机械自动化设计图(机械自动化原理动图)

机械制图有几种？

1、按照ISO5455的规定，分为两种，分别是：

（1）放大图：100、50、20、10、5、2比1。

（2）缩小图：1 比 2、5、10、20、50、100、200、500、1000。

2、机械制图定义：机械制图，是用图样确切表示机械的结构形状、尺寸大小、工作原理和技术要求的学科。图样由图形、符号、文字和数字等组成，是表达设计意图和制造要求以及交流经验的技术文件，常被称为工程界的语言。机械制图方面的参考书籍主要有北京理工大学出版社和北京大学出版社出版的《机械制图》。现在，制图任务的机理大部分实现了自动化，并且通过计算机辅助设计（CAD）系统的使用得到了大大的加速，但工程图纸的修订控制任务依然是非自动化的。

3、在机械制图标准中规定的项目有：图纸幅面及格式、比例、字体和图线等。在图纸幅面及格式中规定了图纸标准幅面的大小和图纸中图框的相应尺寸。比例是指图样中的尺寸长度与机件实际尺寸的比例，除允许用1:1的比例绘图外， 只允许用标准中规定的缩小比例和放大比例绘图。

4、机械图样主要有零件图和装配图，此外还有布置图、示意图和轴测图等。零件图表达零件的形状、大小以及制造和检验零件的技术要求；装配图表达机械中所属各零件与部件间的装配关系和工作原理；布置图表达机械设备在厂房内的位置；示意图表达机械的工作原理。

机械自动化设计是画二维图好还是画三维图好

顺手就行 老的设计人员比较偏向二维 现在的偏向三位

现在的主流是三位

急需几份机械工程及自动化专业本科的毕业设计，要有设计说明，总装图，零部件图的，谢谢~

第一章绪论

第一章绪论

1.1选题依据

模具在产品制造过程中占据重要地位。模具设计水平的高低，在很大程度上

决定了生产率的高低。有效的模具设计可以降低资源调整次数和调整时间，为生

产计划与调度提供更大的优化空间，以达到提高生产效率的目的[1]。模具设计是工

装系统的重要组成部分，它影响着产品生产的效率和质量。对模具设计进行深入

的研究有着重要意义。

模具行业是工业的基础行业，工业的各个领域都广泛地使用模具[2l。在电子、

汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60%一8%0的零部件都要依

靠模具成形。用模具生产零件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高

生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，

用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生

产技术水平的高低，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，

并且己成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志[3]。模具作为工业生产的基

础工艺装备，在国民经济中占有重要的地位。近10年来，模具CAD技术发展很快，

应用范围日益扩大。模具CAD技术给模具的设计和制造提供了一个高效、经济而

且快速的方法，大幅度地提高了模具的质量，缩短了模具的设计和制造周期，降

低了模具成本[’]。

目前国内外己经有许多模具CAD系统，这些系统虽然具有较强的分析计算能力

与图形处理能力，可以提供交互式设计5]l。但是在这些系统中，模具设计过程主要采

用人机交互方式进行，大多数的设计是依靠操作者的设计经验，计算机只是进行一

些规则匹配以及计算工作，而对于前人成功设计的模具不能有效的利用，造成模具

设计周期很长，成本较高，开发效率很低。

基于实例推理技术(Case一basdeReasoning，CBR)的模具设计可以使设计者利

用以往的设计经验，通过组合、修改以往的设计方案来构造新的设计方案;同时在

现实生产中，己积累有许多模具零件的类型以及装配关系完全相同的模具族，可

以成为新设计的基础6]I。cRB技术抛弃了以往对抽象的知识规则的构建和演算操作，

直接借助己有实例来解决问题，通过对旧实例的证实和修正来达到对新模具的设

计[7]。在基于实例推理系统中，以前的经验是以实例的形式按照某种组织结构保存

于实例库中8]t，当要解决一个新问题时，通过相关属性采用适当的算法检索实例库，

找出与新问题最相似的一个或几个实例，再修改实例来达到对新问题的解决[9l。

在模具设计中应用CRB方法，利用计算机模具人脑在设计中的思维活动，完

成了以往由设计师完成的任务，不仅充分利用了模具专家的设计经验，适合工程

中的实际情况，也符合人类的思维习惯。同时，用这种方法得到的模具基于以前

已经设计成功的实例，因此减少了新模具不能正常工作的可能性，并且缩短了开

发周期。

1.2模具CAD发展现状和趋势

1.2.1模具CA。系统国内外发展概况

模具CAD系统是随着以D技术以及现代设计理论与方法的发展而不断发展的，

从最初的以二维图形技术为基础的系统发展到了目前以三维图形技术及特征构型

为主要特点的阶段110，川。

国外于20世纪60年代末开始模具以D研究，70年代初已投入生产中使用。

如美国Diecomp公司于1973年研制成功计算机辅助设计级进模的PDDc系统[’21。

该系统中已经包括产品图形与材料特性的输入:在输入的基础上，再进行模具结

构类型选择，凹模排样、凸模和其他嵌件设计;最后绘制模具总装图和零件图以

及NC编程。

1978年，日本机械工程实验室研制成冲裁级进模CAD系统，该系统由产品图

输入、模具类型选择、毛坯排样、条料排样、凹模布置、工艺计算、绘图等10个

模块组成。

进入20世纪80年代随着计算机技术的发展，使用模具CAD技术的厂家大大

增加。在弯曲成型级进模和汽车覆盖件模具CAD系统中，应用了塑性成形模拟技

术。代表是日本日立公司于1982年研制成弯曲级进模以D/以M系统，采用人工与

计算机设计相结合的批处理方式。

20世纪90年代出现了许多商品化CAD/CAM系统如Pro/E，SolidWorks等。

由于我国计算机技术发展较晚，20世纪80年代才开始模具CAD研究。华中科技大

学、机电研究院、上海交通大学等单位相继展开冲裁模系统的研究。20世纪90年

代中期，华中科技大学的基于特征的设计的级进模CAD系统是这个时期的代表产

口

口口。

1.2.2模具CAO的发展趋势

近年来，全球制造业正向亚太地区转移，我国正成为世界制造业的重要基地

[3]l。制造业模式的变化，必将产生对新技术的需求，也必将推动CAD技术的发展;

网络技术应用的普及将在更大程度上改变我们的生活，改变制造业的模式。随着

我国加入WTO，要求我们的产品要有创新性，并且具有更高的质量、更低的成本，

并在更快的时间内提供给用户[4l1。作为产品制造的重要工艺装备，国民经济的基

础工业之一的模具工业将直面竞争的第一线。模具工业除需要“高技艺”的从业

人员外，还需要更多的“高技术”来保证。

(1)协同创新设计将成为模具设计的主要方向

制造业垂直整合的模式使得世界范围内产品销售、产品设计、产品生产和模

具制造分工更明确。为了缩短产品上市周期，使模具设计充分理解产品设计的意

图，在产品的设计阶段，模具设计也同时开始，产品设计工程师和模具设计工程

师需尽早进入协同设计状态。另外，模具制造商需要的模具标准件一般都由模具

标准件厂提供，最好在模具设计阶段就参照各类标准，充分利用模具标准件厂提

供的数据进行设计。由于在制造流程中各个环节所采用的CAD系统不一定相同，

这就要求以D系统要具备协同的能力，能够随时交换上下游的数据，能够处理彼

此的数据，数据产生及处理标准化。

目前，模具制造商己经较广泛地采用数控加工技术。为了保证加工质量、提

高加工效率、改进制造流程，相当一部分的模具制造商开始使用多坐标数控加工、

高速铣削加工以及基于快速原型的模具制造等方法。因为制造设备的丰富，制造

信息的增加，今后的制造信息将不仅仅是数控编程加工的代码，更重要的是，从

设计开始就考虑制造过程，即提供模具制造的工艺流程，其中不仅包含工艺表格、

加工参数，还包括模具加工的夹具设计、加工的装夹过程及各工序的代码。各工

序过程均进行仿真，并利用网络实现共享。

(2)模具CAD技术的ASP模式将成为发展方向

今天的模具行业己经成为高技术密集的行业。任何一个企业，要掌握全部先

进的技术，成本都将非常高昂，要培养并且留住掌握这些技术的人才也会非常困

难。于是，模具CAD的APS模式就应运而生了，即由拥有各种专门技术的应用服

务单位为模具企业提供技术服务。这样整个社会就形成了一个大的模具制造企业，

按照价值链和制造流程分工，将制造资源最优发挥。应用服务包括如、快速原型

制造、数控加工外包、模具设计、模具成型过程分析等。

近20年来，由于不断采用新技术，制造模具已经远不是人们印象中的“手工

作坊”了。

2.3模具CAO系统的特点和优越性

(1)模具设计的特点

与传统的单个零件的设计不同，模具是多个零件的装配体，模具设计是一个

极为复杂的过程，包括产品建模、工艺性分析、制定模具方案、选择模架、模具

总装图设计、工作部件设计、辅助装置设计和零件详细设计等部分，要求最终能

够生成总装图、部装图及模具零件图.模具造型的特殊性有以下几点:

a.大多数模具是进行复杂零件加工的，模具造型较复杂。

b，一般模具加工零件的工序比较少，大部分是一次成型，所以模具的外形必

须要有加工零件的所有细节描述。

C.模具设计的反复机率高，所以模具CAD几何模型应能反复更新并能及时修

复。

(2)模具cAD的造型特点[4]

模具CAD造型技术是精确造型技术，可分为实体造型和曲面造型:

a.实体造型技术对于结构简单的模具来说己经能够满足设计要求，但对于结构

复杂、细节描述精度要求高的零件来说就显得不够，如在拔模面、面圆角过渡、

型腔设计上受到了一定的限制。

b.曲面造型技术是由不同的曲面构造特征，产生光顺的曲面模型。主要包括多

曲面的等变圆角过渡处理技术、曲面自动修剪技术、曲面编辑、曲面分析技术和

光顺处理等核心技术，它能辅助实体造型技术完成模具设计中所有细节描述的设

计。曲面造型技术适合于外形复杂和细节描述精度要求高的产品的模具设计。

(3)模具CAD的优越性[’“}

模具CAD的优越性赋予了它无限的生命力，使其得以迅速发展和广泛应用。

无论是在提高生产率、改善质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，以D

技术的优越性是传统的模具设计方法所不能比拟的。

a.ACD可提高模具设计质量。在计算机系统内存储了各有关专业的综合性的

技术知识，为模具的设计和工艺的制定提供了科学的依据。计算机与设计人员交

互作用，有利于发挥人一机各自的特长，使模具设计和制造工艺更加合理化。

b.CAD可以节省时间，提高生产率。设计计算和图样绘制的自动化大大缩短

了设计时间。质量提高，可靠性增强，装修时间明显减少，模具的交货时间大大

缩短。

c.CAD可以较大幅度地降低成本。计算机的高速运行和自动绘图大大节省了劳

动力。优化设计带来了原材料的节省。

d.CAD技术将技术人员从繁冗的计算绘图中解放出来，从事其他创造性的劳

动。

1.3论文的研究内容

系统地提出基于实例推理的模具设计的理论与方法，对CRB技术在模具设计

上的应用进行了深入的研究。在理论研究的基础上，开发了基于实例推理的模具

设计系统，有力地证实了应用CRB技术可以提高模具设计效率。本文研究内容主

要包括:

第一章绪论:概述了论文的研究意义，介绍了课题的来源与选题背景，简要

的描述了CRB技术在模具设计中的应用，研究了模具CAD的国内外概况和发展趋

势。

第二章模具CAD系统总体设计:主要包括对模具CAD的流程分析，系统需求

分析，以及体系结构的定制和功能模块的划分。

第三章基于实例推理的关键技术:描述了基于实例推理技术，详细介绍了实

例的表示，实例的检索策略以及实例的存储等一些关键技术。

第四章基于实例的模具设计:介绍了模具实例的表示内容以及方法，并对模

具实例的存储于检索提出了方案。

第五章原型系统开发:介绍了UG开发平台和开发工具，对系统业务流程进

行了描述。

第六章结论与展望。对本文的研究内容进行总结和展望

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第一部分

1.轴套类零件

这类零件一般有轴、衬套等零件，在视图表达时，只要画出一个基本视图再加上适当的断面图和尺寸标注，就可以把它的主要形状特征以及局部结构表达出来了。为了便于加工时看图，轴线一般按水平放置进行投影，最好选择轴线为侧垂线的位置。

在标注轴套类零件的尺寸时，常以它的轴线作为径向尺寸基准。由此注出图中所示的Ф14 、Ф11（见A-A断面）等。这样就把设计上的要求和加工时的工艺基准（轴类零件在车床上加工时，两端用顶针顶住轴的中心孔）统一起来了。而长度方向的基准常选用重要的端面、接触面（轴肩）或加工面等。

如图中所示的表面粗糙度为Ra6.3的右轴肩，被选为长度方向的主要尺寸基准，由此注出13、28、1.5和26.5等尺寸；再以右轴端为长度方向的辅助基，从而标注出轴的总长96。

2.盘盖类零件

这类零件的基本形状是扁平的盘状，一般有端盖、阀盖、齿轮等零件，它们的主要结构大体上有回转体，通常还带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部结构。在视图选择时，一般选择过对称面或回转轴线的剖视图作主视图，同时还需增加适当的其它视图（如左视图、右视图或俯视图）把零件的外形和均布结构表达出来。如图中所示就增加了一个左视图，以表达带圆角的方形凸缘和四个均布的通孔。

在标注叉架类零件的尺寸时，通常选用安装基面或零件的对称面作为尺寸基准。尺寸标注方法参见图。

4.箱体类零件

一般来说，这类零件的形状、结构比前面三类零件复杂，而且加工位置的变化更多。这类零件一般有阀体、泵体、减速器箱体等零件。在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征。选用其它视图时，应根据实际情况采用适当的剖视、断面、局部视图和斜视图等多种辅助视图，以清晰地表达零件的内外结构。

在标注尺寸方面，通常选用设计上要求的轴线、重要的安装面、接触面（或加工面）、箱体某些主要结构的对称面（宽度、长度）等作为尺寸基准。对于箱体上需要切削加工的部分，应尽可能按便于加工和检验的要求来标注尺寸。

5.零件常见结构的尺寸注法

常见孔的尺寸注法（盲孔、螺纹孔、沉孔、锪平孔）；倒角的尺寸注法。

盲 孔

螺纹孔

沉 孔

锪平孔

倒 角

第二部分

1.介绍表面粗糙度的概念及主要评定参数

（1）表面粗糙度的概念

零件表面上具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。这主要是在加工零件时，由于刀具在零件表面上留下的刀痕及切削分裂时表面金属的塑性变形所形成的。零件表面粗糙度是也是评定零件表面质量的一项技术指标，它对零件的配合性质、工作精度、耐磨性、抗腐蚀性、密封性、外观等都有影响。在保证机器性能的前提下，为获得相应的零件表面粗糙度，应根据零件的作用，选用恰当的加工方法，尽量降低生产成本。一般来说，凡零件上有配合要求或有相对运动的表面，表面粗糙度参数值要小。

（2）表面粗糙度的代号、符号及其标注 GB/T 131-1993规定了表面粗糙度代号及其注法。图样上表示零件表面粗糙度的符号见下表。

（3）表面粗糙度的主要评定参数

1) 轮廓算术平均偏差（Ra）--在取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。Ra的数值及取样长度l见表。

2)轮廓最大高度（Rz）--在取样长度内，轮廓峰顶线与轮廓峰底线的距离。使用时优先选用Ra参数。

2.表面粗糙度的标注要求（1）表面粗糙度的代号标注示例表面粗糙度高度参数Ra、Rz、Ry在代号中用数值标注时，除参数代号Ra可省略外，其余在参数值前需标注出相应的参数代号Rz或Ry，标注示例见表。

表面粗糙度的标注表面粗糙度中数字及符号的方向

（2）表面粗糙度代（符号）在图样上的标注方法 （1）表面粗糙度代（符）号一般应注在可见轮廓线、尺寸界线或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向表面。（2）表面粗糙度代号中数字及符号的方向必须按规定标注。

3.表面粗糙度的标注示例

在同一图样上，每一表面一般只标注一次代（符）号，并尽可能地靠近有关的尺寸线。当空间狭小或不便标注时可以引出标注。 当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，可统一标注在图样的右上角，当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对其中使用最多的一种代（符）号可以同时注在图样的右上角，并加注"其余"或"全部"两字。凡统一标注的表面粗糙度代（符）号及说明文字，其高度均应该是图样标注的1.4倍。

零件上连续表面、重复要素（如孔、齿、槽等）的表面和用细实线连接不连续的同一表面，其表面粗糙度代（符）号只注一次

同一表面上有不同的表面粗糙度要求时，应用细实线画出其分界线，并注出相应的表面粗糙度代号和尺寸。

齿轮、螺纹等工作表面没有画出齿（牙）形时，其表面粗糙度代（符）号注法见图。

中心孔的工作表面，键槽的工作表面，倒角，圆角的表面粗糙度代号可以简化标注。

需要将零件局部热处理或局部镀（涂）覆时，应用粗点画线画出其范围并标注出相应尺寸，也可将其要求注写在表面粗糙度符号长边的横线上。

第三部分

1.标准公差和基本偏差为便于生产，实现零件的互换性及满足不同的使用要求，国家标准《极限与配合》规定了公差带由标准公差和基本偏差两个要素组成。标准公差确定公差带的大小，而基本偏差确定公差带的位置。

1)标准公差（IT）标准公差的数值由基本尺寸和公差等级来决定。其中公差等级是确定尺寸精确程度的标记。标准公差分为20级，即IT01，IT0，IT1，…，IT18。其尺寸精确程度从IT01到IT18依次降低。标准公差的具体数值见有关标准。

2)基本偏差基本偏差是指在标准的极限与配合中，确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。当公差带在零线的上方时，基本偏差为下偏差；反之，则为上偏差。基本偏差共有28个，代号用拉丁字母表示，大写为孔，小写为轴。从基本偏差系列图中可以看出：孔的基本偏差A～H和轴的基本偏差k～zc为下偏差； ，孔的基本偏差K～ZC和轴的基本偏差a～h为上偏差，JS和js的公差带对称分布于零线两边、孔和轴的上、下偏差分别都是+IT/2、-IT/2。基本偏差系列图只表示公差带的位置，不表示公差的大小，因此，公差带一端是开口，开口的另一端由标准公差限定。

基本偏差和标准公差，根据尺寸公差的定义有以下的计算式： ES=EI+IT 或 EI=ES-IT ei=es-IT或 es=ei+IT 孔和轴的公差带代号用基本偏差代号与公差带等级代号组成。配合 基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系，称为配合。根据使用要求的不同，孔和轴之间的配合有松有紧，因而国标规定配合种类：1）间隙配合孔与轴装配时，有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。孔的公差带在轴的公差带之上。2）过渡配合孔与轴装配时，可能有间隙或过盈的配合。孔的公差带与轴的公差带互相交叠。3）过盈配合孔与轴装配时有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。孔的公差带在轴的公差带之下。

基准制: 在制造配合的零件时，使其中一种零件作为基准件，它的基本偏差一定，通过改变另一种非基准件的基本偏差来获得各种不同性质配合的制度称为基准制。根据生产实际的需要，国家标准规定了两种基准制。

1）基孔制（如左下图所示）基孔制--是指基本偏差为一定的孔的公差带与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。见左下图。基孔制的孔称为基准孔，其基本偏差代号为H，其下偏差为零。

2）基轴制（如右下图所示）基轴制--是指基本偏差为一定的轴的公差带与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。见右下图。基轴制的轴称为基准轴，其基本偏差代号为h，其上偏差为零。

公差与配合在图样上的标注 1）在装配图上标注公差与配合，采用组合式注法。

2）在零件图上的标注方法有三种形式。

2.形位公差 零件加工后，不仅存在尺寸误差，而且会产生几何形状及相互位置的误差。圆柱体，即使在尺寸合格时，也有可能出现一端大，另一端小或中间细两端粗等情况，其截面也有可能不圆，这属于形状方面的误差。阶梯轴，加工后可能出现各轴段不同轴线的情况，这属于位置方面的误差。所以，形状公差是指实际形状对理想形状的允许变动量。位置公差是指实际位置对理想位置的允许变动量。两者简称形位公差。

形位公差项目符号

1) 形状和位置公差的代号国家标准GB/T 1182-1996规定用代号来标注形状和位置公差。在实际生产中，当无法用代号标注形位公差时，允许在技术要求中用文字说明。 形位公差代号包括：形位公差各项目的符号，形位公差框格及指引线，形位公差数值和其他有关符号，以及基准代号等。框格内字体的高度h与图样中的尺寸数字等高。

2) 形位公差标注示例一根气门阀杆，在图中所标注的形位公差附近添加的文字，只是为了给读者作说明而重复写上的，在实际的图样中不需要重复注写。

第四部分

1.零件上的铸造结构

1) 铸造圆角 当零件的毛坯为铸件时，因铸造工艺的要求，铸件各表面相交的转角处都应做成圆角。铸造圆角可防止铸件浇铸时转角处的落砂现象及避免金属冷却时产生缩孔和裂纹。铸造圆角的大小一般取R=3~5mm，可在技术要求中统一注明。

2) 起模斜度用铸造的方法制造零件毛坯时，为了便于在砂型中取出模样，一般沿模样拔模方向作成约1∶20的斜度，叫做拔模斜度。因此在铸件上也有相应的拔模斜度，这种斜度在图上可以不予标注，也不一定画出，如下图所示；必要时，可以在技术要求中用文字说明。

3) 铸件厚度当铸件的壁厚不均匀一致时，铸件在浇铸后，因各处金属冷却速度不同，将产生裂纹和缩孔现象。因此，铸件的壁厚应尽量均匀，见上图；当必须采用不同壁厚连接时，应采用逐渐过渡的方式，见上图。铸件的壁厚尺寸一般采用直接注出。

2.零件上的机械加工结构1)退刀槽和砂轮越程槽在零件切削加工时，为了便于退出刀具及保证装配时相关零件的接触面靠紧，在被加工表面台阶处应预先加工出退刀槽或砂轮越程槽。车削外圆时的退刀槽，其尺寸一般可按"槽宽×直径"或"槽宽×槽深"方式标注。磨削外圆或磨削外圆和端面时的砂轮越程槽。

2)钻孔结构

用钻头钻出的盲孔，在底部有一个120°的锥角，钻孔深度指的是圆柱部分的深度，不包括锥坑。在阶梯形钻孔的过渡处，也存在锥角120°圆台，其画法及尺寸注法。

用钻头钻孔时，要求钻头轴线尽量垂直于被钻孔的端面，以保证钻孔准确和避免钻头折断。三种钻孔端面的正确结构。

3)凸台和凹坑

零件上与其他零件的接触面，一般都要加工。为了减少加工面积，并保证零件表面之间有良好的接触，常常在铸件上设计出凸台，凹坑。螺栓连接的支撑面凸台或支撑面凹坑的形式；为了减少加工面积，而做成凹槽结构。

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