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1、目目 录录1 引言.11.1 CAD/CAM 的应用 .11.2 课题研究的背景和意义.21.2.1 本课题的来源.21.2.2 研究现状和将要采用的方法.21.2.3 本课题研究的目的和意义.32 研究思路.32.1 课题主要任务和拟采用的手段.32.1.1 具体工作要求.32.1.2 采用的方法和手段.42.2 零件结构分析.42.3 加工工艺方案的制定.42.3.1 定位基准的选择.42.3.2 加工方法的选择.52.3.3 加工路线的确定.52.4 夹具设计原则.62.5 刀具和加工机床的选择.62.6 CAD/CAM 在本课题里的应用 .72.6.1 CAD 技术的应用 .72.6.
2、2 CAM 技术应用 .83 研究内容.83.1 利用 AutoCAD 软件绘制弹翼草图.93.2 利用 Pro/E 做弹翼产品实体造型.93.2.1 弹翼曲面的生成.93.2.2 翼尖部分的曲面造型.123.2.3 弹翼翼面实体的生成.133.2.4 弹翼实体的生成.133.3 模具的造型.163.4 利用 Pro/E 自动编程.173.5 夹具设计.233.5.1 工件在夹具上的定位.233.5.2 工件在夹具上的夹紧.243.5.3 具体夹具的设计.254 创新点.265 结论.26附录.28参考文献.61致谢.621 1 引言引言1.11.1 CAD/CAMCAD/CAM 的应用的应用
3、计算机的出现和发展实现了将人类从烦琐的脑力劳动中解放出来的愿望。从20世纪60年代初第一个CAD系统问世以来，经过30多年的发展，CAD/CAM技术在理论上、实际应用上已日趋成熟，尤其进入20世纪80年代以后，硬件技术的飞速发展使软件在系统中占有越来越重要的地位 。目前CAD/CAM软件已经发展成为一个受人瞩目的高技术产业，并广泛应用在机械、电子、航空、航天、船舶、汽车、纺织、轻工、建筑等行业。据统计美国大型汽车业的100%，电子行业的60%，建筑行业的40%采用CAD/CAM技术，例如美国的波音777已经100%实现数字三维实体设计制造，实现了无图纸制造1。随着市场竞争的日夜激烈，用户对产品
4、的质量、成本、研发时间提出了越来越高的要求，而CAD/CAM技术就是提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品生产成本的强有力手段。导弹弹翼作为导弹总体结构中关键零部件之一，其设计制造直接关系到整个导弹的质量、成本和研发周期。与传统的设计制造相比， CAD/CAM能准确设计制造出导弹弹翼，使其产品质量大大提高。导弹弹翼的CAD/CAM还缩短了设计制造周期，节约了大量人力劳动，从而降低了成本。事实证明CAD/CAM技术是加快产品更新换代，增强企业竞争力最有效的手段。目前CAD/CAM技术已经成为衡量一个国家工业现代化水平高低的主要标志。因此，我们应该抓紧时间，结合国情，积极开展CAD/CAM的
5、研究和推广工作，提高企业竞争能力，加速企业现代化的进程2。CAD/CAM技术随着其推广应用和数字化设制造技术的发展，已逐渐从一门新兴技术发展成为一种高新技术产业，所以CAD/CAM技术也是未来工程技术人员必须掌握的基本工具。现代制造技术是传统制造工艺技术不断吸收机电、信息、材料、能源及现代管理技术的最新成果，将其综合运用于制造全过程，实现优质高效、低耗、清洁、污物和灵活的柔性生产，从而取得理想的经济效果3 。近 20 年，随着科学技术特别是微电子技术和计算机技术的飞速发展，使得传统的机械制造技术发生了极为广泛和深刻的变化，表现为：1）新材料和难加工材料的不断涌现和使用，极大的刺激和推动了制造技
6、术的发展，出现了一系列新工艺、新技术，解决了传统制造技术难以解决的加工问题；2）产品零件的加工精度和表明质量要求越来越高，使得超精加工得以迅猛发展，作用日益突出，实现超精加工的方法也日趋增多和完善；3）为适应日趋激烈的市场竞争，生产的自动化程度和适应能力得到空前提高。以成组技术（GT） 、计算机辅助制造（CAM） 、柔性制造技术（FMS） 、计算机集成制造系统（CIMS）等为代表的机械制造系统自动化技术，已经成为当代举世瞩目的高新技术41.21.2 课题研究的背景和意义课题研究的背景和意义1.2.1 本课题的来源过去在 CAD/CAM 出现以前，产品从设计到加工都是靠人工完成，与现阶段采用的先
7、进技术相比较，先前的产品完成方法在图纸绘制、设计计算、工艺设计、加工制造等每一步都存在很大误差，其叠加起来的总误差就可想而知了。另外由于每一步都靠人工介入完成，使得产品误差大小的确定、产品质量一致性成了难以解决的问题。随着科学技术的发展，产品的制造技术越来越难以达到现代化产品的要求，落后的设计加工方法终将会被先进技术所取代5。CAD、CAE、CAPP、CAM 等辅助软件及系统的出现给传统制造业带来了具有重大意义的发展。到目前为止越来越多的企业采用计算机辅助生产过程，并取得相当好的成绩，为生产力的提高作出了巨大的贡献。但是沿用传统设计，加工方法的企业仍占有相当大的比例，新技术的应用还有待普及。传
8、统设计、加工方法的弊端是显而易见的。例如在工艺设计方面，以前主要靠工艺师多年工作经验总结出来的经验来进行，因此，工艺规程的设计质量完全取决于工艺人员的技术水平和经验，编出来的工艺规程一致性差，也不可能得到最佳方安。这样的弊端在产品设计到加工过程中的其他环节也是普遍存在的6。也正是由于这反复们的原因阻碍了产品向高质量的发展。然而，从理论和实践中得到证明：CAD/CAM 等辅助软件及系统的用可以削弱甚至消除某些弊端。由此可见，新技术的学习和研究对于制造业的工作人员是很有必要的。1.2.2 研究现状和将要采用的方法目前，我国大部分生产厂家都是用普通机床进行生产，这样的生产导致生产效率低，生产成本高，
9、资源浪费大。本文所研究的曲面，在大部分生产厂家还是采用传统的靠模的加工方法，这种加工方法不光加工效率极低，成本极高，而且很难保证加工精度，这些因素就决定了这种加工方法必将被淘汰，而一种新的加工方法必将出现，以取代这种落后的加工方法7。CAD/CAM 的出现就是趋于这种必然，它已成为提高产品质量和提高劳动生产率的一种必不可少的手段。本课题所研究的弹翼曲面加工精度要求高，是传统加工工艺很难加工的，为了提高产品的生产效率和加工精度，本课题将选用计算机辅助设计和制造的方法来完成弹翼模具的设计和加工，即采用 CAD/CAM 技术对弹翼进行设计制造。1.2.3 本课题研究的目的和意义CAD/CAM技术随着
10、其推广应用和数字化设制造技术的发展，已逐渐从一门新兴技术发展成为一种高新技术产业，所以CAD/CAM技术也是未来工程技术人员必须掌握的基本工具。本课题选自学科的科研项目，目的是掌握先进的科学技术，并应用该技术进行实际工程设计制造，同时对导弹的关键零部件结构设计、自动编程技术和数控加工技术有一个初步的了解，加深对学过的专业知识巩固和应用，为以后参加实际工作打下良好基础。2 2 研究思路研究思路2.12.1 课题主要任务和拟采用的手段课题主要任务和拟采用的手段2.1.1 具体工作要求本课题主要研究弹翼模具的设计制造，其具体任务是：1）以计算机三维实体仿真的形式完成弹翼模型。2）利用 Pro/E 完成弹翼模具的设计。3）以工程图纸的形式完成一套夹具设计，并附带设计说明（包括采用结构的理论依据，设计过程的分析计算步骤等） 。4）利用 Pr
