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阀堵零件的工艺工装设计及CADCAM【全套9张CAD图纸+答辩毕业论文】

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专用加工中心夹具装配图Ⅴ.dwg

专用加工中心夹具装配图Ⅵ.dwg

专用钻床夹具装配图Ⅰ.dwg

专用钻床夹具装配图Ⅱ.dwg

专用钻床夹具装配图Ⅲ.dwg

专用钻床夹具装配图Ⅳ.dwg

工艺卡Ⅰ.dwg

工艺卡Ⅱ.dwg

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关键词：: 阀堵零件工艺工装设计 cadcam cad图纸答辩毕业论文

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阀堵零件的工艺工装设计及CADCAM

60页 19000字数+论文说明书+工艺卡+9张CAD图纸【详情如下】

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专用加工中心夹具装配图Ⅴ.dwg

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专用钻床夹具装配图Ⅰ.dwg

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专用钻床夹具装配图Ⅳ.gif

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

Abstract

The 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. Its 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 to build the work piece. CAXA electric plate is used to draw the accessory's 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 numerical control code produced.

Difficulties in design: In the simulation design of technic, low roughness is requested for the accessory's 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 components 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；jig；simulating manufacturing；physical model

第1章绪论1

1.1 模具工业的概况1

1.2 我国模具工业现状1

1.3 我国模具工业的发展方向3

1.4 模具CAD/CAE/CAM发展概况及趋势3

第2章零件的三维造型6

2.1 零件的结构特征分析6

2.2 零件的三维造型过程6

2.3 零件三维造型的心得6

2.4 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8

3.1 阀座体工艺规程设计8

3.1.1 零件的结构工艺性分析8

3.1.2 计算生产纲领，确定生产类型8

3.1.3 毛坯种类及其制造方法的确定9

3.2 工艺路线的拟订9

3.2.1 定位基准的选择9

3.2.2 制定工艺路线9

3.2.3 选择加工设备及工艺装备11

3.3 切削用量和工时定额的确定11

3.3.1 基本计算公式的引用11

3.3.2各道工序的设计12

3.4 工艺合理性分析43

3.5 填写工艺卡片43

第4章机床专用夹具的设计44

4.1 机床专用夹具设计的基本要求44

4.2 钻床夹具Ⅰ的设计45

4.2.1 确定夹具类型45

4.2.2 拟定定位方案和选择定位元件45

4.2.3 夹具的整体结构设计45

4.2.4 夹紧力的分析45

4.2.5 夹具的使用说明46

4.3 钻床夹具Ⅱ的设计46

4.3.1 确定夹具类型46

4.3.2 拟定定位方案和选择定位元件46

4.3.3 夹具结构的整体设计46

4.3.4 夹紧力的分析46

4.3.5 夹具的使用说明47

4.4 钻床夹具Ⅲ的设计47

4.4.1 确定夹具类型47

4.4.2 拟定定位方案和选择定位元件47

4.4.3 夹具结构的整体设计47

4.4.4 夹紧力的分析47

4.4.5 夹具的使用说明47

4.5 钻床夹具Ⅳ的设计48

4.5.1 确定夹具类型48

4.5.2 拟定定位方案和选择定位元件48

4.5.3 夹具结构的整体设计48

4.5.4 夹紧力的分析48

4.5.5 夹具的使用说明48

4.6 立铣加工中心夹具Ⅰ的设计49

4.6.1 确定夹具类型49

4.6.2 拟定定位方案和选择定位元件49

4.6.3 夹具结构的整体设计49

4.6.4 夹紧力的分析49

4.6.5 夹具的使用说明49

4.7 立铣加工中心夹具Ⅱ的设计50

4.7.1 确定夹具类型50

4.7.2 拟定定位方案和选择定位元件50

4.7.3 夹具结构的整体设计50

4.7.4 夹紧力的分析50

4.7.5 夹具的使用说明50

第5章零件复杂表面的CAM设计51

5.1 计算机辅助制造（CAM）的介绍51

5.2 零件复杂表面CAM的设计过程51

5.3 MasterCAM加工仿真图片52

5.4 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Ⅰ装配图56

附录2钻床夹具Ⅱ装配图57

附录3钻床夹具Ⅲ装配图58

附录4钻床夹具Ⅳ装配图59

附录5立式加工中心夹具Ⅰ装配图60

附录6立式加工中心夹具Ⅱ装配图61

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。第2章零件的三维造型

2.1零件的结构特征分析

该零件的整体结构比较复杂，零件上表面有槽和孔，其中的R0.38槽比较难加工。零件下表面的也有槽和孔，其中的一个槽比较难造型，槽底面为圆弧面。零件侧面小孔要保证垂直度。

2.2零件的三维造型过程

通过零件的结构特征分析，可以确定出造型的方案，利用拉伸增加材料命令造出零件基本形，利用拉伸去除材料命令造出中心孔，以后所有的造型都以中心孔作为基准。用拉伸去料、旋转除料、孔加工等命令造出阶梯孔、圆槽和侧面；用扫描去料命令造出下表面槽。最后建立各处倒角命令即完成造型。

2.3零件三维造型的心得

1.在绘制草图时，圆画在坐标系中心，其它图形尽量画在第一象限，否则会出现坐标系的约束尺寸，给尺寸驱动带来困难。尺寸最好一起驱动，防止视图混乱。

2.在使用拉伸、旋转这些最基本的命令时，一定要注意它们的先后顺序，否则会出现后面的造型将前面的造型破坏的情况出现。

3.在使用倒角、倒圆这些命令时，如果出现造不出来的地方，可以考虑用拉伸除料和旋转除料。

4.当需要造一些不规则的曲面时，想一次将曲面造出有时会非常困难，可以将不规则曲面分解成一个个规则曲面，将这些曲面一一造出，然后用曲面合并会得到意想不到的效果。

5.在造型实体前最好有一个造型的大致思路，尽量用最少、最简单的命令完成造型，思路一定要清晰。

2.4零件三维造型图片

零件直径：；中心孔直径：；侧面圆弧半径：R5.08；上、下表面距离：12.22；上表面槽深：3.3和8.89；上表面小孔直径：；零件阶梯孔直径：和第6章结论

毕业设计接近尾声，在毕业设计这期间，我在老师们的指导下以及和同学之间的探讨中完成了自己的毕业设计题目。我学到了许多书本上无法学到的知识和经验。过程虽然很曲折，但经过努力，解决了很多设计中的难题。

在毕业设计期间，根据任务书要求，我们完成了以下内容：

1.在岫岩××机械有限公司实习调研，了解指定零件的现有生产状态，加工工艺；了解零件生产厂技术力量，设备加工能力；了解精密铸造工艺过程，掌握模具设计与制造方法；了解现场类似及相关夹具（量具）的结构及使用情况；收集相关技术资料。

2.零件的三维造型设计。

3.阀堵的机械加工工艺规程设计。

4.机床专用夹具的设计。

5.阀堵复杂表面的CAM设计。

6.毕业论文的制作。

通过本次毕业设计，使我对CAD/CAM软件应用、零件工艺工装设计、精密铸造模具设计、机床夹具设计的流程有了一个新的认识和掌握，涉及到的知识点包括了大学期间所学的全部课程，使的自己的知识水平有了质的飞跃。

参考文献

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[7] 徐鸿本.机床夹具设计手册.辽宁科技技术出版社.2004

[8] 王伯平.互换性与测量技术基础.机械工业出版社.2001

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[11] 冯荣坦.CAXA制造工程师2004基础教程.机械工业出版社.2005

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[17] 黄淑容. 机械工程设计基础. 机械工业出版社. 2007

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[24] Mathworks Inc Fuzzy Logic Toolbox User's Guide. The Mathworks

Inc, Natick, MA.2008

[25] A.Mamat et a1.Polym[J].Eng.Sci.2006

致谢

在毕业设计即将完成之际，我想向曾经给我帮助和支持的人们表示衷心的感谢！

首先要感谢我的导师××教授，他在学习和设计方面给了我大量的指导，让我学到了知识，掌握了许多新的制造加工方法，也获得了实践锻炼的机会。他严谨的治学态度、对我的严格要求以及为人处世的坦荡，将使我终身受益！

感谢教研室的×××、××、×××、×××老师，在毕业设计期间给予指导和帮助！

感谢我已经毕业的师兄××和××，在岫岩毕业实习期间他们给了我们无私的帮助和鼓励，让我学到很多！

感谢在岫岩××机械有限责任公司毕业实习期间，热情接待我们的公司领导和给予我帮助的许多工程技术人员，因为有了他们的帮助和热心的讲解，才能使我对自己的课题有了深刻的了解！

感谢我的同学们，感谢他们在学习和生活上给予我的帮助！

最后，衷心感谢在百忙之中抽出时间审阅本论文的专家教授！

内容简介：: 本科生毕业设计（论文） I 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 38.0 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 nts 本科生毕业设计（论文） II Abstract The 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. Its 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 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 numerical 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 components 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； jig； simulating manufacturing； physical model nts 本科生毕业设计（论文） III 目录第 1 章绪论 . 1 1.1 模具工业的概况 . 1 1.2 我国模具工业现状 . 1 1.3 我国模具工业的发展方向 . 3 1.4 模具 CAD/CAE/CAM 发展概况及趋势 . 3 第 2 章零件的三维造型 . 6 2.1 零件的结构特征分析 . 6 2.2 零件的三维造型过程 . 6 2.3 零件三维造型的心得 . 6 2.4 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 . 8 3.1 阀座体工艺规程设计 . 8 3.1.1 零件的结构工艺性分析 . 8 3.1.2 计算生产纲领，确定生产类型 . 8 3.1.3 毛坯种类及其制造方法的确定 . 9 3.2 工艺路线的拟订 . 9 3.2.1 定位基准的选择 . 9 3.2.2 制定工艺路线 . 9 3.2.3 选择加工设备及工艺装备 . 11 3.3 切削用量和工时定额的确定 . 11 3.3.1 基本计算公式的引用 . 11 3.3.2 各道工序的设计 . 12 3.4 工艺合理性分析 . 43 3.5 填写工艺卡片 . 43 第 4 章机床专用夹具的设计 . 44 4.1 机床专用夹具设计的基本要求 . 44 4.2 钻床夹具的设计 . 45 4.2.1 确定夹具类型 . 45 4.2.2 拟定定位方案和选择定位元件 . 45 4.2.3 夹具的整体结构设计 . 45 4.2.4 夹紧力的分析 . 45 nts 本科生毕业设计（论文） IV 4.2.5 夹具的使用说明 . 46 4.3 钻床夹具的设计 . 46 4.3.1 确定夹具类型 . 46 4.3.2 拟定定位方案和选择定位元件 . 46 4.3.3 夹具结构的整体设计 . 46 4.3.4 夹紧力的分析 . 46 4.3.5 夹具的使用说明 . 47 4.4 钻床夹具的设计 . 47 4.4.1 确定夹具类型 . 47 4.4.2 拟定定位方案和选择定位元件 . 47 4.4.3 夹具结构的整体设计 . 47 4.4.4 夹紧力的分析 . 47 4.4.5 夹具的使用说明 . 47 4.5 钻床夹具的设计 . 48 4.5.1 确定夹具类型 . 48 4.5.2 拟定定位方案和选择定位元件 . 48 4.5.3 夹具结构的整体设计 . 48 4.5.4 夹紧力的分析 . 48 4.5.5 夹具的使用说明 . 48 4.6 立铣加工中心夹具的设计 . 49 4.6.1 确定夹具类型 . 49 4.6.2 拟定定位方案和选择定位元件 . 49 4.6.3 夹具结构的整体设计 . 49 4.6.4 夹紧力的分析 . 49 4.6.5 夹具的使用说明 . 49 4.7 立铣加工中心夹具的设计 . 50 4.7.1 确定夹具类型 . 50 4.7.2 拟定定位方案和选择定位元件 . 50 4.7.3 夹具结构的整体设计 . 50 4.7.4 夹紧力的分析 . 50 4.7.5 夹具的使用说明 . 50 第 5 章零件复杂表面的 CAM 设计 . 51 5.1 计算机辅助制造（ CAM）的介绍 . 51 5.2 零件复杂表面 CAM 的设计过程 . 51 nts 本科生毕业设计（论文） V 5.3 MasterCAM 加工仿真图片 . 52 5.4 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 . 错误 !未定义书签。附录 2 钻床夹具装配图 . 错误 !未定义书签。附录 3 钻床夹具装配图 . 错误 !未定义书签。附录 4 钻床夹具装配图 . 错误 !未定义书签。附录 5 立式加工中心夹具装配图 . 错误 !未定义书签。附录 6 立式加工中心夹具装配图 . 错误 !未定义书签。 nts 本科生毕业设计（论文） 1 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 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nts 本科生毕业设计（论文） 2 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。 nts 本科生毕业设计（论文） 3 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 CAD CAM CAE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 (RP RT)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、 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nts 本科生毕业设计（论文） 4 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系统该系统具有很强的注射模分析模拟功能，包括绘制型腔图形的线框造型软件 SHOD，有限元网格生成软件 FMESH，流动分析软件 FLOW，冷却分析软件 COOLING，流动、冷却分析结果和模架应力场分布的可视化显示软件 FRES以及翘曲分析模拟软件。美国 CRATEK公司的注射模 CAD/CAM/CAE系统该系统包括三维几何形状描述软件 OPTIMOLD III，二维注射流动分析软件 SIMUFLOW，三维有限元流动分析软件SLMUFLOW 3D，冷却分析软件 SIMUCOOL，标准模架 (美国 DME标准 )选择软件 OPTIMOLD等部分。美国和意大利的 Plastics&Computer Inc公司的 TMCONCEPT专家系统，该系统包括材料选择 TMC-MS、注射工艺条件和模具费用优化 TMC-MCO、注射流动分析TMC-FA、型腔尺寸设计 TMC-CSE和模具传热分析 TMC-MTA等功能模块。德国 IKV研究所的 CADMOULD系统，该系统具有注射模流动分析、冷却分析和力学性能校核等功能， CAD-MOULD-MEFISTO系统则采用有限元法进行三维型腔的流动分析。我国在模具 CAD技术开发、应用及研究方面起步较晚。从 80年代中期开始，国内部分大中型企业先后引进了一些国外知名度较高的注塑模 CAD系统。同时，某些高等学校和科研院所也开始了注塑模 CAD系统的研制与开发工作。多年来，我国对模具设计制造技术及其 CAD的开发应用十分重视，在“八五”期间，这方面安排了“大型薄壁深腔注射模具制造技术”、“多型腔小模数齿轮精密模具制造技术”和“实用 CAD/CAM技术在精密注射模制造中的应用”等国家重点企业技术开发项目，还安排了国家“八五”重点科技攻关项目“塑料注射模CAD/CAM/CAE集成系统研究”。这些项目的成果对促进我国注射模 CAD技术的迅速发展起到了重要作用，使我国注射模 CAD技术的发展和应用水平得到很快提高。我国在模具 CAD技术研究与开发方面较具代表性的工作有 : 华中理工大学是国内较早自行开发研究注射模 CAD/CAE/CAM系统的单位之自80年代中期开始，就在注塑模流动分析模拟和冷却分析模拟方面进行了较深入的研究与开发工作，并推出了塑料注射模 CAD/CAE/CAM系统 HSC-1。该系统包括塑料制品三维形状输入、流动模拟、冷却分析、型腔强度与刚度校核及模具图设计与nts 本科生毕业设计（论文） 5 绘制等功能，在一些企业单位应用取得较好效果，现已实现商品化。浙江大学基于工作站的 UG II系统开发出精密注射模 CAD/CAM系统。该系统采用特征造型技术构造产品模型，使形状特征表达与工艺信息描述统一，并利用特征反转映射实现了型腔模型的快速生成。上海交通大学从 1983年开始，对注射模 CAD进行了多方面的研究。在国内首次将人工智能技术引入注射模 CAD系统中，并于 1988年开发出集成化注射模智能CAD系统。现在在工作站 UG II平台上进一步开发智能 CAD/CAE/CAM系统。北京航空航天大学华正模具研究所开发的注射模 CAD/CAE/CAM系统具有塑料产品线框造型、曲面造型、分析模拟和数控仿真与数控加工程序生成等功能，具有很高的技术水平与实用价值。合肥工业大学在注射模结构 CAD技术方面进行了多年的研究与开发工作，先后研制出微机注塑模 CAD系统 PMCAD和微机注塑模 CAD三维系统 IPMCAD V3.0，取得了较好的成绩。 IPMCAD3.0系统在微机上采用三维实体模型、实体造型技术，使系统在设计效率和通用性两方面都得到较好的兼顾。现在以 AutoCAD 813.0和 MDT作为环境，进一步采用参数化特征模型、特征建模技术和装配模型技术，研制出注射模 CAD三维参数化系统 IPMCAD V4.0，在技术水平、实用性与通用性方面都达到较高水平。 nts 本科生毕业设计（论文） 6 第 2章零件的三维造型 2.1 零件的结构特征分析该零件的整体结构比较复杂，零件上表面有槽和孔，其中的 R0.38 槽比较难加工。零件下表面的也有槽和孔，其中的一个槽比较难造型，槽底面为圆弧面。零件侧面小孔要保证垂直度。 2.2 零件的三维造型过程通过零件的结构特征分析，可以确定出造型的方案，利用拉伸增加材料命令造出零件基本形，利用拉伸去除材料命令造出中心孔，以后所有的造型都以中心孔作为基准。用拉伸去料、旋转除料、孔加工等命令造出阶梯孔、圆槽和侧面；用扫描去料命令造出下表面槽。最后建立各处倒角命令即完成造型。 2.3 零件三维造型的心得 1. 在绘制草图时，圆画在坐标系中心，其它图形尽量画在第一象限，否则会出现坐标系的约束尺寸，给尺寸驱动带来困难。尺寸最好一起驱动，防止视图混乱。 2. 在使用拉伸、旋转这些最基本的命令时，一定要注意它们的先后顺序，否则会出现后面的造型将前面的造型破坏的情况出现。 3. 在使用倒角、倒圆这些命令时，如果出现造不出来的地方，可以考虑用拉伸除料和旋转除料。 4. 当需要造一些不规则的曲面时，想一次将曲面造出有时会非常困难，可以将不规则曲面分解成一个个规则曲面，将这些曲面一一造出，然后用曲面合并会得到意想不到的效果。 5. 在造型实体前最好有一个造型的大致思路，尽量用最少、最简单的命令完成造型，思路一定要清晰。 nts 本科生毕业设计（论文） 7 2.4 零件三维造型图片零件直径： 92.62 ；中心孔直径： 2199.22 ；侧面圆弧半径： R5.08；上、下表面距离： 12.22；上表面槽深： 3.3 和 8.89；上表面小孔直径： 39.2 ；零件阶梯孔直径： 11.4 和 17.6 nts 本科生毕业设计（论文） 8 第 3章阀座体的机械加工工艺规程设计 3.1 阀座体工艺规程设计 3.1.1 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析是指所设计的零件在能够满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它包括零件的整个工艺过程的工艺性，如铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等工艺性，涉及面很广，具有综合性，而且在不同的生产类型和生产条件下，同样一种零件制造的可行性和经济性可能不同，因此对其结构工艺性的要求也不同。对零件的结构工艺性分析，必须根据零件的生产类型、生产纲领，全面、具体、综合地进行分析，在制订机加工工艺规程时，主要是对零件的切削加工工艺性分析，主要涉及到以下几个方面： 1) 工件应便于在机床或夹具上装夹、并尽量减少装夹次数。 2) 刀具易于接近加工部位，便于进刀、退刀、越程和测量，以及便于观察切削情况等。 3) 尽量减少刀具调整和走刀次数。 4) 尽量减少加工面积及空行程，提高生产率。 5) 便于采用标准刀具，尽量减少刀具种类。 6) 改善加工条件，便于加工，必要时应便于采用多刀、多件加工。 7) 尽量减少工件和刀具的受力变形。 8) 有适宜的定位标准，且定位基准至加工表面的标注尺寸应便于测量。 3.1.2 计算生产纲领，确定生产类型在无锡鹰贝机械公司，阀堵的年产量为 30000 件，假定其备品率为 10%，机械加工的废品率为 5%，现在确定其生产纲领： N=Qn(1+a%+b%) （ 2-1） =30000 1 (1+10%+5%) =34500（件 /年）式中： N-生产纲领； Q-产品的年产量（件 /年）； nts 本科生毕业设计（论文） 9 n-每件产品中该零件的数量（件 /台）； a%-备品的百分率； b%-废品的百分率。阀堵的年产量为 34500 件 /年，现通过计算，该零件的质量约为 1.2kg。根据生产类型的生产纲领及工艺特点，可以确定其生产类型为大批量生产。 3.1.3 毛坯种类及其制造方法的确定根据零件材料工具钢确定毛坯为棒料，有已知零件的生产纲领为 34500 件 /年，该零件的质量约为 1.2kg，可知，其生产类型为大批量生产。棒料尺寸为70mm，由采购部负责购买。 3.2 工艺路线的拟订 3.2.1 定位基准的选择由零件图可知，内孔是阀体的设计基准和装配基准。考虑到定位稳定、夹紧方案简单、可靠、操作方便等因素，故应选内孔作为精基准，后续的所有加工都选用它为基准，这样就遵行了基准统一的原则。 3.2.2 制定工艺路线制定工艺路线时其基本出发点是保证加工质量、提高生产率、降低成本。在该零件生产类型已确定为大批量生产的情况下，制定的工艺路线就应该符合生产类型的工艺特征。根据先面后孔、先主要表面后次要表面的加工原则，各表面与孔的加工应根据各表面的加工要求和各种加工方法能够达到的精度，确定各表面的加工方法：内孔及其端面用车床、外圆及其端面用车床、各小孔用钻床、各槽用加工中心。综合以上考虑，最终制定加工工艺路线如下：阀堵机械加工工艺路线工序工步工序内容简要说明 I 1 粗车端面保证尺寸 2 粗车外圆保证尺寸 033.0495.26 3 粗车外圆保证尺寸 045.05.67 4 钻孔保证尺寸 084.00205 切断保证尺寸 021.049.19 II 1 粗车端面保证尺寸 018.093.13 nts 本科生毕业设计（论文） 10 2 粗车外圆保证尺寸 045.052.64 III 1 半精车端面保证尺寸 0043.099.17 2 半精车外圆保证尺寸 0052.026.25 3 半精车台阶面保证尺寸 03.0044.4 4 粗镗内孔保证尺寸 13.008.21 IV 1 半精车端面保证尺寸 0043.003.13 2 半精车外圆保证尺寸 0052.002.63 V 1 精车端面保证尺寸 0011.079.16 2 精车外圆保证尺寸 0025.0159.25 3 精车台阶面保证尺寸 12.084.3 4 半精镗内孔保证尺寸 052.0094.21 VI 1 精车端面保证尺寸 0018.043.12 2 精车外圆保证尺寸 05.092.62 VII 1 精镗内孔保证尺寸 033.0004.22 VIII 1 磨内孔保证尺寸 0127.002199.22 IX 1 钻大盲孔 2 钻小盲孔 3 铰大盲孔 4 铰小盲孔 X 1 钻两通孔 2 铰两通孔 XI 1 钻两阶梯孔 2 铰两阶梯孔 XII 1 钻侧面盲孔 2 铰侧面盲孔 XIII 1 粗铣上表面各槽 2 精铣上表面各槽 XIV 1 粗铣下表面各槽 2 精铣下表面各槽 XV 1 精磨下表面保证尺寸 005.022.12 nts 本科生毕业设计（论文） 11 3.2.3 选择加工设备及工艺装备由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜以通用机床和工厂现有设备为主。其生产方式以通用机床加专用夹具为主。工件在各机床上的装卸及各机床的传送均由人工完成。 1. 整圆、车内孔及端面、车倒角。考虑到工件的定位夹紧方案问题，选择普通车床 C620-1 和数控车床 CK6132。夹具采用三爪卡盘和芯轴。 2. 钻孔、铰孔。采用的设备是摇臂钻床 Z3052，夹具采用专用夹具。 3. 磨内孔、磨平面。内孔采用内圆磨床 M2110，夹具采用三爪卡盘。平面采用平面磨床 M7350A，夹具采用电磁吸盘。 4. 铣上、下表面各槽。考虑到工序集中的原则，采用的设备是立铣加工中心 HAAS-Mini。夹具采用立铣加工中心专用夹具。 3.3 切削用量和工时定额的确定 3.3.1 基本计算公式的引用 1. 切削速度计算公式： vv yxpmvfatCv 式中 v 切削速度（ m/min） vC 系数 vv yxm 、指数 t 刀具耐用度 pa 背吃刀量（ /mm） f 进给量（ mm/r） 2. 主轴转速计算公式： w cdvn 1000 式中 n 主轴转速（ r/min） cv 切削速度（ m/min） wd 直径（ mm） 3. 时间定额计算公式： nts 本科生毕业设计（论文） 12 基本时间： nflllT wj 21 式中 wl 工件切削部分长度 1l 切入量取 0 3mm 2l 切出量取 0 3mm n 主轴转速 min/r f 进给量 rmm/ 辅助时间：jf TT %20作业时间：fjz TTT 3.3.2 各道工序的设计 (一 ) 工序工序简图工步 1 粗车端面 1. 加工条件工件材料： (M50)工具钢。机床：普通车床 C620-1。刀具： YT5 90 度偏刀。 2. 计算切削用量及工时定额 1.确定背吃刀量一次走刀 mmap 3.12.确定进给量根据参考文献 2可知，车刀刀杆尺寸 16 25，车削深度nts 本科生毕业设计（论文） 13 mmap 3 ， f=0.5 0.9mm/r，按 C620-1 机床的进给量取 f=0.52mm/r。 3. 计算切削速度根据参考文献 2 根据公式可知。 m in)/(6.75 mfat Cv vv yxpmv 4. 确定机床主轴转速 m i n )/(7.3 5 670 6

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