香煙橫包機(jī)右支架工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì),香煙,包機(jī),支架,工藝,規(guī)程,夾具,設(shè)計(jì) 學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 作者簽名： 日期： 導(dǎo)師簽名： 日期： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 I、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目： 右支架零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及裝備設(shè)計(jì) II、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求： 1．零件圖； 2．年生產(chǎn)綱領(lǐng)：中等批量； 3．完成煙機(jī)右支架零件的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)； 4．完成2套或以上的工藝夾具設(shè)計(jì)，畫出裝配圖和主要零件圖。 III、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成時(shí)間： 1．繪制零件圖，收集、查閱有關(guān)資料，外文翻譯(6000實(shí)詞以上)，撰寫開題報(bào)告； 3.1 －3.26 4周 2．對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械加工工藝分析，確定工藝方案論證； 3.29 －4.9 2周 3．工藝參數(shù)計(jì)算，完成零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4.12－4.30 3周 4．設(shè)計(jì)夾具裝配圖，拆繪主要零件圖； 5.3 －6.4 5周 5．撰寫畢業(yè)論文、畢業(yè)論文審查、畢業(yè)答辯。 6.7 －7.2 4周 Ⅳ 、主 要參考資料： [1]．趙志修 . 機(jī)械制造工藝學(xué)[M] . 機(jī)械工業(yè)出版社，1988 [2]．李洪 . 機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M] . 北京出版社，1994 [3]．東北重型機(jī)械學(xué)院等 . 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，第二版[M] . 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998 [4]. 艾新，肖詩(shī)綱 . 切削用量手冊(cè)[M] . 機(jī)械工業(yè)出版社，1985. [5]. Wang Xiankui, Liu Chengying, Li Zhizhong,ect. THCAPP: Computer Aided Process Planning System in an Integrated Environment. Tsinghua Science and Technology, 1996.1(2): 119-123. 系 航空工程 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 0681053 學(xué)生（簽名）： 鄭帥棟 日期： 自 2010 年 3 月 1 日至 2010 年 7 月 2 日 指導(dǎo)教師（簽名）： 羅海泉 助理指導(dǎo)教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分)： 航空工程 系（室）主任（簽名）：姚坤弟 附注:任務(wù)書應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書首頁(yè)。 裝 訂 線 …………………………　………………………………………　　…………………………………………　　……………………………… 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn) 品 型 號(hào) YBY22 零 件 圖 號(hào) YBY22.12.04-14 產(chǎn) 品 名 稱 香煙橫包機(jī) 零 件 名 稱 右支架 材料牌號(hào) ZL106 毛坯種類 鑄 件 毛坯尺寸 230×180×45 每坯件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 工 序 號(hào) 工 序 內(nèi) 容 加 工 車 間 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 單件工進(jìn) (min) 名 稱 型 號(hào) 名 稱 代 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 05 領(lǐng)取鑄造毛坯及檢驗(yàn) 鑄造車間 10 退 火 熱處理車間 15 銑底面 機(jī)加工車間 銑床 X52K 專用夾具 硬質(zhì)合金鑲齒端銑刀 游標(biāo)卡尺 2.56 20 銑前端面 機(jī)加工車間 銑床 X52K 專用夾具 硬質(zhì)合金鑲齒端銑刀 2.73 25 銑后端面 機(jī)加工車間 銑床 X52K 專用夾具 硬質(zhì)合金鑲齒端銑刀 游標(biāo)卡尺 1.51 30 銑A、B、C面 機(jī)加工車間 銑床 X52K 專用夾具 硬質(zhì)合金鑲齒端銑刀 游標(biāo)卡尺 1.62 35 銑D、E面 機(jī)加工車間 銑床 X52K 專用夾具 硬質(zhì)合金鑲齒端銑刀 游標(biāo)卡尺 1.52 40 銑G、F、H、I面 機(jī)加工車間 銑床 X52K 專用夾具 硬質(zhì)合金鑲齒端銑刀 游標(biāo)卡尺 1.60 45 銑J面 機(jī)加工車間 銑床 X52K 專用夾具 硬質(zhì)合金鑲齒端銑刀 游標(biāo)卡尺 1.66 50 銑K面 機(jī)加工車間 銑床 X52K 專用夾具 硬質(zhì)合金鑲齒端銑刀 游標(biāo)卡尺 1.23 55 鏜￠23H7孔及倒角 機(jī)加工車間 鏜床 T68 專用夾具 硬質(zhì)合金鏜刀 游標(biāo)卡尺 0.98 設(shè)計(jì)者 鄭帥棟 指導(dǎo)教師 羅海泉 共 4 頁(yè) 第 1 頁(yè) 裝 訂 線 …………………………　………………………………………　　…………………………………………　　……………………………… 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn) 品 型 號(hào) YBY22 零 件 圖 號(hào) YBY22.12.04-14 產(chǎn) 品 名 稱 香煙橫包機(jī) 零 件 名 稱 右支架 材料牌號(hào) ZL106 毛坯種類 鑄 件 毛坯尺寸 230×180×45 每坯件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 工 序 號(hào) 工 序 內(nèi) 容 加 工 車 間 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 單件工進(jìn) (min) 名 稱 型 號(hào) 名 稱 代 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 60 鏜￠22H7孔及倒角 機(jī)加工車間 鏜床 T68 專用夾具 硬質(zhì)合金鏜刀 游標(biāo)卡尺 0.98 65 鏜￠52H7孔及倒角 機(jī)加工車間 鏜床 T68 專用夾具 硬質(zhì)合金鏜刀 游標(biāo)卡尺 0.98 70 鏜后端面兩個(gè)槽 機(jī)加工車間 鏜床 T68 專用夾具 硬質(zhì)合金鏜刀 游標(biāo)卡尺 0.34 75 劃線各加工孔 鉗工車間 劃線工具 80 锪平￠18孔 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 硬質(zhì)合金锪鉆 φ18mm 0.05 85 鉆、精鉸2—￠6H7孔 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 硬質(zhì)合金鉆刀、鉸刀 φ5.8mm、φ6mm 0.8 90 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸孔￠11孔 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 硬質(zhì)合金鉆刀、鉸刀 φ9.8mm、φ11mm 0.62 95 锪平￠15孔 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 硬質(zhì)合金锪鉆 φ15mm 0.03 100 鉆、鉸孔2-￠9孔 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 硬質(zhì)合金鉆刀、鉸刀 φ8.8mm、φ9mm 0.94 105 鉆、鉸后端面孔￠10H8 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 硬質(zhì)合金鉆刀、鉸刀 φ8.8 mm、φ10 mm 0.68 110 鉆底面螺紋M10-H7底孔￠8.5mm 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 硬質(zhì)合金鉆刀 φ8.5 mm 0.46 115 攻底面螺紋M10-H7 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 機(jī)動(dòng)絲錐 φ10mm 0.57 設(shè)計(jì)者 鄭帥棟 指導(dǎo)教師 羅海泉 共 4 頁(yè) 第 2 頁(yè) 裝 訂 線 …………………………　………………………………………　　…………………………………………　　……………………………… 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn) 品 型 號(hào) YBY22 零 件 圖 號(hào) YBY22.12.04-14 產(chǎn) 品 名 稱 香煙橫包機(jī) 零 件 名 稱 右支架 材料牌號(hào) ZL106 毛坯種類 鑄 件 毛坯尺寸 230×180×45 每坯件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 工 序 號(hào) 工 序 內(nèi) 容 加 工 車 間 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 單件工進(jìn) (min) 名 稱 型 號(hào) 名 稱 代 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 120 鉆側(cè)面螺紋2-M6-7H底孔￠5mm 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 硬質(zhì)合金鉆刀 φ5mm 0.64 125 鉆側(cè)面螺紋M8-7H底孔￠6.7mm 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 硬質(zhì)合金鉆刀 φ6.7mm 0.32 130 鉆側(cè)面螺紋M4-7H底孔￠2.8mm 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 硬質(zhì)合金鉆刀 φ2.8mm 0.32 135 攻左側(cè)面螺紋2-M6-7H 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 機(jī)動(dòng)絲錐 φ6mm 0.64 140 攻左側(cè)面螺紋M8-7H 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 機(jī)動(dòng)絲錐 φ8mm 0.32 145 攻左側(cè)面螺紋M4-7H 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 機(jī)動(dòng)絲錐 φ4mm 0.32 150 鉆后端面螺紋2-M3-7H底孔￠1.3 mm 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 硬質(zhì)合金鉆刀 φ1.3mm 0.28 155 攻后端面螺紋2-M3-7H深8 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 機(jī)動(dòng)絲錐 φ3mm 0.68 160 鉆斜面螺紋3-M6H8底孔￠5 mm 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 硬質(zhì)合金鉆刀 φ5mm 0.96 165 攻斜面螺紋3-M6H8 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 機(jī)動(dòng)絲錐 φ6mm 0.96 170 鉆右端面上螺紋M6-7H底孔￠5 mm 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 硬質(zhì)合金鉆刀 φ5mm 0.32 175 攻右端面上螺紋M6-7H底孔 機(jī)加工車間 鉆床 Z515 專用夾具 機(jī)動(dòng)絲錐 φ6mm 0.32 設(shè)計(jì)者 鄭帥棟 指導(dǎo)教師 羅海泉 共 4 頁(yè) 第 3 頁(yè) 裝 訂 線 …………………………　………………………………………　　…………………………………………　　……………………………… 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn) 品 型 號(hào) YBY22 零 件 圖 號(hào) YBY22.12.04-14 產(chǎn) 品 名 稱 香煙橫包機(jī) 零 件 名 稱 右支架 材料牌號(hào) ZL106 毛坯種類 鑄 件 毛坯尺寸 230×180×45 每坯件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 工 序 號(hào) 工 序 內(nèi) 容 加 工 車 間 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 單件工進(jìn) (min) 名 稱 型 號(hào) 名 稱 代 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 180 終檢 機(jī)加工車間 設(shè)計(jì)者 鄭帥棟 指導(dǎo)教師 羅海泉 共 4 頁(yè) 第 4 頁(yè) 香煙橫包機(jī)右支架工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：鄭帥棟 班級(jí)：068105337 指導(dǎo)老師：羅海泉 摘要：本課題是香煙橫包機(jī)右支架的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)和鏜床鏜模設(shè)計(jì)，因?yàn)榱慵旧聿皇呛軓?fù)雜，而且加工精度不是很高，所以其工藝簡(jiǎn)單。通過(guò)對(duì)零件的工藝分析，設(shè)計(jì)了工藝規(guī)程，確定了其毛坯的制造形式、加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝路線、機(jī)械加工余量和各工序的切削用量及基本工時(shí)，也確定了選用的刀具與機(jī)床。為提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，設(shè)計(jì)了三個(gè)平行孔的專用夾具，基于零件的幾何形狀，設(shè)計(jì)其夾具為T68鏜床上的專用鏜模，通過(guò)對(duì)其定位基準(zhǔn)、引刀方式、夾緊方案的選擇，最終確定了主要用于加工零件的孔系的鏜模，它依靠專用的導(dǎo)向元件——鏜套引導(dǎo)鏜孔刀具，保證了加工達(dá)到了較高的位置精度，并使鏜孔的位置精度不受機(jī)床精度的影響，利用其夾具精加工孔系時(shí)保證了平行孔軸線距誤差小于±0.02mm；平行孔的不平行或不垂直度小于0.01/200；平行孔不同軸度誤差小于0.01mm。 關(guān)鍵詞：加工工藝，夾具，加工精度，鏜模 指導(dǎo)老師簽名： The right support cigarettes horizontal packaging machine’s Technology of order and Fixture design Student name : zhengshuaidong Class:0681053 Supervisor: Luo Haiquan Abstract:The issue is the right of cigarettes Wang charter stent machining process design and boring - boring machine design, because parts itself is not very complicated and machining accuracy is not very high, so its simple process. Part of the process analysis, design of process in order and set its rough form the manufacture, processing benchmarks and design criteria, process line, machinery allowance and the amount of the cutting process and the basic hours of work, defines the use of knives and machine tools. To improve labor productivity and reduce labor intensity, the three parallel design Kong special fixture, Based on the geometry of components, fixture design for its T68 Boring Boring on the dedicated mode, through its positioning benchmarks primers knife, the choice of clamping program, and the final of the main components for the processing of boring holes mold, It relies on a dedicated oriented components -- guide sets Boring Boring Tool ensure that the processing to achieve a higher position accuracy, Boring enable the location accuracy from the impact of precision machine tools, use their fixture finishing holes at ensuring the parallel hole axis from the error is less than ± 0.02 mm; The parallel hole parallel or vertical is less than 0.01/200; Hole different parallel axis error of less than 0.01 mm. Keywords：Processing ，F(xiàn)ixture，Precision Machining，Boring die， Signature of supervisor: 機(jī)械制造工藝規(guī)程 零件圖號(hào) YBY22.12.04-14 零件名稱 右支架 班 級(jí) 0681053 姓 名 鄭帥棟 指導(dǎo)老師 羅 海 泉 2010年 05月 21 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題目香煙橫包機(jī)右支架工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 068105337 學(xué) 生 姓 名 鄭帥棟 指 導(dǎo) 教 師 羅海泉 填 表 日 期 2010 年 05 月 20 日 說(shuō) 明 開題報(bào)告應(yīng)結(jié)合自己課題而作，一般包括：課題依據(jù)及課題的意義、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。以下填寫內(nèi)容各專業(yè)可根據(jù)具體情況適當(dāng)修改。但每個(gè)專業(yè)填寫內(nèi)容應(yīng)保持一致。 一、選題的依據(jù)及意義： 制造業(yè)特別是機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營(yíng)管理模式乃至社會(huì)的組織結(jié)構(gòu)和文化。由于中國(guó)潛在的巨大市場(chǎng)和豐富的勞動(dòng)力資源，世界的制造業(yè)正在向中國(guó)轉(zhuǎn)移，中國(guó)正在成為世界的制造大國(guó). 現(xiàn)代制造技術(shù)是以傳統(tǒng)制造技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)交叉融合的結(jié)果，是一個(gè)集機(jī)械、電子、信息、材料與管理技術(shù)于一體的新型交叉學(xué)科，它使制造技術(shù)的技術(shù)內(nèi)涵和水平發(fā)生了質(zhì)的變化。 1999年國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（CIRP）第46屆年會(huì)主席吉川教授（日本）在報(bào)告中指出，世界上各個(gè)發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)經(jīng)濟(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)，主要是制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。在各個(gè)國(guó)家企業(yè)生產(chǎn)力的構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占55%~65%，日本及亞洲四小龍的發(fā)展，在很大程度上都是依靠他們重視制造技術(shù)。 發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家，例如美國(guó)、日本、德國(guó)、瑞士等國(guó)的專家、教授已將制造科學(xué)與信息科學(xué)、材料科學(xué)、生物科學(xué)一起列為當(dāng)今時(shí)代四大支柱之一。而美國(guó)由于近年來(lái)缺乏對(duì)制造科學(xué)的重視，使他們?cè)S多產(chǎn)品缺乏競(jìng)爭(zhēng)能力。為此，美國(guó)政府已將先進(jìn)制造計(jì)劃列為國(guó)家預(yù)算唯一重點(diǎn)支持的科技領(lǐng)域，這已經(jīng)引起美國(guó)、歐洲、日本在制造技術(shù)上新一輪的競(jìng)爭(zhēng)。 制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)和工業(yè)化的產(chǎn)業(yè)主體，是社會(huì)進(jìn)步與富民強(qiáng)國(guó)之本。任何一個(gè)大國(guó)（我不是說(shuō)像新加坡這樣的城市國(guó)家）為了自身的發(fā)展和安全，都將裝備制造業(yè)的發(fā)展和升級(jí)作為國(guó)家戰(zhàn)略來(lái)對(duì)待，高度發(fā)達(dá)的裝備制造業(yè)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的必備條件，也是一個(gè)國(guó)家綜合競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志。制造業(yè)在中國(guó)現(xiàn)階段至少有五個(gè)方面的作用：第一是我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)；第二是推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)；第三是科技創(chuàng)新的重要載體；第四是勞動(dòng)就業(yè)的主要部門；最后也是國(guó)家安全的一個(gè)基本保證。中國(guó)制造業(yè)在改革開放25年間得到了快速的增長(zhǎng)，就是中國(guó)進(jìn)出口是平衡的。中國(guó)制造業(yè)也面臨非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因?yàn)槲覀円咭粭l新型工業(yè)化的道路，就必須要以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，工業(yè)化促進(jìn)信息化，走出一條科技含量高，經(jīng)濟(jì)效益好，資源消耗低，環(huán)境污染少，人力資源得到充分利用、充分發(fā)揮的新型工業(yè)化道路，這是我們的目標(biāo)。 一般人只認(rèn)識(shí)到機(jī)械制造工業(yè)必須依靠信息科學(xué)、材料科學(xué)來(lái)改造自己，這只是問(wèn)題的一方面；而另一方面，信息科學(xué)、材料科學(xué)也必須依賴制造技術(shù)來(lái)取得的進(jìn)展。例如，在計(jì)算機(jī)發(fā)展中最關(guān)鍵的問(wèn)題高密集度的大規(guī)模集成電器與存儲(chǔ)器件的制做，有賴于制造技術(shù)的發(fā)展。 當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造廠（公司）第一線工程技術(shù)人員主力大部分是20世紀(jì)八十年代的機(jī)械制造及其工藝裝備專業(yè)的畢業(yè)生。在學(xué)校學(xué)習(xí)的知識(shí)是西方發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)四十年代的制造技術(shù)，知識(shí)已非常陳舊；而且工廠實(shí)習(xí)的設(shè)備和制造技術(shù)已老化。 我所選擇的題目就是通過(guò)優(yōu)化工藝和設(shè)計(jì)專業(yè)夾具來(lái)達(dá)到提高生產(chǎn)率和減小加工誤差的目的，這一課題可以把我四面來(lái)學(xué)到的機(jī)械制造知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐也是對(duì)我學(xué)習(xí)的一次檢驗(yàn)。 二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）： 在制造業(yè)自動(dòng)化發(fā)展方面，發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)械制造技術(shù)已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)水平，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造系統(tǒng)自動(dòng)化。產(chǎn)品設(shè)計(jì)普遍采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD) 、計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品工程(CAE) 和計(jì)算機(jī)仿真等手段，企業(yè)管理采用了科學(xué)的規(guī)范化的管理方法和手段，在加工技術(shù)方面也已實(shí)現(xiàn)了底層的自動(dòng)化，包括廣泛地采用加工中心(或數(shù)控技術(shù)) 、自動(dòng)引導(dǎo)小車(AGV) 等。我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還非常低，大約落后20 年。近十幾年來(lái)，我國(guó)大力推廣應(yīng)用CIMS 技術(shù)，20 世紀(jì)90 年代初期已建成研究環(huán)境，包括有CIMS 實(shí)驗(yàn)工程中心和7 個(gè)開放實(shí)驗(yàn)室。在全國(guó)范圍內(nèi)，部署了CIMS 的若干研究項(xiàng)目，諸如CIMS 軟件工程與標(biāo)準(zhǔn)化、開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與發(fā)展戰(zhàn)略，CIMS 總體與集成技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動(dòng)化、工藝設(shè)計(jì)自動(dòng)化、柔性制造技術(shù)、管理與決策信息系統(tǒng)、質(zhì)量保證技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及系統(tǒng)理論和方法等專題。各項(xiàng)研究均取得了豐碩成果[7]。 現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的機(jī)械制造業(yè)，即所謂的機(jī)械加工。它是集機(jī)械、電子、光學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)、生物科學(xué)、激光學(xué)、管理學(xué)等最新成就為一體新技術(shù)與新興工業(yè)的綜合體。 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)不僅在他的信息處理與控制等方面運(yùn)用了微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光加工技術(shù)；而且在加工機(jī)理、切削過(guò)程乃至所用的刀具也無(wú)不滲透著當(dāng)代的高新技術(shù)。例如激光加工通過(guò)控制激光束與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以在一臺(tái)機(jī)床上加工孔、槽、二、三維曲面等各種形狀，完成鉆、鏜、銑等動(dòng)作。它可能引起21世紀(jì)初機(jī)械加工的一場(chǎng)新的革命——激光切削、焊接、剪裁、成形加工等。例如，在激光束作用下使板料彎曲、激光快速找正、激光測(cè)量等技術(shù)有許多已在美國(guó)、日本、西德等汽車工業(yè)、計(jì)算機(jī)工業(yè)、家用電器工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，并獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對(duì)夾具的制造精度要求更高。為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來(lái)越多。夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件快速組裝成各種夾具已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)、節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。專家建議組合夾具行業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)[3]。 21世紀(jì)實(shí)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展總趨勢(shì)為"四化"：柔性化--使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要。靈捷化--使生產(chǎn)推向市場(chǎng)準(zhǔn)備時(shí)間縮為最短，使機(jī)械制造廠機(jī)制能靈活轉(zhuǎn)向。智能化--柔性自動(dòng)化的重要組成部分，它是柔性自動(dòng)化的新發(fā)展和延伸。人類不僅要擺脫繁重的體力勞動(dòng)，而且要從繁鎖的計(jì)算、分析等腦力勞動(dòng)中解放出來(lái)，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動(dòng)，智能化促進(jìn)柔性化，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應(yīng)能力。信息化--機(jī)械制造業(yè)將不再是由物質(zhì)和能量借助于信息的力量生產(chǎn)出價(jià)值，而是由信息借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價(jià)值。因此，信息產(chǎn)業(yè)和智力產(chǎn)業(yè)將為社會(huì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。機(jī)械制造也將是由信息主導(dǎo)的，并采用先進(jìn)生產(chǎn)模式、先進(jìn)制造系統(tǒng)、先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)組織管理方式的全新的機(jī)械制造業(yè)。21世紀(jì)初機(jī)械制造業(yè)的重要特征表現(xiàn)在它的全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造等。 制造技術(shù)不僅是衡量一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志,也是國(guó)際間科技競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)。我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,制造技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。只有跟上發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的世界潮流,將其放在戰(zhàn)略優(yōu)先地位,并以足夠的力度予以實(shí)施,才能盡快縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距,才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。總之,在我國(guó)研究和發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)勢(shì)在必行。 三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案： 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題及其主要設(shè)計(jì)內(nèi)容： 本課題的任務(wù)是：香煙橫包機(jī)右支架的機(jī)械加工工藝與工裝設(shè)計(jì)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，全面復(fù)習(xí)、鞏固機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)以及相關(guān)課程的基本知識(shí)，并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決機(jī)械加工中的工藝、工藝裝備等實(shí)際設(shè)計(jì)問(wèn)題，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。主要內(nèi)容包括：機(jī)械制造工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)方法，切削用量的確定、刀具與機(jī)床的選用、熱處理方法的確定；夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法；用CAD軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)；鏜模夾具裝配圖與零件圖設(shè)計(jì)等等。 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的總體思路 （1）零件的工藝分析 ①毛坯的選擇 ②主要表面和定位基準(zhǔn)的選擇 ③主要表面的加工 ④次要表面的加工 （2）確定零件的工藝規(guī)程 （3）鏜模的設(shè)計(jì) （4）夾具裝配圖與零件圖的設(shè)計(jì) （5）撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （6）答辯 3 初步擬定的設(shè)計(jì)方案 （1) 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)的初步方案 根據(jù)先選擇的毛坯擬定加工路線，選擇各工序所用設(shè)備，選擇各工序所用刀刃量具及工夾具，確定各工序的加工余量、加工要求和繪制工序簡(jiǎn)圖，確定重要工序的切削用量和工時(shí)定額，最后填寫工藝文件。初步擬定的工藝方案為：毛坯→粗加工→時(shí)效→精加工；Φ52H7， Φ23H7 ，Φ22H7平行孔系工藝方案為：粗鏜→時(shí)效→精鏜； （2）鏜模設(shè)計(jì)的初步方案 ①工件的定位方法：工件以底面和孔Φ52H7為定位基準(zhǔn)，安裝在鏜模上定位 ②夾緊方式及夾緊機(jī)構(gòu)：用壓板、墊圈和螺母將工件夾緊，即用螺旋式夾緊機(jī)構(gòu) ③刀具的導(dǎo)向方式：用鏜套及鏜模支架等 四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度 基本使工藝路線達(dá)到最優(yōu)化的程度，設(shè)計(jì)的夾具有比較多的創(chuàng)新并滿足裝夾要求。 1． 繪制零件圖，收集、查閱有關(guān)資料，外文翻譯(6000實(shí)詞以上)，撰寫開題報(bào)告 3.1 －3.26 4周 2．對(duì)零件進(jìn)行機(jī)械加工工藝分析，確定工藝方案論證； 3.29 －4.9 2周 3．工藝參數(shù)計(jì)算，完成零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4.12－4.30 3周 4．設(shè)計(jì)夾具裝配圖，拆繪主要零件圖； 5.3 －6.4 5周 5．撰寫畢業(yè)論文、畢業(yè)論文審查、畢業(yè)答辯。 6.7 －7.2 4周 五、參考文獻(xiàn) [1]．趙志修 . 機(jī)械制造工藝學(xué)[M] . 機(jī)械工業(yè)出版社，1988 [2]．李洪 . 機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M] . 北京出版社，1994 [3]．東北重型機(jī)械學(xué)院等 . 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，第二版[M] . 上海科學(xué)技術(shù)出版社，1998 [4]．艾新，肖詩(shī)綱 . 切削用量手冊(cè)[M] . 機(jī)械工業(yè)出版社，1985. [5]．Wang Xiankui, Liu Chengying, Li Zhizhong,ect. THCAPP: Computer Aided Process Planning System in an Integrated Environment. Tsinghua Science and Technology, 1996.1(2): 119-123. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目：香煙橫包機(jī)右支架工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 科技學(xué)院 專業(yè)名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)學(xué)號(hào)： 068105337 學(xué)生姓名： 鄭帥棟 指導(dǎo)教師： 羅海泉 二O一O年五月 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯 題目 五軸磨床加工工具運(yùn)動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)和分析 專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 068105337 學(xué) 生 姓 名 鄭帥棟 指 導(dǎo) 教 師 羅海泉 填 表 日 期 2010 年 5 月 18 日 五軸磨床加工工具運(yùn)動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)和分析 E.L.J. Bohez，設(shè)計(jì)與制造工程部門，亞洲技術(shù)研究所 摘要：五軸CNC加工中心現(xiàn)在應(yīng)用得非常廣泛。大多數(shù)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理都是以直角笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的。這篇文章對(duì)有可能的概念上的設(shè)計(jì)和基于理論上有可能的自由度的結(jié)合并且真實(shí)存在的器械進(jìn)行了分類。本文還定義了一些有用的定量參數(shù)，例如：工作空間利用因素、機(jī)器加工工具的空間利用率、方位空間的指標(biāo)和方位角。同時(shí)還分析了不同概念的優(yōu)缺點(diǎn)，給出了選擇的標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。最近在工業(yè)中提出的一些基于斯圖爾特平臺(tái)的概念也將在這篇文章中進(jìn)行簡(jiǎn)要的論述。 關(guān)鍵詞：五軸；機(jī)器加工工具；運(yùn)動(dòng)鏈；工作空間；CNC；旋轉(zhuǎn)軸 1.介紹 機(jī)器加工工具的主要設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)該滿足以下法則： 1） 運(yùn)動(dòng)件在工具和零件的定位和安置上應(yīng)該 有足夠的彈性。 2） 以可能的最快的速度進(jìn)行定位和安置。 3） 以可能的最高的精確度進(jìn)行定位和安置。 4） 加工工具和工件的快速切換。 5） 保護(hù)環(huán)境。 6） 可能的高速材料移動(dòng)率。 一臺(tái)機(jī)器的加工工具的軸的個(gè)數(shù)通常是由機(jī)器自由度數(shù)或者是在機(jī)器滑動(dòng)過(guò)程中獨(dú)立可控的運(yùn)動(dòng)數(shù)來(lái)決定的。隨著加工工具軸對(duì)應(yīng)Z坐標(biāo)軸的產(chǎn)生，ISO軸命名法推薦使用右手坐標(biāo)法則。一個(gè)三軸磨床有三個(gè)方向的線性滑動(dòng)：X、Y和Z，這使得機(jī)器能放置在相應(yīng)軸向滑動(dòng)范圍內(nèi)的任何一個(gè)位置。加工工具軸的方向在加工的時(shí)候保持不變。這就限制了與工件連接的加工工具的彈性，并最終導(dǎo)致很多不同的結(jié)構(gòu)。為了增加在可能的加工工具、工件定位中的彈性而不用重新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，我們將要在增加更多的機(jī)器的自由度。對(duì)于一個(gè)傳統(tǒng)的三線性軸機(jī)器，能通過(guò)提供旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖1就展示了一個(gè)五軸磨床的例子。 2.運(yùn)動(dòng)鏈接圖 制作一個(gè)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)鏈接圖對(duì)于分析機(jī)器是很有用的。從運(yùn)動(dòng)鏈接圖中我們可以很快區(qū)別兩組軸：圖2展示了在圖1中五軸磨床的運(yùn)動(dòng)鏈接圖。從圖中我們可以看到，工件由四根軸運(yùn)載，而加工工具只由一根軸運(yùn)載。 五軸機(jī)器就像兩個(gè)相互協(xié)作的機(jī)器人，一個(gè)機(jī)器人運(yùn)載工件，另一個(gè)機(jī)器人則運(yùn)載加工工具。 為了得到工件和工具定位上最大的彈性，機(jī)器至少需要5個(gè)自由度，這意味著工具和工件能在任何角度下連接起來(lái)。從一個(gè)剛性的物體運(yùn)動(dòng)連接點(diǎn)的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，我們也可以理解對(duì)軸的個(gè)數(shù)的最低要求。為了定位兩個(gè)在空間上相互連接的剛體，每個(gè)剛體（工具和工件）需要6個(gè)自由度或者12個(gè)自由度。然而，任何不改變兩者之間定位的共同的平移和旋轉(zhuǎn)的存在將會(huì)使自由度數(shù)目減少6個(gè)。兩個(gè)剛體之間的距離是由工具的加工路徑來(lái)決定的，這個(gè)距離也將會(huì)允許減少一個(gè)多余自由度，這樣就使得最小的自由度數(shù)為5。 3.文化背景（略） 4.五軸機(jī)器運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的分類 按照機(jī)器的旋轉(zhuǎn)和平移軸分類，我們可以把機(jī)器運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)分為四大類：（1）三個(gè)平移軸和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸；（2）兩個(gè)平移軸和三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸；（3）一個(gè)平移軸和四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸；（4）五個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。近乎所有存在的五軸機(jī)器設(shè)備都屬于（1）類。很多的定位焊接機(jī)器人、圈絲機(jī)器和激光加工中心也屬于這一類。只有有限的一些用來(lái)加工輪船推進(jìn)器的五軸機(jī)器屬于（2）類。（3）和（4）類只有在設(shè)計(jì)需要增加更多自由度的機(jī)器人的時(shí)候才會(huì)用到。 五根軸可以分布在工具和工件之間的結(jié)合處。第一種分類是根據(jù)運(yùn)載軸的工具和工件的數(shù)量和在運(yùn)動(dòng)鏈中各個(gè)軸的次序來(lái)劃分的。另一種分類是根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸放置的位置（是在工具那邊還是在工件那邊）來(lái)劃分的。基于笛卡兒坐標(biāo)的機(jī)器中的五個(gè)自由度是：三個(gè)平移運(yùn)動(dòng)X、Y、Z（一般表示為TTT）和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)AB、AC、BC（一般表示為RR）。三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸（RRR）和兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸（TT）的結(jié)合是很少見(jiàn)的。如果一根軸承載著工件，習(xí)慣上是用一個(gè)附加的標(biāo)記來(lái)注釋它。圖1中的機(jī)器能以X’Y’A’B’Z。XYAB軸運(yùn)載著工件，Z軸運(yùn)載著工具。圖3中展示的是XYZA’B’，三根直線運(yùn)動(dòng)軸運(yùn)載工具,兩根旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)載著工件。 4.1基于工件和工具運(yùn)載軸次序的分類 理論上，如果認(rèn)為在工具和工件運(yùn)載軸的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈上的軸的次序有不同的結(jié)構(gòu)，可能的結(jié)構(gòu)的數(shù)目會(huì)非常大。同時(shí)只有兩根直線運(yùn)動(dòng)軸和三根旋轉(zhuǎn)軸結(jié)合也包括在內(nèi)。 在一個(gè)五軸機(jī)器中能以以下方式將一根工具運(yùn)載軸和四根工件運(yùn)載軸結(jié)合：對(duì)于X，Y，Z，A，B，C中任意一個(gè)可能作為工具運(yùn)載的軸，其他工件運(yùn)載軸可以在剩下的五根軸中選取。所以，對(duì)于任意可能的工具運(yùn)載軸選擇（六選一或者有六種可能），在剩下的五根軸中選取四根進(jìn)行不同結(jié)構(gòu)的排列個(gè)數(shù)為5*4！=120。所以，理論上只有一根工具運(yùn)載軸的五軸機(jī)器就有6*120=720種可能。其他的結(jié)合方式也可以用這種方法分析。假設(shè)t代表工具運(yùn)載軸的數(shù)目，w表示工件運(yùn)載軸的數(shù)目（w+t=5），那么全部可能的結(jié)合數(shù)如下所示： 這個(gè)方程式的值恒等于6！或者當(dāng)w+t=5時(shí)這個(gè)值等于720。在這些720的結(jié)合中，有一些只包含兩根直線運(yùn)動(dòng)軸。如果只考慮有三根直線運(yùn)動(dòng)軸的五軸機(jī)器，只有3*5！=360的結(jié)合也是仍是有可能的。這些結(jié)合的預(yù)設(shè)值Gt主要是由t的預(yù)設(shè)值決定的。這個(gè)預(yù)設(shè)值和由w的預(yù)設(shè)值所決定的G`w 的預(yù)設(shè)值是一致的，其中w=5-t。運(yùn)用以上的定義，我們可以把五軸機(jī)器分為以下小群：（1）G0/G`5組；（2）G1/G`4組；（3）G2/G`3組；（4）G3/G`2組；（5）G4/G`1組；（6）G5/G`0組。 4.2基于旋轉(zhuǎn)軸的位置的分類 我們能根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸裝配的位置對(duì)機(jī)器進(jìn)行分類。 只有那些有兩根旋轉(zhuǎn)軸和三根線性軸的機(jī)器我們才會(huì)進(jìn)一步考慮。可能的結(jié)構(gòu)如下： （a）旋轉(zhuǎn)軸裝配在工具桿上； （b）旋轉(zhuǎn)軸裝配在機(jī)器平臺(tái)； （c）兩者的結(jié)合。 如果機(jī)器的軸的R或者T的類型一樣，那么在工具或者工件運(yùn)載運(yùn)動(dòng)鏈中軸的次序就不重要了。一般來(lái)說(shuō)，如果在工件運(yùn)載運(yùn)動(dòng)鏈中有根平移軸和根旋轉(zhuǎn)軸，在工具運(yùn)動(dòng)鏈中有根平移軸和根旋轉(zhuǎn)軸，那么結(jié)合的個(gè)數(shù)為[11]： 其中 每一組的結(jié)合的個(gè)數(shù)在下面中將會(huì)一個(gè)個(gè)給出。所有組的結(jié)合總數(shù)為60。從設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，這是我們所考慮的選擇的數(shù)量中較為容易處理的一個(gè)。 5.五軸機(jī)器的工作空間 在定義五軸機(jī)器設(shè)備的工作空間之前，要適當(dāng)?shù)亩x加工工具的工作空間和工件的工作空間。加工工具的工作空間就是通過(guò)沿著工具運(yùn)載軸路線描繪出工具掃過(guò)參考點(diǎn)（例如工具尖端）而得到的。工件運(yùn)載軸的工作空間也是用同樣方法定義的（把機(jī)器平臺(tái)的中心選擇作為參考點(diǎn)）。這些工作空間能由計(jì)算掃過(guò)過(guò)的體積決定[6]。 基于以上的定義，我們能定義一些對(duì)于不同類型機(jī)器比較、選擇和設(shè)計(jì)有用的定量參數(shù)。 5.1.工作空間利用因素 這個(gè)因素可以定義為，工件空間和工具空間的交集與工具空間和工件空間的并集的比。公式為 5.2.可加工的體積大小 一旦工件相對(duì)于工件參考點(diǎn)是固定的，并且一個(gè)特殊的工具相對(duì)于工具參考點(diǎn)也是固定的，那么我們就有可能確定可加工的體積的大小?？杉庸さ捏w積就是能夠在工件上切除的全部體積。機(jī)器工具空間和工件的交集給出了可以切除的材料的總量，或者說(shuō)是可加工的體積（這是對(duì)于特殊的工件和工具機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)的）。 5.3.機(jī)器工具空間效率 機(jī)器工具空間效率的定義為：機(jī)器工具空間（省略了一部分）和包含著機(jī)器的最小凸起體積。 5.4.五軸機(jī)器的定位空間指數(shù) 一個(gè)我們用來(lái)估計(jì)定位的最大范圍的方法是為了決定能在機(jī)器上用兩根旋轉(zhuǎn)軸加工的球的最大部分?？臻g定位指數(shù)定義為能夠由用所有旋轉(zhuǎn)軸加工的機(jī)器來(lái)加工的最大的球頂體積除以機(jī)器工具空間。 如果這個(gè)指數(shù)趨近于1，這就意味著所有的旋轉(zhuǎn)軸能夠在整個(gè)機(jī)器工具空間中運(yùn)用。如果這個(gè)指數(shù)比1小，這就意味著大概百分之的工作空間能運(yùn)用所有的旋轉(zhuǎn)軸。 以上的定義都是理論上的定義。實(shí)際上的定位空間指數(shù)會(huì)因?yàn)楸苊饬慵蜋C(jī)器、工具和工件之間的碰撞而進(jìn)一步受到限制。能夠加工的球頂變小就說(shuō)明了這一點(diǎn)。 6.五軸機(jī)器的選擇標(biāo)準(zhǔn) 我們的目的不是對(duì)五軸機(jī)器對(duì)于某一項(xiàng)特定的運(yùn)用的選擇或者設(shè)計(jì)進(jìn)行一個(gè)徹底的研究。我們只是論述能用來(lái)判斷五軸機(jī)器的選擇的主要的標(biāo)準(zhǔn)。 6.1.五軸機(jī)器設(shè)備的應(yīng)用 應(yīng)用能在布置和造型上進(jìn)行區(qū)分。圖12和圖13說(shuō)明了五軸的布置和五軸造型上的區(qū)別。 6.1.1.五軸布置 如圖12所示，一個(gè)在不同角度有著很多孔和平面板的零件，僅僅用一臺(tái)三軸磨床來(lái)加工這個(gè)零件是不可能的。如果我們?cè)谟靡慌_(tái)五軸機(jī)器，那么工具能在任何方向和工件定位連接起來(lái)。一旦達(dá)到了正確的位置，在大多數(shù)軸固定的情況下，我們就可以對(duì)孔和平面板進(jìn)行加工了。平面板中能包括獨(dú)立結(jié)構(gòu)的2D平面。如果我們僅僅是要鉆孔，那么理論上一軸CNC同步控制就足夠了，而加工2D平面時(shí)兩軸同步控制就夠了。然而，三軸同步現(xiàn)在也很普遍了。當(dāng)我們把工件和工具放置在連接在一起的時(shí)候，這就增加了在開始切削前的快進(jìn)的速度。 6.1.2.五軸造型 圖13所示為一個(gè)五軸造型的例子，為了加工這個(gè)形狀復(fù)雜的表面，我們需要在切削時(shí)控制好與零件接觸的刀具的位置。刀具工件的位置在每一步工序中都會(huì)改變。CNC控制器需要在材料切除過(guò)程中同步控制五軸。更多關(guān)于造型的細(xì)節(jié)能在參考文獻(xiàn)[13]中找到。五軸的機(jī)器有如下的應(yīng)用：（1）生產(chǎn)刀刃，如： 壓縮機(jī)和渦輪的漿；（2）燃料泵的注射器；（3）頭飾的外形；（4）醫(yī)學(xué)器官例如人造心臟閥；（5）復(fù)雜表面的鑄型。 6.2.軸結(jié)構(gòu)的選擇 在設(shè)計(jì)和選擇一個(gè)結(jié)構(gòu)時(shí)，零件的尺寸和重量是首要的標(biāo)準(zhǔn)。重型工件要求工件運(yùn)動(dòng)鏈短。同時(shí)，水平加工平面又是較好的一種設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)會(huì)使定位和處理工件變得很便利。把一個(gè)重型工件放在一個(gè)單獨(dú)旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)鏈上將會(huì)很大程度上增加定位的彈性。從圖4中我們可以看出，用一個(gè)單獨(dú)水平旋轉(zhuǎn)軸來(lái)運(yùn)載工件會(huì)使得機(jī)器更加具有彈性。 在很多情況下，我們應(yīng)該把工具運(yùn)動(dòng)鏈保持得盡量短，因?yàn)槲覀冞€必須運(yùn)載工具軸驅(qū)動(dòng)裝置。 7.基于斯圖爾特平臺(tái)的新的機(jī)器概念（略） 8.結(jié)論 理論上，五軸機(jī)器有很多構(gòu)成方式。近乎所有經(jīng)典的笛卡兒坐標(biāo)五軸機(jī)器都屬于由三根線性軸和兩根旋轉(zhuǎn)軸，或者三根旋轉(zhuǎn)軸和兩根線性軸組成的系列。這個(gè)系列又可以細(xì)分為有著720種情況的六組。就算只考慮三根線性軸的情況，在每個(gè)系列中仍然有360種組合。這些不同的組合是根據(jù)在工具和工件運(yùn)載運(yùn)動(dòng)鏈中軸的次序來(lái)區(qū)分的。 如果在對(duì)由三根線性軸和兩根旋轉(zhuǎn)軸組成的五軸機(jī)械進(jìn)行分組時(shí)，只考慮在工具和工件運(yùn)動(dòng)鏈中旋轉(zhuǎn)軸的位置，那么我們能五軸機(jī)器分為三組。在第一組中，兩根旋轉(zhuǎn)軸安置在工件運(yùn)動(dòng)鏈。在第二組中，兩根旋轉(zhuǎn)軸安置在工具運(yùn)動(dòng)鏈。在第三組中，每個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈都安置一根旋轉(zhuǎn)軸。每一組仍然有20種可能的情況。對(duì)于一個(gè)特定的應(yīng)用領(lǐng)域，要從這些組合中選出一組最好的是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作。為了使這項(xiàng)工作變得容易些，我們定義了一些用于比較的指數(shù)，例如：機(jī)器刀具空間、空間利用因素、定位空間指數(shù)、定位角度指數(shù)和機(jī)器刀具空間效率。列出了用來(lái)計(jì)算機(jī)器刀具空間和在機(jī)器上能加工的最大球頂?shù)闹睆降乃惴?。詳?xì)論述了兩個(gè)運(yùn)用這些指數(shù)的例子。第一個(gè)例子論述的是加工珠寶的五軸機(jī)器的設(shè)計(jì)。第二個(gè)例子則闡明了一臺(tái)機(jī)器在線性軸中有著相同范圍，在這種情況下，旋轉(zhuǎn)軸選項(xiàng)的選擇（略）。 運(yùn)用得最廣泛的五軸機(jī)器的兩根旋轉(zhuǎn)軸安置在運(yùn)動(dòng)鏈末端處的工件一側(cè)。這種結(jié)構(gòu)給出了一種對(duì)于機(jī)器刀具結(jié)構(gòu)的模塊設(shè)計(jì)。然而，從應(yīng)用的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，這種模塊設(shè)計(jì)并不總是最理想的。因?yàn)槔碚撋洗嬖诤芏嗫赡艿慕Y(jié)構(gòu)，很明顯的是，對(duì)于一個(gè)特殊的工件裝置需要一個(gè)合適的特定的五軸機(jī)器。模塊設(shè)計(jì)應(yīng)該以在所有的五軸結(jié)合中的模塊性為基礎(chǔ)。當(dāng)前在設(shè)計(jì)中的模塊性是以三線性軸機(jī)器為基礎(chǔ)的。 五軸磨床使得機(jī)器結(jié)構(gòu)的數(shù)量變小。這對(duì)增加精確度和減小大部分尺寸是有幫助的。然而，它也有一些缺點(diǎn)：（1）五軸機(jī)器的高價(jià)；（2）增加的旋轉(zhuǎn)軸的同時(shí)也增加了定位誤差；（3）在同等的進(jìn)給下，在機(jī)器軸上的切削速度更高。 在購(gòu)買五軸機(jī)器之前必須要對(duì)需要加工的產(chǎn)品的范圍進(jìn)行深入的研究。那些零件也應(yīng)該分為五軸定位或者是五軸造型，或者兩者都是。例如，有著旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的機(jī)器對(duì)于生產(chǎn)諸如壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)工件是很好的。一根旋轉(zhuǎn)軸在刀具側(cè)，一根旋轉(zhuǎn)軸在工件側(cè)，這樣的布置將會(huì)提供更大的工作空間利用因素。 最近所介紹的虛擬軸機(jī)器有著一個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)：潛在的更高的動(dòng)力響應(yīng)和更高的硬度。然而，它的工作空間利用因素比經(jīng)典的五軸機(jī)器要低。這些機(jī)器的更高強(qiáng)度使得他們非常適于高速磨所需要的高速桿[19]的設(shè)計(jì)。 9