><

77、;p>　　定位銷的直徑d=8mm</p><p>　　則TD=Dmax-Dmin=0.025-0=0.025</p><p>　　Td=dmax-dmin=-0.0098-（-0.0265）=0.0167</p><p>　　Δs=0-（-0.0098）=0.0098</p><p>　　所以Δab=1/2（0.025+0.0167+0

78、.0098）</p><p><b>　　=0.0515</b></p><p>　　定位誤差Δab=0.0515，對于工序尺寸（Φ10±0.08）mm而言，由公式（4-1）可知，定位誤差小于該工序尺寸制造誤差0.16的1/3，證明上述定位方案可行。</p><p>　　4.4 工件在夾具中的夾緊</p><p&g

79、t;　　4.4.1 工件的夾緊</p><p>　　1、夾緊裝置的組成：（兩個部分組成）</p><p>　　（1）動力源：手動夾緊：人力提供動力源</p><p>　　機動夾緊：以氣動、液動、電動等提供動力源。</p><p>　?。?）夾緊機構(gòu)：是接受和傳遞作用力的機構(gòu)，包括中間遞力機構(gòu)和夾緊元件中間遞力機構(gòu)的作用：a、改變夾緊力方向；b

80、、改變夾緊力大小；c 、提供自鎖功能。</p><p>　　2、夾緊裝置的設(shè)計要求</p><p>　　1、夾緊力不應(yīng)破壞定位；</p><p>　　2、足以抵抗加工中的各種力和振動；</p><p>　　3、工件不應(yīng)發(fā)生過度變形；</p><p>　　4、有足夠的夾緊行程；</p><p>&

81、lt;b>　　5、具有自鎖性；</b></p><p>　　6、結(jié)構(gòu)簡單、易于操作。</p><p>　　4.4.2 夾緊力的確定 </p><p>　　1、夾緊力的方向的選擇</p><p>　?。?）夾緊力的方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面，主要定位基準(zhǔn)面面積大、精度高、限制不定度數(shù)目多，二者垂直，有利于準(zhǔn)確定位。如圖4-8&

82、lt;/p><p>　　圖4-8 夾緊力方向?qū)︾M孔位置精度的影響 </p><p>　　夾緊力的方向與工件剛度最大的方向一致減小夾緊力，以減小工件的夾緊變形。如圖4-9</p><p>　　圖4-9 夾緊力方向與工件剛度最大的方向一致</p><p>　　夾緊力作用方向應(yīng)盡量與工件的切削力、重力等的作用方向一致，可以減小所需夾緊力值。如圖4-1

83、0</p><p>　　圖4-10 夾緊力方向盡量與作用力方向一致</p><p>　　2、夾緊力作用點的選擇</p><p>　?。?）夾緊力的作用點應(yīng)位于工件剛性較好的部位，若夾緊力的作用點位置工件剛性較大，工件變形??；若夾緊力作用點位置工件剛性小，工件變形大。即夾緊力應(yīng)作用在工件剛度最大的部位。如圖4-11</p><p>　　圖4-

84、11 夾緊力作用的部位</p><p>　　夾緊力的作用點應(yīng)正對定位元件或位于定位元件所形成的支撐面內(nèi)，若夾緊力的作用點不正對定位元件，容易是定位元件發(fā)生翻轉(zhuǎn)，從而破壞了工件的定位位置。如圖4-12</p><p>　　圖4-12 夾緊力的穩(wěn)定性</p><p>　　夾緊力作用點應(yīng)盡量靠近加工表面，使夾緊穩(wěn)固可靠。如圖4-13</p><p&

85、gt;　　圖4-13 夾緊力的作用位置</p><p>　　3、夾緊力的大小的選擇</p><p>　?。?）設(shè)計夾具，估算夾緊力是一件十分重要的工作。夾緊力過大會增大工件的夾緊變形，還會無謂地增大夾緊裝置，造成浪費；夾緊力過小工件夾不緊，加工中工件的定位位置將被破壞，而且容易引發(fā)安全事故。</p><p>　　在確定夾緊力時，可將夾具和工件看成一個整體，將作用在

86、工件上的切削力、夾緊力、重力和慣性力等，根據(jù)靜力平衡原理列出靜力平衡方程式，即可求的夾緊力。夾緊力太小，不足以抵抗加工中的各種力；夾緊力太大，易造成工件、夾具的較大變形。實際夾緊力W0一般為理論夾緊力W乘以安全系</p><p><b>　　數(shù)K，即：</b></p><p><b>　　W0 =KW</b></p><p&g

87、t;　　一般安全系數(shù) K=1.5~3</p><p>　　粗加工 K=2.5~3</p><p>　　精加工 K=1.5~2</p><p>　　加工過程中切削力的作用點、方向和大小可能都在變化，估算夾緊力時應(yīng)按最不利的情況考慮。</p><p>　?。?）鉆床鉆孔時切削力分析</p><p>　　切削力的來源

88、，切削合力及其分解，切削功率 </p><p>　　研究切削力，對進一步弄清切削機理，對計算功率消耗，對刀具、機床、夾具的設(shè)計，對制定合理的切削用量，優(yōu)化刀具幾何參數(shù)等，都具有非常重要的意義。金屬切削時，刀具切入工件，使被加工材料發(fā)生變形并成為切屑所需的力，稱為切削力。切削力來源于三個方面： </p><p>　　克服被加工材料對彈性變形的抗力； </p><p>

89、　　克服被加工材料對塑性變形的抗力； </p><p>　　克服切屑對前刀面的摩擦力和刀具后刀面對過渡表面與已加工表面之間的摩擦力。</p><p><b>　　切削力的來源</b></p><p>　　上述各力的總和形成作用在刀具上的合力Fr(國標(biāo)為F)。為了實際應(yīng)用，F(xiàn)r可分解為相互垂直的Fx(國標(biāo)為Ff)、Fy(國標(biāo)為Fp)和Fz(國標(biāo)為

90、Fc)三個分力。在車削時： </p><p>　　Fz——切削力或切向力。它切于過渡表面并與基面垂直。Fz是計算車刀強度，設(shè)計機床零件，確定機床功率所必需的。 </p><p>　　Fx——進給力、軸向力或走刀力。它是處于基面內(nèi)并與工件軸線平行與走刀方向相反的力。Fx是設(shè)計走刀機構(gòu)，計算車刀進給功率所必需的。 </p><p>　　Fy——切深抗力、或背向力、徑向力

91、、吃刀力。它是處于基面內(nèi)并與工件軸線垂直的力。Fy用來確定與工件加工精度有關(guān)的工件撓度，計算機床零件和車刀強度。它與工件在切削過程中產(chǎn)生的振動有關(guān)。</p><p>　　圖 4-14 工件受力圖</p><p>　　例如圖4-14所示鉆孔工序中，G為工件自重，F(xiàn)為夾緊力。F1、F2分別為主切削力和進給力。已知L=21mm，L2=40mm，L1=54mm，L3=7mm， F1=800N，F(xiàn)

92、2=200N，G=100N。問需施加多大夾緊力才能保證加工正常進行？（F1=Fz，F(xiàn)2=Fx,）</p><p>　　解 根據(jù)靜力平衡原理 可列出作用在工件上所有作用力的靜力平衡方程式</p><p>　　F1L-[GL2+FL3+F（2L2-L3）-F2L2]=0</p><p>　　從夾緊性的可靠性考慮，在刀具切削到終點時，屬于最不利的情況。將有關(guān)已知

93、條件代入上式，即可求得夾緊力F= 318.4N；取安全系數(shù)K=3，最后求得需施加的夾緊力F=955.2N。</p><p>　　夾具設(shè)計中，夾緊力大小并非在所有情況下都需要計算。在手動夾緊裝置中，常根據(jù)經(jīng)驗或類比法確定所需的夾緊力。</p><p>　　第5章 CATIA設(shè)計系統(tǒng)</p><p>　　5.1 CATIA簡介</p><p>

94、　　CATIA是英文 Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application 的縮寫。是世界上一種主流的CAD/CAE/CAM 一體化軟件。在70年代Dassault Aviation成為了第一個用戶，CATIA 也應(yīng)運而生。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

95、。V4版本應(yīng)用于UNIX 平臺，V5版本應(yīng)用于UNIX和Windows兩種平臺。V5版本的開發(fā)開始于1994年。為了使軟件能夠易學(xué)易用，Dassault System于94年開始重新開發(fā)全新的CATIA V5版本，新的V5版本界面更加友好，功能也日趨強大，并且開創(chuàng)了CAD/CAE/CAM 軟件的一種全新風(fēng)格，法國 Dassault Aviation 是世界著名的航空航天企業(yè)。其產(chǎn)品以幻影2000和陣風(fēng)戰(zhàn)斗機最為著名。CATIA的產(chǎn)品開發(fā)

96、商Dassault System 成立于1981年。而如今其在CAD/CAE/CAM 以及PDM 領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)地位，已得到世</p><p>　　CATIA是法國Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一體化軟件，居世界CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、造船、機械制造、電子\電器、消費品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計與制造領(lǐng)域，其特有的DMU電子樣機模

97、塊功能及混合建模技術(shù)更是推動著企業(yè)競爭力和生產(chǎn)力的提高。CATIA 提供方便的解決方案，迎合所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中、小型企業(yè)需要。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。在世界上有超過13,000的用戶選擇了CATIA。CATIA 源于航空航天業(yè)，但其強大的功能以得到各行業(yè)的認(rèn)可，在歐洲汽車業(yè)，已成為事實上的標(biāo)準(zhǔn)。CATIA 的著名用戶包括波音、克萊斯勒、寶馬、奔馳等一大批知名企業(yè)。其用戶群體

98、在世界制造業(yè)中具有舉足輕重的地位。波音飛機公司使用CATIA完成了整個波音777的電子裝配，創(chuàng)造了業(yè)界的一個奇跡，從而也確定了CATIA 在CAD/CAE/CAM 行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。</p><p>　　5.2 CATIA界面介紹</p><p>　　本課題選用CATIA V5作為本次設(shè)計開發(fā)的平臺。</p><p>　　CATIA V5是IBM/DS基于Windo

99、ws NT/2000操作系統(tǒng)上開發(fā)的高端的CAD/CAM軟件，它涵蓋了產(chǎn)品開發(fā)的全過程，提供了完善無縫的集成環(huán)境，CATIA V5之前的版本CATIA V4是基于UNIX系統(tǒng)開發(fā)的，隨著NT操作系統(tǒng)的普及，以及個人計算機性能不斷地提高、成本不斷地下降，許多高端的CAD/CAM軟件紛紛從UNIX移植到Windows NT平臺。IBM/DS在充分了解客戶的需求，并積累了大量客戶的應(yīng)用經(jīng)驗后，決定開發(fā)新一代基于NT平臺的CATIA即CATIA

100、 V5。</p><p>　　5.2.2 CATIA的工作界面</p><p>　　CATIA采用了標(biāo)準(zhǔn)的Windows工作界面，雖然擁有幾十個模塊，但其工作界面的風(fēng)格是一致的，如下圖。二維作圖或三維建模的區(qū)域位于屏幕的中央，周邊是工具欄，頂部是菜單條，底部是狀態(tài)欄。如圖5-1 </p><p>　　圖5-1 CATIA的工作界面</p><p&

101、gt;　　5.3 CATIA V5的設(shè)計思路</p><p>　　1.零件三維模型的建立</p><p>　　要建立起零件的三維模型，首先要根據(jù)零件的具體結(jié)構(gòu)勾畫出零件的草圖，一般來說這些草圖是由點、線或者面組合而成的單一、封閉的圖形。根據(jù)這些草圖進行特征的設(shè)計如拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、掃面、倒角、抽殼、拔模等，形成所需的零件的三維模型。</p><p>　　2.裝配造型

102、的建立 </p><p>　　裝配零部件首先要有裝配關(guān)系的零件嵌入到裝配環(huán)境中，按照相切、同軸、重合、平行、垂直等裝配關(guān)系將零部件之間添加裝配約束關(guān)系，限制零部件的自由度。</p><p><b>　　3.干涉檢查</b></p><p>　　檢查相互有接觸的零部件之間是否會產(chǎn)生運動干涉，軟件可自動進行檢查，在系統(tǒng)提示了檢查結(jié)果后，要對干涉的

103、零件進行尺寸或者位置的修改。</p><p>　　4.裝配體的運動仿真</p><p>　　根據(jù)裝配體實際的運動狀態(tài)，設(shè)置有運動關(guān)系的零部件之間的相對運動狀態(tài)，用來檢查零部件之間的位置約束和相對運動關(guān)系的正確性，并簡單明了的進行仿真運動，是運動件的運動軌跡在裝配體中的顯示。</p><p>　　5.二維工程圖的設(shè)計</p><p>　　可以由

104、三維視圖直接生成，在二維工程圖上可以加注尺寸和技術(shù)要求生成工程圖樣，使三維實體轉(zhuǎn)換成工程圖紙。</p><p><b>　　5.4 三維裝配</b></p><p>　　裝配設(shè)計過程所涉及的對象是立體的工業(yè)產(chǎn)品。裝配設(shè)計的優(yōu)劣，對于縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高設(shè)計質(zhì)量，降低裝配成本有著顯著的影響。對處于設(shè)計階段的工業(yè)產(chǎn)品，比較直觀的評判是在計算機上仿真產(chǎn)品的實際裝配過程，

105、實現(xiàn)由可視化方式展開并改進產(chǎn)品性能的目的。CATIA V5所提供的裝配模式就是通過零件間的裝配關(guān)系來生成裝配體，還能管理裝配過程中的一些裝配文件，并在裝配體生成之后可以進行裝配體中零件間的干涉檢查、裝配體的分解，可以手動或者自動生成爆炸圖，以使觀眾對裝配體的零件組成有一個宏觀上總體的把握；還可以定義裝配體各部件的分解動畫和總體分解動畫。可以采用自底向上、自頂向下的裝配方法進行。在實際的裝配體設(shè)計里，通常會混合使用自頂向下的裝配體設(shè)計和自

106、底向上的裝配體設(shè)計方式。</p><p>　　在完成組合夾具的零件建模后，就可以進行裝配了。可直接用CATIA V5中的重合、對齊、平行、距離、相切、同心等命令將所有零件模型按要求裝配在一起即可。</p><p>　　第6章 孔槽系組合夾具</p><p>　　6.1 零件的結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　零件的材料為Q235，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝

107、簡單，主要銑工件上Φ10mmH7的孔（如圖6-1）。工件以8H7mm孔為定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)6點定位，用定位銷限制工件的轉(zhuǎn)動自由度。通過螺旋平板夾緊工件。夾具的定位裝置均安裝在由長方形基礎(chǔ)版所組成的彎板上。該夾具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。</p><p><b>　　圖6-1 工件圖</b></p><p>　　6.2 工藝規(guī)程設(shè)計</p><p>　　零

108、件材料為Q235。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄造毛坯。</p><p>　　基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理是加工質(zhì)質(zhì)量</p><p>　　得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批量報廢，使生產(chǎn)無法正常運行。</p><p>　　1.粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件

109、而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對于若干個不加工的表面的工件，則應(yīng)該與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，選取側(cè)面和上面限制自由度以達到完全定位。</p><p>　　2.精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，在這以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。</p><p>　　制定工藝路線得出發(fā)點，應(yīng)是使零件

110、的的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以</p><p>　　組合夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。</p><p>　　一個好的結(jié)構(gòu)不但要達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便與加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。而

111、設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，設(shè)計者要考慮加工工藝，鞏工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計的要求[13]。</p><p><b>　　工藝路線：</b></p><p>　　1.先粗銑上端面，再精銑上端面；</p><p>　　2.粗銑Φ10mmH7的孔，再精銑Φ10mmH7的孔；</p><p><b>　　3.檢驗

112、</b></p><p><b>　　4.入庫</b></p><p>　　由于本工件簡單容易加工，故采用上邊的工藝路線便可完成加工，而且效率很高</p><p><b>　　6. 3 夾具設(shè)計</b></p><p>　　6.3.1 設(shè)計夾具體的基本要求</p><

113、p>　　夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機構(gòu)、裝置連接成一個整體，而且還要考慮工件裝卸的方便[4]。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設(shè)計夾具體時應(yīng)滿足以下基本要求: </p><p>　　1.結(jié)構(gòu)簡單、輕便，在保證強度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡單緊湊，體積小、質(zhì)量輕和便于工件裝卸。</p><p>　　2.結(jié)