某旋鈕開關(guān)凸模的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

PAGEII某旋鈕開關(guān)凸模的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)摘要本課題是對(duì)某旋鈕開關(guān)凸模的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)理論結(jié)合實(shí)踐的綜合性環(huán)節(jié)，旋鈕開關(guān)凸模零件進(jìn)行加工。通過運(yùn)用ug8.0軟件繪制出零件的三維圖；結(jié)合計(jì)算和繪圖，反復(fù)修改，計(jì)算和設(shè)計(jì)交替進(jìn)行，正確地確定旋鈕開關(guān)凸?？傮w設(shè)計(jì)；綜合運(yùn)用ug8.0軟件，經(jīng)過分析總結(jié)，編寫產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程說明書。通過本次課題研究，基本上掌握安裝旋鈕開關(guān)凸模設(shè)計(jì)的一般規(guī)律；通過計(jì)算、繪圖和運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等相關(guān)資料，進(jìn)行旋鈕開關(guān)凸模的全面基本技能訓(xùn)練，并熟練使用ug8.0進(jìn)行電腦繪圖，為以后從事產(chǎn)品與產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作打下一個(gè)良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。并對(duì)旋鈕開關(guān)凸模銑加工，合理運(yùn)用ug8.0加工模塊。關(guān)鍵詞:旋鈕開關(guān)凸模、ug8.0、銑加工。AbstractThispaperisacomprehensivepartofthemachiningtechnologyandfixturedesigntheoryofaknobswitchconvexdie,andtheknobswitchconvexdiepartsareprocessed.Athree-dimensionaldiagramofthepartsisdrawnusingug8.0software;Combinedwithcalculationanddrawing,repeatedmodification,calculationanddesignalternation,correctlydeterminetheknobswitchconvexmoduledesign;Comprehensiveuseofug8.0software,afteranalysisandsummary,writeproductdesignprocessmanual.Throughtheresearchofthistopic,thegenerallawofthedesignofmountingknobswitchconvexmodeisbasicallymastered;Throughthecalculation,drawinganduseoftechnicalstandards,specifications,designmanualsandotherrelevantmaterials,conductcomprehensivebasicskillstrainingforknobswitchconvexmodes,andskillfullyuseug8.0forcomputergraphics,layingagoodfoundationforfutureproductandproductdesignwork.practicefoundation.Andfortheknobswitchconvexdiemilling,reasonableuseofug8.0processingmodule.Keywords:Buttonswitchconvexmode,ug8.0,millingprocessing.PAGE1目錄摘要 IAbstract II第一章緒論 21.1課題背景 21.2課題的主要內(nèi)容 31.3課題的目的和意義 3第二章課題的研究手段 42.1課題所使用的軟件 42.2課題研究過程 4第三章旋鈕開關(guān)凸模三維建模 6第四章加工工藝 84.1零件的分析 84.2零件的工藝要求 84.3加工設(shè)備選擇 94.4刀具的選擇 104.5工裝設(shè)計(jì) 114.6工藝路線確定 124.7仿真加工 12第五章總結(jié) 18致謝 20參考文獻(xiàn) 21第一章緒論1.1課題背景數(shù)控加工技術(shù)作為現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的基礎(chǔ)，使得機(jī)械制造過程發(fā)生了顯著的變化?，F(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，無論在加工工藝、加工過程控制，還是加工設(shè)備與工藝裝備等諸多方面均有顯著不同。我們熟悉的數(shù)控機(jī)床有X、Y、Z三個(gè)直線坐標(biāo)軸，多軸指在一臺(tái)機(jī)床上至少具備第四軸。通常所說的多軸數(shù)控加工是指四軸以上的數(shù)控加工，其中具有代表性的是五軸數(shù)控加工。多軸數(shù)控加工能同時(shí)控制四個(gè)以上坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)，將數(shù)控銑、數(shù)控鏜、數(shù)控鉆等功能組合在一起，工件在一次裝夾后，可以對(duì)加工面進(jìn)行銑、鏜、鉆等多工序加工，有效地避免了由于多次安裝造成的定位誤差，能縮短生產(chǎn)周期，提高加工精度。隨著模具制造技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)加工中心的加工能力和加工效率提出了更高的要求，因此多軸數(shù)控加工技術(shù)得到了空前的發(fā)展。所謂多軸加工就是多坐標(biāo)加工，它與普通的二坐標(biāo)平面輪廓加工和點(diǎn)位加工、三坐標(biāo)曲面加工的本質(zhì)區(qū)別就是增加了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，或者說多坐標(biāo)加工時(shí)刀軸的姿態(tài)角度不再是固定不變，而是根據(jù)加工需要隨時(shí)產(chǎn)生變化。一般而言，當(dāng)數(shù)控加工增加了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以后，刀心坐標(biāo)位置計(jì)算或刀尖點(diǎn)的坐標(biāo)位置計(jì)算就會(huì)變得相對(duì)復(fù)雜。多軸加工可分為：（1）3個(gè)直線軸和1～2個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的聯(lián)動(dòng)加工，成為四軸聯(lián)動(dòng)或五軸聯(lián)動(dòng)加工；（2）1～2個(gè)直線軸和1～2個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的聯(lián)動(dòng)加工；（3）3個(gè)直線軸和3個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的聯(lián)動(dòng)加工，用作這種加工的機(jī)床稱為并聯(lián)虛軸機(jī)床；（4）刀軸呈現(xiàn)一定的姿態(tài)角不變，3個(gè)直線軸作聯(lián)動(dòng)加工，稱為多軸定向加工。多軸加工的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)1.一次裝夾完成三軸加工多次裝夾才能完成的加工內(nèi)容。如斜頂、滑塊、電極等。2.用更短的刀具伸長加工陡峭側(cè)面，提高加工的表面質(zhì)量和效率。3.直紋面或斜平面可充分利用刀具側(cè)刃和平刀底面進(jìn)行加工，加工的效率和質(zhì)量更高。4.其中五軸加工與高速加工結(jié)合，使模具加工逐步告別放電加工，并改變模具的零部件和制造工藝，大大的縮短模具制造周期的精加工的主要解決方法。1.2課題的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)題目來源于企業(yè)實(shí)踐，本課題主要是某旋鈕開關(guān)凸模的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)。通過本課題研究，旨在了解旋鈕開關(guān)凸模的加工要求，分析該零件的加工工藝，并根據(jù)要求制訂該零件的加工工藝卡、工序卡等，編制相應(yīng)的數(shù)控加工程序及數(shù)控加工仿真，完成加工該零件所需的夾具設(shè)計(jì)，以滿足數(shù)控加工要求。1.3課題的目的和意義本課題使學(xué)生將數(shù)控加工工藝分析、專用夾具設(shè)計(jì)等專業(yè)知識(shí)得到全方位的應(yīng)用與訓(xùn)練，并掌握常用的繪圖軟件、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)資料的查找和使用，掌握專用夾具設(shè)計(jì)的全過程。本課題要求學(xué)生在數(shù)控加工工藝分析、數(shù)控加工工藝程序編制及專用夾具設(shè)計(jì)方面具有較扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生在調(diào)查、研究、分析和解決工程實(shí)際問題的能力，增加感性認(rèn)識(shí)，把所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化，從而為后續(xù)步入社會(huì)后的學(xué)習(xí)和實(shí)際的生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第二章課題的研究手段2.1課題所使用的軟件⑴關(guān)于ug軟件為工業(yè)造型設(shè)計(jì)風(fēng)格，提供給那些培養(yǎng)創(chuàng)新和產(chǎn)品在工業(yè)設(shè)計(jì)和風(fēng)格的技術(shù)創(chuàng)新的巨大的UG軟件解決方案。利用UG建模，工業(yè)設(shè)計(jì)師，盡快建立和完善復(fù)雜產(chǎn)品的外觀，并利用審美觀先進(jìn)的渲染和可視化工具，最大限度地滿足設(shè)計(jì)概念。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)，UG軟件包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用模塊是世界上最強(qiáng)大，最廣泛的。隨著機(jī)械設(shè)計(jì)高性能的UG軟件和繪圖功能，提供高性能和制造設(shè)計(jì)的靈活性，復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)以滿足客戶的需求。UG優(yōu)于通用的設(shè)計(jì)工具，具有專業(yè)的管道和布線系統(tǒng)，鈑金模塊，特殊的塑料零件設(shè)計(jì)模塊和其他工業(yè)設(shè)計(jì)所需的專業(yè)應(yīng)用。在仿真中，驗(yàn)證和優(yōu)化領(lǐng)域，UG允許制造商的數(shù)字仿真，驗(yàn)證和優(yōu)化產(chǎn)品及其開發(fā)過程。通過模擬性能的數(shù)字在開發(fā)周期的早期，制造商可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少或消除昂貴和費(fèi)時(shí)的物理樣機(jī)的設(shè)計(jì)，施工，并對(duì)變化的周期依賴。在數(shù)控加工領(lǐng)域，提供了基本的框架，基于UG加工模塊連接UG加工模塊，它提供了一個(gè)類似的UG加工模塊接口，友好的圖形窗口環(huán)境，用戶可以在圖形模式觀察工具的運(yùn)動(dòng)沿和圖形的修改情況的軌跡：如刀具軌跡的延長和縮短或修改等。該模塊還提供了一般的點(diǎn)加工編程功能，可用于鉆孔，攻絲和鏜孔加工編程。接口模塊根據(jù)用戶需求靈活的用戶的變化和剪切，和標(biāo)準(zhǔn)化的工具庫的定義，加工參數(shù)模板庫進(jìn)行初步加工，半精加工操作中使用的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，減少訓(xùn)練時(shí)間的使用和加工工藝的改進(jìn)。所有的軟件模塊可以在加工過程中的實(shí)體模型直接生成，并保持與實(shí)體模型相關(guān)的。UG的后置處理模塊的處理，用戶可以很容易地建立自己的加工后置處理程序，該模塊適用于目前世界上幾乎所有的主流數(shù)控機(jī)床和加工中心，在多年的實(shí)踐中應(yīng)用模塊已被證明適用于2~5或多軸銑削加工，2~4軸車削和火花線切割。2.2課題研究過程有了前面的理論知識(shí)后，開始進(jìn)行課題研究。1）查閱文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告。2）分析零件圖（提供企業(yè)圖紙一份），并繪制零件毛坯合圖。3）工藝分析基礎(chǔ)上,編制該零件的機(jī)械加工工藝過程卡、工序卡。4）應(yīng)用UGNX之CAM模塊，完成數(shù)控加工程序編制及加工仿真。5）應(yīng)用UGNX之CAD模塊設(shè)計(jì)專用夾具，并繪制夾具裝配圖，關(guān)鍵零件圖。6）設(shè)計(jì)的夾具滿足加工要求，且結(jié)構(gòu)合理，簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)方法：1.文獻(xiàn)法：通過查閱文獻(xiàn)，查閱參考資料，《金屬加工：冷加工》、多軸加工等。2.經(jīng)驗(yàn)法：通過參考前人有關(guān)三維建模，設(shè)備選擇等，通過用XN8.0繪制關(guān)鍵零部件的圖樣，進(jìn)一步提高機(jī)械制圖繪圖及識(shí)圖能力，熟悉UG繪制零件圖的技能；通過編寫設(shè)計(jì)說明書，進(jìn)一步提高文字及語言表達(dá)能力。3.計(jì)算法：通過計(jì)算確定所有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并用相應(yīng)的軟件繪制工裝零件外觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步熟悉軟件的使用方法及屬于結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)思路及方法。第三章旋鈕開關(guān)凸模三維建模旋鈕開關(guān)的造型步驟①創(chuàng)建草圖，構(gòu)造旋鈕開關(guān)如圖3-1所示。單擊屏幕菜單欄的草圖工具，進(jìn)入草圖狀態(tài)；繪制完草圖，單擊圖標(biāo)，完成草圖創(chuàng)建。圖3-1草圖②通過拉伸特征，如圖3-2所示。單擊拉伸工具，彈出拉伸特征定義欄；并進(jìn)行對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)；最后單擊，完成拉伸特征的創(chuàng)建。圖3-2拉伸③通過拉伸特征，如圖3-3所示。單擊拉伸工具，彈出拉伸特征定義欄；并進(jìn)行對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)；最后單擊，完成拉伸特征的創(chuàng)建。圖3-3拉伸最后通過回轉(zhuǎn)、邊倒圓，最終得到圖3-4所示的旋轉(zhuǎn)開關(guān)。圖3-4旋鈕開關(guān)第四章加工工藝4.1零件的分析生產(chǎn)批量，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量很大時(shí)，模具的工作零件凸模和凹模的材料選取質(zhì)量高、耐磨性好的模具鋼。對(duì)于模具的其它工藝結(jié)構(gòu)部分和輔助結(jié)構(gòu)部分的零件材料，也要提高。在批量不大時(shí)，對(duì)材料性能的要求，以降低成本。因此適合采用加工中心加工。根據(jù)零件圖分析，要被加工的零件的加工面的表面和位置要求如下：1.加工表面包括:圓弧曲面，輪廓。2具體的尺寸公差以圖紙為準(zhǔn)。圖4-1旋鈕開關(guān)零件圖4.2零件的工藝要求一個(gè)好的工藝，應(yīng)該不僅能夠滿足設(shè)計(jì)要求，并具有良好的機(jī)械加工技術(shù)，這是可能有一個(gè)過程，并在便利的過程中，要能保證加工質(zhì)量，而勞動(dòng)過程中的最小勞動(dòng)量。與設(shè)計(jì)過程是密切相關(guān)的，也是互補(bǔ)的。設(shè)計(jì)者應(yīng)該考慮處理技術(shù)問題。技術(shù)人員應(yīng)該考慮如何保證設(shè)計(jì)要求的過程。4.3加工設(shè)備選擇加工精度在很大程度上取決于在機(jī)床上，機(jī)床必須是單件小批生產(chǎn)的合理選擇一般選擇通用機(jī)床;它被廣泛地用于中等體積專用機(jī)床，數(shù)控機(jī)床和工具的組合。在選擇機(jī)床時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）機(jī)床的加工尺寸范圍與零件外形尺寸相適應(yīng)。2）機(jī)床精度與工件精度相適應(yīng)。3）與現(xiàn)有加工條件相適應(yīng)。4）機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。此零件采用（kvc650）數(shù)控機(jī)床，具體機(jī)床參數(shù)如下Kvc650技術(shù)參數(shù)行程Unit參數(shù)X軸行程mm450Y軸行程mm650Z軸行程mm500工作臺(tái)工作臺(tái)面積mm450x1370主軸主軸轉(zhuǎn)速rpm20-6000進(jìn)給率x、y、z軸快速位移m/min15最大切削進(jìn)給速度m/min5電機(jī)主軸電機(jī)kw5.5/7.5精度定位精度mm0.005重復(fù)定位精度mm0.003圖4-2機(jī)床實(shí)際圖4.4刀具的選擇其中一個(gè)選擇的主要數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)工具，它不僅影響了加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。此外，數(shù)控機(jī)床速度1-2倍高于正常，而與傳統(tǒng)加工方法的輸出功率，數(shù)控加工要求高的工具，而不是為高精度，高強(qiáng)度，剛度和耐久性，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。隨著改善的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和材料特性，在耐用性，硬度，脆度的數(shù)控機(jī)床刀具的改進(jìn)，更換斷路器和調(diào)整等方面的性能得到了很大的提高。例如，當(dāng)前的涂層刀具，立方氮化硼刀具，陶瓷刀具和金剛石刀具可使刀具的切削速度明顯提高。然而，從如何處理的角度出發(fā)，合理選擇加工刀具類型和工藝計(jì)劃很重要。使用了大量的所需的性能，只有滿足這些訂單要求的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的真正的區(qū)別效率。在選擇用于數(shù)控機(jī)床的工具，我們應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面：1．良好的切削性能?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的高速發(fā)展，高剛度和高功率，使切削工具必須要承受高速度的能力和切削力。同時(shí)，擁有一批在切削性能和刀具壽命切削刀具必須是穩(wěn)定的，這是因?yàn)樵跀?shù)控機(jī)床為了保證加工常做的刀具使用壽命一刀或刀具壽命管理數(shù)控系統(tǒng)的質(zhì)量。2．較高的精度。隨著數(shù)控機(jī)床，柔性制造系統(tǒng)，要求實(shí)現(xiàn)快速，自動(dòng)換刀的工具的開發(fā)；由于加工零件的復(fù)雜性和精度，刀具必須具有較高的精度。工具數(shù)控機(jī)床還建議，高達(dá)5μm的一些鋼廠高精度徑向尺寸精度滿足需要的零件加工精度高。3．先進(jìn)的刀具材料。刀具材料刀具切削性能的一個(gè)重要組成部分。除了不斷發(fā)展常用的高速鋼和硬質(zhì)合金鋼材料外，涂層硬質(zhì)合金刀具已在國外普遍使用。硬質(zhì)合金刀片涂工藝沉積在大韌性硬質(zhì)合金基底表面用一薄層（典型地為5?7μm的）高硬度的耐磨材料，高的硬度和韌性的共同，從而改善硬質(zhì)合金刀片的切削性能。如何使用數(shù)控機(jī)床，還應(yīng)把握一個(gè)原則：尊重科學(xué)，根據(jù)切割規(guī)則。對(duì)于不同的零件材質(zhì)，客觀上是有規(guī)律的切割速度（V），背吃刀量（AP），進(jìn)給速度（F）三個(gè)相互適應(yīng)的最佳切削參數(shù)。這對(duì)于大型部件，稀有件，昂貴的部件，特別是重要的應(yīng)該繼續(xù)探索實(shí)踐的最佳切削參數(shù)。本文所需的刀具如下表：數(shù)控加工刀具卡片零件號(hào)零件名稱旋鈕開關(guān)凸模編制程序號(hào)日期工步號(hào)刀具號(hào)刀具名稱刀柄型號(hào)材料備注1T01Φ16銑刀硬質(zhì)合金2T02Φ8球頭銑刀硬質(zhì)合金4.5工裝設(shè)計(jì)4.5.1確定出設(shè)計(jì)的任務(wù)跟收集并分析原始的資料1）加工工件的詳細(xì)零件圖2）零件的流程序卡3）生產(chǎn)的綱領(lǐng)（設(shè)計(jì)的任務(wù)）工件的名稱旋鈕零件夾具的類型專用的夾具材料45生產(chǎn)的類型大批量的生產(chǎn)機(jī)床的型號(hào)同時(shí)安裝的夾工件數(shù)1個(gè)表格4-1生產(chǎn)的綱領(lǐng)1）按照零件的加工工藝要求，合理的選擇裝夾方式，使其空間6各自由度都得到限制，確保定位裝夾可靠，但也要避免過定位。2）選選取定位的元件，并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的定位裝置首先我們需要確定主要的定位基面的尺寸大小很內(nèi)部結(jié)構(gòu)好怎樣更好的幫助定位基準(zhǔn)，按照生產(chǎn)的要求以及歲尺寸精度的要求，來確定好定位原件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)跟尺寸的精度要求。（1）定位的原理為：六點(diǎn)定位原理（2）定位的元件就是：支板、條形支承板、支承釘3）確定好工件的夾緊裝備就能夠按照下面的步驟進(jìn)行操作（1）把夾具的實(shí)際場(chǎng)景跟相關(guān)的作用確定：按照這個(gè)加工的工藝標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)專用的夾具的時(shí)候，設(shè)計(jì)的原那么就必須要擁有定位準(zhǔn)確以及夾緊功能好跟材料的成本低。（2）確定好夾具的夾緊方法跟怎樣夾緊：所設(shè)計(jì)的這個(gè)夾具就是用螺母帶動(dòng)斜楔來完成夾緊的。螺紋夾緊機(jī)構(gòu)具有易操作、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊且能夠自鎖，最重要的是能夠獲得較高的夾緊力，確保夾緊可靠。而且制造成本低，是目前廣泛采用的夾緊機(jī)構(gòu)。（3）估算夾緊的可靠性：計(jì)算切削力跟夾緊力的大小4）制定夾具技術(shù)條件夾具在裝夾零件時(shí)時(shí)，需要有一定的裝配精度，現(xiàn)制定裝配技術(shù)要求如下：（1）裝夾零件時(shí)，需要保證零件與定位元件貼合，擰緊夾緊機(jī)構(gòu)，用木槌試試敲到，再擰緊，確保裝夾到位。（2）夾具安裝在機(jī)床上時(shí)，需要保證夾具的底面與機(jī)床平臺(tái)緊密貼合。在加過的時(shí)候，機(jī)床的專用夾具在工件的生產(chǎn)中是不可或缺的。夾具的主要功能不僅僅是對(duì)夾緊元件進(jìn)行操作。更重要的是，我們有必要準(zhǔn)確定位加工零件。夾具將不再是傳統(tǒng)的。在工件方面，可以設(shè)計(jì)一個(gè)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)精美的夾具，是能夠幫助到工人，可以很大程度的把工件的生產(chǎn)速度提高，這樣就能夠在加工的夾具設(shè)計(jì)時(shí)，更好的看重是如何讓工件進(jìn)行最真確的定位設(shè)計(jì)，達(dá)到這種情況就可以把工件的裝置正確的安裝了。詳細(xì)的工序圖如下：圖4-1工序簡(jiǎn)圖4.5.2夾具的結(jié)構(gòu)及其類型機(jī)床的專用夾具分成許多種類，一般分為下面的這幾種：（1）通用類的夾具（2）專用的夾具（3）能夠調(diào)配的夾具（4）組合夾具本文中包含的夾具是許多類別夾具中的特殊夾具。該夾具是用在加工中心的加工外殼T1的表格面。專用夾具是被分為以下幾種類別的：（1）車床（2）銑床（3）鉆床（4）其他機(jī)床特殊的夾具的最主要的功能就如下面所說：（1）確保加工表面能夠準(zhǔn)確進(jìn)行的定位（2）把勞動(dòng)的生產(chǎn)率提高，來把生產(chǎn)成本降低，這樣就能更好的把生產(chǎn)的周期縮短（3）把機(jī)床的操控范圍變大（4）對(duì)工人的工作條件進(jìn)行改善。4.5.3工件定位基準(zhǔn)的選擇和自由度的分析本夾具為數(shù)控機(jī)床專用夾具，旋鈕工件的定位原理為六點(diǎn)定位原理，定位元件為支板、支承板和支承釘，其中支板限制工件Z向移動(dòng)自由度和X、Y向旋轉(zhuǎn)自由度，支承板限制Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和X向移動(dòng)自由度，支承釘限制Y向移動(dòng)自由度，總共限制工件6個(gè)自由度，為完全定位，滿足加工要求，工件夾緊方式采用氣動(dòng)夾緊，可以提供持續(xù)的足夠大的夾緊力，簡(jiǎn)化加工操作步驟，提升加工效率。4.5.4夾具總體結(jié)構(gòu)通過指導(dǎo)老師的認(rèn)證指導(dǎo)跟翻閱相關(guān)的夾具設(shè)計(jì)的其他案例，設(shè)計(jì)出了下圖看到的數(shù)控機(jī)床專用夾具：圖4-2夾具內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖4.5.5夾具精度分析影響精度的原因想要滿足這個(gè)鉆削的工序的精度標(biāo)準(zhǔn)，被加工面在夾具定位中的位置精度至關(guān)重要。往往將δ定基、δ安裝及δ加工定位影響這一精度三個(gè)因素。夾具在設(shè)計(jì)階段，需要充分考慮三者的各自的容許誤差，規(guī)定零件設(shè)計(jì)的尺寸公差，確保三者最終的總共誤差不可以超過鉆削的工程所能接受的最大程度。δ定基就是說最開始的相關(guān)數(shù)據(jù)和最原先的數(shù)據(jù)的錯(cuò)位是會(huì)發(fā)生的原始的數(shù)據(jù)尺寸以及它的尺寸上的誤差是因?yàn)楣に嚨囊?guī)范所規(guī)定的，夾具的創(chuàng)造者不能進(jìn)行零件的工藝跟工藝尺寸的確定。但是夾具設(shè)計(jì)者，可以建議工藝制定者通過修改工藝規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)，使其夾具設(shè)計(jì)時(shí)有統(tǒng)一的基準(zhǔn)使用，確?；A(chǔ)的重合，從而讓固定的定位基準(zhǔn)的誤差為0。δ安裝工件在安裝夾具時(shí)會(huì)產(chǎn)生定位誤差以及裝夾的夾緊引起的誤差引起了夾具在機(jī)床安裝的時(shí)的定位基準(zhǔn)也是會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的誤差：（1）工件在夾具定位時(shí)產(chǎn)生的誤差被稱為定位誤差，夾具的設(shè)計(jì)師能夠使用合理的定位方法以及正確使用夾緊的方法來把誤差減小。（2）工件在夾緊的時(shí)候，總需要盡量大的夾緊力，有了力就會(huì)有形變，就會(huì)造成加工面的位置相對(duì)于設(shè)計(jì)時(shí)的發(fā)生偏移，這就有了裝夾誤差。在大批量生產(chǎn)中，需要選擇合理的夾緊力或者確保每次的夾緊力保持一個(gè)小范圍內(nèi)不變，則這種誤差就可控，基本就可以消除。（3）機(jī)床夾具的安裝誤差是由于夾具在機(jī)床的安裝平臺(tái)上的安裝誤差。由于生產(chǎn)的不確定性，夾具需要反復(fù)更換，這就造成了夾具多次裝夾的位置的不確定性。所以機(jī)床需要做固定的定位塊，確保定位基準(zhǔn)統(tǒng)一；夾具的安裝面與機(jī)床安裝平臺(tái)要貼合死；則這一安裝誤差可進(jìn)一步降低。δ加工是指加工設(shè)備及夾具的長期的使用，兩者都或多或少的發(fā)生了形變，折舊對(duì)于原始的尺寸會(huì)產(chǎn)生一點(diǎn)誤差的。就是包括了這下面的這些因素：（1）和機(jī)床相關(guān)的誤差。就比如說機(jī)床的主軸跟滑動(dòng)板垂直度產(chǎn)生的誤差。（2）跟刀具相關(guān)的位置差距。如刀具尺寸誤差及材料、刀具的磨損。（3）定位原件的安裝誤差。如鉆套的本身的精度及長期使用的磨損、鉆模板制造及安裝誤差。（4）與變形有關(guān)的誤差。如機(jī)床本身的剛性、夾具的強(qiáng)度。所有上述因素都是加工的表面位置引起的誤差的原因。原始尺寸中原始尺寸的總和應(yīng)小于此尺寸的公差δ。必須滿足以下的這個(gè)不等式。δ≥固定底座+定位+夾緊+加工+夾緊這個(gè)公式被稱為計(jì)算不等式，里面的每個(gè)符號(hào)文字是表達(dá)最原始維度中具有最大誤差的值。當(dāng)然，這些錯(cuò)誤都不會(huì)最大限度地發(fā)生。在驗(yàn)證計(jì)算中，分析上面的這些因素，然后按照概率法來計(jì)算總的誤差，能夠讓它比工件的公差小。分析旋鈕的零件圖可以得知零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為旋鈕底面（詳細(xì)見旋鈕零件圖），分析專用夾具裝配圖可以得知零件的定位基準(zhǔn)為旋鈕底面，即定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，存在基準(zhǔn)不重合誤差，故該夾具的基準(zhǔn)不重合誤差，故本夾具的定位誤差為基準(zhǔn)位置誤差與基準(zhǔn)不重合誤差，故4.5.6夾具夾緊力計(jì)算根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可查得：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可查得：銑削力計(jì)算公式為圓周分力查表可得：代入得：查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為：銑削加工產(chǎn)生的水平分力應(yīng)由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。即：（）計(jì)算出的理論夾緊力F再乘以安全系數(shù)k既為實(shí)際所需夾緊力即：取k=2這樣才能保證這個(gè)夾具能夠安全的工作。4.5.7夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明本夾具為數(shù)控機(jī)床專用夾具，工件的定位原理為六點(diǎn)定位原理，定位元件為支板、支承板和支承釘，其中支板限制工件Z向移動(dòng)自由度和X、Y向旋轉(zhuǎn)自由度，支承板限制Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和X向移動(dòng)自由度，支承釘限制Y向移動(dòng)自由度，總共限制工件6個(gè)自由度，為完全定位，滿足加工要求，工件夾緊方式采用氣動(dòng)夾緊，可以提供持續(xù)的足夠大的夾緊力，簡(jiǎn)化加工操作步驟，提升加工效率。圖4-3夾具三維示意圖4.6工藝路線確定工序1鋸棒料。工序2銑削平面。工序3銑輪廓控制尺寸80。工序4曲面粗加工。工序5曲面精加工。工序6去毛刺。4.7仿真加工通過對(duì)旋鈕開關(guān)凸模零件的模型，確定了加工方案和加工技術(shù)，以及適合加工配置模板的選擇，以及加工環(huán)境進(jìn)入。根據(jù)建立的程序，要求刀具，幾何，方法4處理父節(jié)點(diǎn)組。然后分別設(shè)置各種加工工藝的參數(shù)，選擇各類不同的加工幾何體。接著生成刀具軌跡，并對(duì)其進(jìn)行仿真驗(yàn)證，檢查刀軌在加工中的問題。最后進(jìn)行后置處理，將刀軌轉(zhuǎn)換成為機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)所要求的NC程序，并生成車間工藝文檔。選擇3D模式，點(diǎn)擊開始，選擇處理模塊，并輸入創(chuàng)建加工操作。（1）創(chuàng)建加工坐標(biāo)系之前產(chǎn)生的刀具路徑，刀具路徑必須確定在何處的坐標(biāo)，該坐標(biāo)系統(tǒng)正在處理坐標(biāo)系（MCS），處理坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系密切相關(guān)。在這個(gè)過程中導(dǎo)航，視圖作為機(jī)床視圖，雙擊磨MCS項(xiàng)目，然后單擊“坐標(biāo)系出現(xiàn)，單擊確定，如圖所示4-4。圖4-4坐標(biāo)系本文中設(shè)定旋鈕開關(guān)凸模加工坐標(biāo)系原點(diǎn)，如圖4-5所示。圖4-5旋鈕開關(guān)凸模坐標(biāo)系（2）創(chuàng)建刀具通過定旋鈕開關(guān)凸模零件分析，需要加工輪廓、曲面、平面，再根據(jù)之前確定的刀具類型及參數(shù)，在UG加工模塊中，點(diǎn)擊選擇【創(chuàng)建刀具】，出現(xiàn)對(duì)話框，設(shè)置銑刀，具體設(shè)置參數(shù)如下圖4-6。圖4-6創(chuàng)建刀具在刀具參數(shù)的設(shè)置，如圖所示的4-7。圖4-7設(shè)計(jì)刀具參數(shù)在數(shù)控加工中，還有球刀，刀具創(chuàng)建如圖4-8所示圖4-8（3）幾何體設(shè)置在導(dǎo)航欄中，單擊工具欄上的“視圖”按鈕來選擇在導(dǎo)航操作導(dǎo)航器，然后雙擊該工件節(jié)點(diǎn)在操作導(dǎo)航器的幾何尺寸，“WORKPIECE”，程序彈出對(duì)話框如圖所示的幾何4-9和指定的組件如圖所示4-10。圖4-9指定部件圖4-10指定毛坯（4）工序創(chuàng)建工序1旋鈕開關(guān)凸模加工，快速切除毛坯余量，選用Φ16銑刀，切削深度1mm，使用FACE_MILLING_AREA加工操作，選擇“往復(fù)”的切削方式，設(shè)置部件側(cè)面與底面余量為0，其刀具仿真路徑如圖4-11所示。圖4-11銑平面仿真路徑工序2旋鈕開關(guān)凸模加工加工，選用Φ16銑刀，切削深度1mm，使用PLANAR_PROFILE_1加工操作，選擇“輪廓”的切削方式，設(shè)置部件側(cè)面與底面余量為0，其刀具仿真路徑如圖4-12所示。圖4-12仿真路徑工序3旋鈕開關(guān)凸模曲面粗加工。其刀具仿真路徑如圖4-13所示。圖4-13粗加工工序4旋鈕開關(guān)凸模曲面精加工。其刀具仿真路徑如圖4-14所示。圖5-14精加工第五章總結(jié)本文主要某旋鈕開關(guān)凸模的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，通過旋鈕開關(guān)凸模零件的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我能獨(dú)立完成這一切，從建立模型到自動(dòng)編程，也讓我在UG軟件的操作中，更清晰的認(rèn)識(shí)到自己的不足。此次，我學(xué)會(huì)自我學(xué)習(xí)，在未知的情況下學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)了如何與他人合作，如何查找資料找到對(duì)自己有用的信息，從而提高自己掌握知識(shí)的程度。現(xiàn)在對(duì)我來講，我已經(jīng)掌握了基本的UG建模和自動(dòng)編程的基礎(chǔ)知識(shí)，能獨(dú)立的完成零件，從建模到自動(dòng)編程。綜合知識(shí)，包括零件圖的審查，工藝設(shè)計(jì)，工具和夾具的選擇，切削用量的選擇，后加工，UG的建模和編程，通過一系列的操作，完成零件的加工任務(wù)。通過這個(gè)項(xiàng)目，可以學(xué)到很多的機(jī)械加工工藝知識(shí)，擁有了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。具體包括以下幾個(gè)方面：(1)主要是了解認(rèn)識(shí)UG軟件，通過實(shí)例來加強(qiáng)對(duì)UG軟件的掌握?？梢愿有蜗蟮伢w現(xiàn)UG軟件，在設(shè)計(jì)方面與編程方面的強(qiáng)大功能。使自己對(duì)UG設(shè)計(jì)產(chǎn)生興趣，并能個(gè)深深投入進(jìn)去，設(shè)計(jì)與想象。(2)熟練的運(yùn)用UG三維技術(shù)，進(jìn)行對(duì)旋鈕進(jìn)行建模，首先要做好建模前的草圖，生成特征時(shí)，草圖一定要干凈，不然會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。從草圖到建模，這一步步，使我有足夠的耐心豐富的想象力，這樣才能完成風(fēng)扇輪的建模。并且讓我認(rèn)識(shí)到了，平時(shí)要多動(dòng)手，多想，多問。(3)通過自己的想象，建好了旋鈕的模型，能夠把自己設(shè)計(jì)的，再通過數(shù)控機(jī)床把它加工出來，這樣才更有成就感。我一直不斷的努力，希望自己做的更好，對(duì)自己所建的模型，想出一個(gè)合理的加工順序。在這過程中，我知道怎樣去運(yùn)用UG軟件里的加工功能以及一些參數(shù)的設(shè)置。(4)UG軟件中，一個(gè)強(qiáng)大而又實(shí)用的后置處理，通過處理出來的G代碼，傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床里便可以生產(chǎn)，而且可以知道加工的時(shí)間以及走刀方式，我會(huì)學(xué)會(huì)如何去優(yōu)化每刀的走刀路線。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，由于自己的能力有限，設(shè)計(jì)的內(nèi)容也不夠豐富，還有對(duì)UG軟件的掌握也不夠熟練，對(duì)造型的設(shè)計(jì)也不夠完美。我學(xué)會(huì)處理的事情更多的要獨(dú)立能力，分析能力和解決問題能力，這是對(duì)我的未來的工作的一大優(yōu)勢(shì)。雖然我們?cè)诖髮W(xué)四年又學(xué)知識(shí)，但很多都只是皮毛而已，要想懂的更多更深，就必須通過實(shí)踐來提高。有句話：“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。所以，我們到底學(xué)到了多少，只有通過實(shí)踐才會(huì)證明我們的學(xué)識(shí)。在以后的生活中，我會(huì)不斷的努力，積極的改正和完善自己的不足之處，爭(zhēng)取做到一名合格的大學(xué)生，能為國家盡一份力，也不要讓自己白學(xué)這一門行業(yè)。近些年，對(duì)于目前我國的市場(chǎng)分析來講，數(shù)控加工和數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于專業(yè)化人才的需求也越來越大。因此，我們需要設(shè)計(jì)更多更好的產(chǎn)品，UG