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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。设计的重点是选定零件翻转式钻床夹具，通过CATIA三维实体设计软件对翻转式钻床夹具进行绘制设计，然后将各零件进行装配，最后生成动画，完成顶帖座的设计，以及利用CAXA制造工程师对夹具进行虚拟制造。因此本文要全面的多方位的介绍CATIA三维实体设计和CAXA制造工程师软件，并详细的记录CATIA三维实体设计软件对各个零件的设计与绘制的过程，还要展示CATIA三维实体设计软件对各个零件进行的最后的动画的虚拟装配过程，还要展示CAXA制造工程师对夹具的虚拟制造。另外对于为何选择CATIA三维实体设计软件来进行设计，而不选择其他类似的绘图软件精心设计进行必要的说明和简单的对比。之后形成完整的设计。翻转式钻床夹具设计与虚拟制造是本设计的重中之重，而翻转式钻长夹具的虚拟制造又是另一重点。关键词：翻转式钻床，CATIA，CAXA制造工程师，虚拟设计制造，夹具2AbstractThispapermainlyintroducesthetiltingdrillingfixturedesignandvirtualmanufacturing.ThroughtheCATIAsoftwareCAXAandmanufacturingengineerstotiltingdrillingfixturedesignandvirtualmanufacturing.Thefocalpointofdesignisselectedpartsoftiltingdrillingfixture,throughtheCATIAsoftwaredesignofthree-dimensionaltiltingdrillingfixturedesign,andthendrawthepartassembly,finallycompleted,DingTiegeneratedanimationdesign,andthemovementbyusingCAXAmanufacturingengineerstofixtureonvirtualmanufacturing.Thispaperintroducesthemultidimensionalshouldfully3dentityCATIAsoftwareCAXAdesignandmanufacturingengineers,anddetailedrecordsofCATIAsoftwaredesignofeachpartofthedesignanddrawingprocessanddisplayCATIAsoftwaretodesignvariouspartsofthevirtualassemblyprocess,theanimationwilldisplaymanufacturingengineerstofixtureofCAXAvirtualmanufacturing.AnotherchoiceforwhyCATIAsoftwaretodesignandchoosenottocarryonthedesign,andothersimilardrawingsoftwaredesignedtoexplainandsimplecontrast.Afterformingacompletedesign.Tiltingdrillingfixturedesignandthedesignofvirtualmanufacturingisthepriorityandtiltingdrilllongfixtureofvirtualmanufacturingisanotherkey.Keywords:Tiltingdrillingmachine，CATIA，CAXAmanufacturingengineers，Virtualdesignmanufacture，Fixture1目录引言1：机床夹具的发展概括2：钻床夹具的概括第一章：设计任务第二章：翻转式钻床夹具的总体设计1：翻转式钻床夹具的设计2：夹具的工作原理与结构设计3：夹具的使用方法4：夹具与翻转式钻床的固定第三章：翻转式钻床夹具零件的具体设计1：夹具零件的设计2：夹具体的设计3.2.1夹具体机构分析设计3.2.2夹具体的制造3.2.3夹具体的固定3：定位销的设计3.3.1定位销的设计3.3.2定位销加工时的问题及解决方法4：钻模板以及钻套的设计3.4.1钻模板的设计3.4.2钻套的设计3.4.3钻模板与夹具的连接固定第四章：夹具的二维视图第五章：翻转式钻床夹具的三维设计1：翻转式钻床夹具的零件三维视图2：翻转式钻床夹具装配图的设计描述3:CATIA设计零件的实例4翻转式钻床夹具的装配第六章：翻转式钻床夹具零件的制造1：制造工程师实体及毛胚的确定2：刀具轨迹的拾取3：轨迹仿真和加工代码的生成第七章：计算机辅助设计/计算机辅助制造的概括1：CAD/CAM技术发展2：CATIAV5软件特点3：AutoCAD软件的特点4：CAXA制造工程师的特点5：虚拟设计6：虚拟制造7：CATIAV5、AutoCAD、CAXA软件工程师及虚拟设计制造的研究的目的、意义及国内外发概况第八章：CATIA软件的简介21：CATIA软件的发展2：CATIA软件基本操作界面第九章：CAXA制造工程师简介1:CAXA制造工程师的发展2:CAXA制造工程师的安装与基本界面3:CAXA制造工程师的加工概述4：利用CAXA制造工程师CAD/CAM系统进行自动编程的基本步骤9.4.1加工工艺的确定9.4.2加工模型建9.4.3刀具轨迹生成9.4.4后置代码生9.4.5加工代码输出1引言1：机床夹具的发展概括机床夹具的现状：国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20％左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（fms）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2）能装夹一组具有相似性特征的工件；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度。现代机床夹具的发展方向：现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。（1）标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：gb/t2148~t2259－91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。（2）高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。（3）精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1'；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5μm。（4）柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、2工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。2：钻床夹具的概括钻床夹具的特点1）保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，合适的尺寸，公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。2）提高生产效率专业夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应，应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的高效夹紧装置，以缩短辅助时间，以提高生产效率。3）工艺性好专用夹具的结构简单，合理，便于加工，装配，检验和维修。专用夹具的生产属于批量生产4）使用性好专用夹具的操作应简单，省力，安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑机构。5）经济型好除考虑专用夹具本身结构简单，标准化程度高，成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。钻床夹具的设计要点1、钻套钻套的作用是确定钻头，铰刀等刀具的轴线位置，防止刀具在加工过程中发生偏斜。根据使用二点，钻套可分为固定式，可换式，快换式等多种结构形式（1）固定钻套固定钻套直接被压在钻模板上，其位置精度要求较高，但磨损后不易更换，钻模板较薄时，为使钻套具有足够的引导长度，赢采用有肩钻套。（2）可换钻套在成批生产、大量生产中，为便于更换钻套，采用可换钻套（3）快换钻套在工件的一次装夹中，若顺序进行钻孔、扩孔、铰孔或攻丝等多个工步加工，需要不同孔径的钻套来引导刀具，此时应使用快换钻套。更换钻套时，只需逆时针转动钻套使削边平面转至螺钉位置，即可向上快速取出钻套。（4）专用钻套在一些特殊场合，可以根据具体要求自行设计钻套2、钻模板常见的钻模板有固定式、铰链式、可卸式、悬挂式等四种结构形式（1）固定式钻模板固定式钻模板与夹具是固定连接的可以与夹具体做成一体，也可3以用螺钉将它与夹具体相连接。采用这种钻模板钻孔，位置精确度较高。（2）铰链式钻模板铰链式钻模板与夹具体通过铰链连接。1.翻转。装卸工件时，将钻模板往上翻；加工时将钻模板往下翻，并用菱形夹紧螺钉。2.固紧。采用铰链式钻模板，工件可以在夹具上方装入，装卸工件方便；但翻转钻模板费工费时，效率较低，且钻模板位置精度受铰链间隙影响，钻孔位置精度不高；它主要用于生产规模不大、钻孔精度要求不高的场合。（3）悬挂式钻模板悬挂式钻模板是与机床主轴箱连接的，悬挂式钻模板通常用在多轴传动头加工平行孔系时采用，生产效率高，适于在大批量生产中应用。确定各表面加工方案在选择各表面的及孔的加工方法时，需综合考虑以下因素（1）要考虑各表面的精度和质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工（2）根据生产类型来选择，在大批量生产中可使用专用的高效率的设备；在单件小批量生产中则使用常用设备和一般加工方法。（3）要考虑被加工材料的性质（4）要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有的加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。（5）此外，还要考虑一些其他因素，如加工表面的物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等4第一章：设计任务本任务主要是设计翻转式钻床杠杆臂的夹具，对杠杆臂进行相互垂直两空的加工，要对杠杆臂进行固定定位，提高加工精度。杠杆臂专用夹具设计，方便加工以及装卸，提高工作效率。被加工零件的分析:杠杆壁（如图1.1所示），杠杆臂左右两端底面作为与夹具接触定位固定的面（如图1.1所示），在杠杆上钻的两个相互垂直的Φ10mm、Φ13mm的孔（如图1.1所示）。图1.1被加工零件杠杆臂及需要加工的孔杠杆臂在安装到夹具上时应对左右两端底面进行定位固定，因不同零件左右两端底面垂直距