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1、-范文最新推荐-1 / 47四叶螺旋桨五坐标加工专用夹具设计及数控加工仿真四叶螺旋桨五坐标加工专用夹具设计及数控加工仿真摘要夹具的设计制造在整个制造生产准备工作中占有很重要的地位，它的设计与制造质量对保证产品质量有决定性的影响，由于当今市场竞争的激烈和企业信息化的需要，企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。同时，计算机数控仿真是应用计算机技术对数控加工操作过程进行模拟仿真的一门新技术。该技术面向实际生产过程的机床仿真操作，加工过程三维动态的逼真再现，对数控加工建立感性认识，可以反复动手进行数控加工操作，有效解决了因数控设备昂贵和有一定危险性。专用夹具的设计及仿真加工是提高企业的生产效率，使加
2、工能达到优质、高产、低成本的关键。5884 在此背景下，本文重点进行在四叶螺旋桨五坐标加工专用夹具设计的基础上，重点进行了利用VERICUT 仿真软件进行五轴加工中心的虚拟建模及数控加工仿真，主要内容如下：1、夹具设计此次针对四叶螺旋的加工进行专用夹具设计。想要制造出质量好的螺旋桨必须使用合适加工的专用夹具，并且十分了解螺旋桨的工作原理。根据螺旋桨的工作特性，本文主要设计三种夹具方案，并一一进行比较和改进。最终得到理想的理想的螺旋桨专用夹具。2、五轴加工中心建模VERICUT 是专为制造业设计的 CNC 数控机床加工仿真和优化软件工具。文章应用 VERICUT 建立机床、刀具和工件及夹具三维模
3、型。首先五轴加工中心各部件在 UG NX 中建模出来，导出 STL 文件，最终在 VERCICUT 仿真软件中将其装配，构造出虚拟机床。-范文最新推荐-3 / 473、数控加工仿真将螺旋桨加工的后处理加工代码程序导入数控机床中，观察加工是否可行。 3.NC machining simulationPropeller processing post-processing and processing code program into the CNC machine tools , observe the processing is feasible .Key Words：Machine Too
4、l Fixture Design；UG；Machine tool modeling; VERICUT;目录1 绪论 1 1.1 课题研究背景 11.2 文献综述及国内外研究状况 21.2.1 文献综述 21.2.2 国内四叶螺旋桨加工的加工方式 31.2.3 四叶螺旋桨在国外的研究状况 41.2.4 机床专用夹具的分类与组成 41.2.5 机床专用夹具设计国内外研究现状 61.2.6 机床专用夹具设计的发展方向 71.2.7 专用夹具研究的意义 81.2.8 数控加工仿真技术的研究现状 82 机床专用夹具的总体设计及方案拟定 12-范文最新推荐-5 / 472.1 机床介绍 122.1.1 机
5、床选择 122.1.2 机床的参数 122.2 专用夹具的设计 142.2.1 机床夹具设计的主要内容 142.2.2 夹具设计的方案拟定 163 基于 UG NX 的专用夹具建模 213.1 UG NX 软件介绍 213.2 专用夹具的实体建模 223.2.1 螺母造型设计 233.2.2 支承台、可胀心轴造型设计 243.2.3 零部件装配成专用夹具 254 基于 VERICUT 软件的仿真加工 264.1 VERICUT 软件介绍 264.1.1 VERICUT 系统主要功能 27 因此传统的夹具设计方法已不能满足现有的机械制造行业的发展需要。为了适应多品种、中、小批量生产模式对夹具快速
6、设计的需求，随着数控机床不断的广泛使用，越来越多的机械制造企业采用机床专用夹具。机床专用夹具是为加工某一零件的某一工序而专门设计的，加工之前，根据工件加工要求，所采用的机床以及夹具的设计原则，选取夹具元件，确定所选元件的位置关系，设计制造装配得到满足要求的夹具。机床专用夹具具有结构紧凑、刚性好、操作迅速、方便、应用面广、量大等优点2,由于机床的专用夹具满足批量的生产要求，它将成为制造企业提高生产率-范文最新推荐-7 / 47和赢得市场竞争的主要手段。传统的机床专用夹具设计是一种基于经验的夹具设计方法，需要经验丰富的夹具审计人员来完成，设计周期长，劳动量大，修改不便。效率低，因为传统的设计方法通
7、常没有利用 CAD 技术，给设计和修改带来了很大的不便，越来越不能适应现代制造的要求。但是，在制造业中，根据统计，超过 70%的夹具设计都来源于对现有的相似夹具修改而成。机床专用夹具的设计也不例外。一些大型的三维参数化 CAD 软件如 UG、Pro/E 、SolidiEdge 等均可提供专用的夹具设计的平台。计算机数控仿真是应用计算机技术对数控加工操作过程进行模拟仿真的一门新技术。该技术面向实际生产过程的机床仿真操作，加工过程三维动态的逼真再现，对数控加工建立感性认识，可以反复动手进行数控加工操作，有效解决了因数控设备昂贵和有一定危险性。专用夹具的设计及仿真加工是提高企业的生产效率，使加工能达
8、到优质、高产、低成本的关键。技巧以及加工质量分析，并建立数学模型。VERICUT 软件是美国 CGTECH 公司开发的数控仿真系统，由 NC 程序验证模块、机床运动仿真模块、优化路径模块、自动比较模块和 CAD/CAM 接口等模块组成，可仿真数控车床、铣床、加工中心等多种加工设备的数控加工过程，也能进行 NC 程序优化，缩短加工时间，检查过切、欠切，防止机床碰撞及刀具、夹具干涉等；具有真实的三维实体显示效果，可以对切削模型进行尺寸测量，并且保存切削模型供检验、后续工序切削加工；具有 CAD/CAM 接口，能实现于 UG、Master CAM 等软件的嵌套运行。VERICUT 的数控仿真过程一般
9、包括虚拟机床建模（建立机床运动学模型，建立机床的几何模型） 、毛坯及夹具建模（夹具建模的主要目的是检测夹具与机床的其他运动部件之间的干涉和碰撞） 、刀具建模（为了使建立的数控加工仿真机床模型能适应不同的加工程序，需要建立特定机床模型所使用的所有刀具的刀具库） 、设定系统参数（为了正确的对 NC 程序进行仿真，还需要在 VERICUT 中进行诸如工件编程原点和刀具补偿等一些仿真系统参数的设置） 、加工仿真以及对仿真结果分析与优化等。使用 UG 和VERICUT 相结合的方法对数控加工进行虚拟的模型-范文最新推荐-9 / 47与仿真，效果逼真。使用这种方法可以预先对加工过程惊醒模拟，对程序进行检验
10、与优化。通过对VERICUT 模型中的几何参数，加工信息进行测量以及对设计模型与 VERICUT 仿真加工模型数据比较，以保证最后生成的 NC 代码能在实际的机床上安全、快速、可靠地运行，并且提高加工效率，缩短生产周期。因此在生产加工中起到至关重要的作用。 （1）通用夹具通用夹具是指结构、尺寸已规格化，且具有一定的通用性的夹具，如三招自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、中心架、电磁吸盘等。其特点是适用性强、不需调整或者稍加调整即可装夹一定形状范围内的各种工件。这类夹具已商品化，且成为机床附件。采用这类夹具可缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而降低生产成本。其缺点是夹具的加工精度不高。
11、生产率也低，且较难装夹形状复杂的工件，故适用单件小批量生产中。（2）专用夹具专用夹具是针对每一工件的某一工序的加工需求而专门设计和制造的夹具。其特点是针对性极强，没有通用性。在产品相对稳定、批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具的设计制造周期较长，随着现代多品种及中、小批生产的发展，专用夹具在适应性和经济性等反面已产生许多问题。（3）可调夹具可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。对不同类型和尺寸的工件，只需要要调整或者更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。他一般又分为通用可调夹具和成组夹具两种。通用可调夹具的通用性范围大，
12、适用性广，加工对象不太固定。成组夹具是专门为成组工艺中某组零件设计的，调整范围仅限于本组内的工件，可调夹具在多品种、小批量生产中得到广泛应用。-范文最新推荐-11 / 47（4）组合夹具组合家具是一种模块化的夹具，并已商品化。标准的模块元件具有较高的精度和耐磨性，可组装成各种夹具，家具用毕即可拆卸，留待组装新的夹具。由于使用组合家具可缩短生产准备周期，元件能重复多次使用，并具有可减少专用夹具数量等优点；因此组合家具在单件、中小批多品种生产和数控加工中，是一种较经济的夹具。 (1) 高效化高效化夹具主要用来减少加工工件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。如瑞典 3R 夹具
13、仅用 1 分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正、美国 Jergens(杰金斯) 公司的球锁装夹系统，1 分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上。 (2) 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±01 7；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为 。(3) 模块化夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。(4) 智能化智能化夹具最初主要应用的是专家系统，利用人工智能技术将各种技术综合应用，有助于提高机床夹具的设计效率。(5) 柔性化-范文最新推荐-13 / 47机床夹具的柔性化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、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具当前夹具发展的重要方向。(6) 集成化机床夹具设计是生产准备的重要部分。确定该工序所使用的夹具，给出夹具的装配图和零件图是连接设计与加工的纽带，实现与 CAPP 的集成。集成化是夹具设计发展的必然方向
