阀堵工艺工装设计及CADCAM.doc
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1、摘 要本毕业设计题目是阀堵工艺工装设计及CAD/CAM,来自岫岩机械有限公司。公司专门从事国外机加工生产,主要的加工对象是阀体类零件,在精密铸造方面也有着他们自己的先进技术。分析零件特点拟订合理的工艺规程,依据工艺规程设计,选择机床和设计合理的夹具。设计内容:利用Pro/engineer的零件模块建造实体模型;利用CAXA电子图版绘制零件的工艺规程表和夹具设计图;利用MasterCAM模拟上表面各槽的加工路线和生成数控代码,利用CIMCO Edit对生成的数控代码进行仿真。设计难点:在零件的工艺规程设计中,零件下表面粗糙度要求较高,通过精磨可以达到要求。零件中心孔的粗糙度要求也较高,通过磨销即
2、可达到要求。零件上表面0.38深圆槽较难加工,在加工中心用的专用铣刀完成。零件下表面4.83宽圆槽也比较难加工,利用加工中心完成。关键词:模具;夹具;模拟制造;实体造型AbstractThe subject of this design is designing the assembly and craft of valve base. It also relate to CAD/CAM. This subject task comes from Xiuyan Machinery CO.LTD which works in machining production for abroad. It
3、s main machining objects are parts like types of valve base. It has advanced technology in investment casting.The feature of the parts is analyzed so as to plan the reasonable process and select the corresponding machine and inspection.Content of design: The parts module of the Pro/engineer is used
4、to build the work piece. CAXA electric plate is used to draw the accessorys stipulation chart of technic and design of jig. MasterCAM is used to simulate the processing route of every trough of above surface and turn into the numerical control code. CIMCO Edit is used to carry on simulation to the n
5、umerical control code produced.Difficulties in design: In the simulation design of technic, low roughness is requested for the accessorys undersurface which can be achieved by carefully grinding. The roughness of the core bore should also be low, and it can be realized by grinding too. On the compon
6、ents the superficial 0.38 deep circular slot are difficult to process, and a special-purpose milling cutter is used in the machining center. The components undersurface 4.83 wide circular slots are also quite difficult to process, and it can be completed using the machining center.Key words:mould;ji
7、g;simulating manufacturing;physical model目 录第1章 绪 论11.1 模具工业的概况11.2 我国模具工业现状11.3 我国模具工业的发展方向31.4 模具CAD/CAE/CAM发展概况及趋势3第2章 零件的三维造型62.1 零件的结构特征分析62.2 零件的三维造型过程62.3 零件三维造型的心得62.4 零件三维造型图片7第3章 阀座体的机械加工工艺规程设计83.1 阀座体工艺规程设计83.1.1 零件的结构工艺性分析83.1.2 计算生产纲领,确定生产类型83.1.3 毛坯种类及其制造方法的确定93.2 工艺路线的拟订93.2.1 定位基准的选择
8、93.2.2 制定工艺路线93.2.3 选择加工设备及工艺装备113.3 切削用量和工时定额的确定113.3.1 基本计算公式的引用113.3.2各道工序的设计123.4 工艺合理性分析433.5 填写工艺卡片43第4章 机床专用夹具的设计444.1 机床专用夹具设计的基本要求444.2 钻床夹具的设计454.2.1 确定夹具类型454.2.2 拟定定位方案和选择定位元件454.2.3 夹具的整体结构设计454.2.4 夹紧力的分析454.2.5 夹具的使用说明464.3 钻床夹具的设计464.3.1 确定夹具类型464.3.2 拟定定位方案和选择定位元件464.3.3 夹具结构的整体设计46
9、4.3.4 夹紧力的分析464.3.5 夹具的使用说明474.4 钻床夹具的设计474.4.1 确定夹具类型474.4.2 拟定定位方案和选择定位元件474.4.3 夹具结构的整体设计474.4.4 夹紧力的分析474.4.5 夹具的使用说明474.5 钻床夹具的设计484.5.1 确定夹具类型484.5.2 拟定定位方案和选择定位元件484.5.3 夹具结构的整体设计484.5.4 夹紧力的分析484.5.5 夹具的使用说明484.6 立铣加工中心夹具的设计494.6.1 确定夹具类型494.6.2 拟定定位方案和选择定位元件494.6.3 夹具结构的整体设计494.6.4 夹紧力的分析49
10、4.6.5 夹具的使用说明494.7 立铣加工中心夹具的设计504.7.1 确定夹具类型504.7.2 拟定定位方案和选择定位元件504.7.3 夹具结构的整体设计504.7.4 夹紧力的分析504.7.5 夹具的使用说明50第5章 零件复杂表面的CAM设计515.1 计算机辅助制造(CAM)的介绍515.2 零件复杂表面CAM的设计过程515.3 MasterCAM加工仿真图片525.4 CIMCO Edit刀具轨迹模拟图片52第6章 结 论53参考文献54致 谢55附录1钻床夹具装配图56附录2钻床夹具装配图57附录3钻床夹具装配图58附录4钻床夹具装配图59附录5立式加工中心夹具装配图6
11、0附录6立式加工中心夹具装配图61附录7英文资料及中文翻译62第1章 绪 论1.1 模具工业的概况模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备之一。作为工业基础,模具的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用,在国际上被称为“工业之母” ,对国民经济发展起着不容质疑的作用。模具工业是制造业中的一项基础产业,是技术成果转化的基础,同时本身又是高新技术产业的重要领域,在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业” ;美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石” ;德国则认为是所有工业中的“关键工业” ;日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力” ,同时也是“整个
12、工业发展的秘密” ,是“进入富裕社会的原动力” 。日本模具产业年产值达到13000亿日元,远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今,世界模具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业。在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其它各类模具约占11%。在我国,随着国民经济的高速发展,模具工业的发展也十分迅速。1999年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为330亿元,今后几年仍将以每年10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%的增幅。汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。1999年,国内汽车年产量为183
13、万辆,保有量为1500万辆,预计到2005年汽车年产量将达600万辆。仅汽车行业就将需要各种塑料件36万吨,而目前的生产能力仅为20多万吨,因此发展空间十分广阔。家用电器,如彩电、冰箱、洗衣机、空调等,在国内的市场很大。目前,我国的彩电的年产量已超过3200万台,电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了100万台。家用电器行业的飞速发展使之对模具的需求量极大。到2010年,在建筑与建材行业方面,塑料门窗的普及率为30%,塑料管的普及率将达到50%,这些都会大大增加对模具的需求量。其它发展较快的行业,如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求,都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。1.2
14、我国模具工业现状我国模具工业起步晚、底子薄,与工业发达国家相比有很大的差距,但在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下,我国模具工业发展迅速。据统计,我国现有模具生产厂近2万家,从业人员约50万人,“九五”期间的年增长率为13%,2000年总产值为270亿元,占世界总量的5%。但从总体上看,自产自用占主导地位,商品化模具仅为1/3左右,国内模具生产仍供不应求,特别是精密、大型、复杂、长寿命模具,仍主要依赖进口。目前,就整个模具市场来看,进口模具约占市场总量的20%左右,其中,中高档模具进口比例达40%以上。因此,近年来我国模具发展的重点放在精密、大型、复杂、长寿命模具上,并取
15、得了可喜的成绩,模具进口逐渐下降,模具技术和水平也有长足的进步。近年来,模具行业结构调整和体制改革步伐加快,主要表现为:大型精密、复杂、长寿命等中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品;塑料模和压铸模比例增大;专业模具厂数量增加较快,其能力提高显著;“三资”及私营企业发展迅速,尤其是“三资”企业目前已成为行业的主力军;股份制改造步伐加快等等。从地区分布来说,以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江,这2个省的模具产值已占全国总量的六成以上。江苏、上海、山东、安徽等地目前发展态势也很好。我国模具年生
16、产总量虽然已位居世界第三,但设计制造水平在总体上要比工业发达国家落后许多,其差距主要表现在下列六方面:(1)国内自配率不足80,中低档模具供过于求,中高档模具自配率不足60。(2)企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理。(3)模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多,而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。(4)开发能力弱,经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例较低,水平也较低,不重视产品开发,在市场中常处于被动地位。(5)模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。(6)与国际先进水平相比,模具企业的管理落后更甚于技术落后。纵观发达国家对模具工业的认识与重视,我们感受
17、到制造理念陈旧则是我国模具工业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低,决定着产品的质量、效益和新产品开发能力,它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此,模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品,现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分,是国民经济的装备产业,其技术、资金与劳动相对密集。提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准件是模具基础,其大量应用可缩短模具设计制造周期,同时也显著提高模具的制造精度和使用性能,大大地提高模具质量。 早在1989年,在国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中,模具被列为机械工业技术改造序列的首位。1997年以来,又相继把模具及其加工技术和
18、设备列入当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准,从1997年开始对部分模具企业实行了增值税返还70%的优惠政策。所有这些国家对模具工业采取的优惠政策也将对其发展提供有力支持。在科技发展中,人是第一因素,因此我们要特别注重对知识的更新与学习,实现产、学、研相结合,培养更多的模具人才,搞好技术创新,提高模具设计制造水平。在制造中积极采用多媒体与虚拟现实技术,逐步走向网络化、智能化环境,实现模具企业的敏捷制造、动态联盟与系统集成。我国模具工业一个完全信息化的、充满着朝气和希望而又实实在在的新时代即将到来。1.3 我国模具工业的发展方向在信息社会和经济全球化不断
19、发展的进程中,模具行业发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展,技术含量不断提高,模具生产向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面发展;模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。模具技术的发展趋势主要是:CAD、CAM、CAE的广泛应用及其软件的不断先进和CADCAMCAE技术的进一步集成化、一体化、智能化;PDM(产品数据管理)、CAPP(计算机辅助工艺设计管理)、KBE(基于知识工程)、ERP(企业资源管理)、MIS(模具制造管理信息系统)及Internet平台等信息网络技术的不断发展和应用;高速、高精加工技术的发展与
20、应用;超精加工、复合加工、先进表面加工和处理技术的发展与应用;快速成型与快速制模(RPRT)技术的发展与应用;热流道技术、精密测量及高速扫描技术、逆向工程及并行工程的发展与应用; 模具标准化及模具标准件的发展及进一步推广应用;优质模具材料的研制及正确选用;模具自动加工系统的研制与应用;虚拟技术和纳米技术等的逐步应用。1.4 模具CAD/CAE/CAM发展概况及趋势计算机辅助设计(CAD)是当代计算机应用的一个重要领域。随着计算机硬件和软件技术水平的迅速提高,CAD技术及其应用一直处于日新月异的发展浪潮中。作为CAD技术应用的一个十分重要的方面,模具计算机辅助设计、模拟分析与制造,即模具CAD、
21、CAE和CAM也一直是国内外普遍关注的热点。三十多年来,国外模具CAD技术发展相当迅速。70年代己开始应用计算机对熔融塑料在圆盘形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。80年代初,人们成功地采用有限元法分析三维型腔内塑料熔体的流动过程,使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验,在模具制造前对设计方案进行评价和修改,以减少试模时间,提高模具质量。近十年来,注射模CAD技术在不断进行理论和实验研究的同时,十分注意向实用化阶段发展,一些高水平的商品软件逐步推出,并在推广和实际使用中不断改进、提高和完善。比较有代表性的软件系统有:澳大利亚Moldflow PTY公司的Moldflow系统该系统具有
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