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中國(guó)象棋棋盤(pán)和棋子的的設(shè)計(jì)與加工(編輯修改稿)

2026-07-26 20:08 本頁(yè)面

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】子版的繪制?；贑AXA畫(huà)出的草圖如下圖1所示：圖1 象棋草圖（三）、象棋實(shí)體造型象棋的外輪廓造型（1）、任何一件工件在正式生產(chǎn)加工之前，都要有實(shí)體模型的生成，本次中國(guó)象棋的制作也采用了模型的生成，依舊是基于CAXA制造工程師軟件實(shí)現(xiàn)造型，以便于對(duì)前期設(shè)計(jì)不足之處進(jìn)行修改。現(xiàn)將實(shí)體造型的具體步驟演示如下：，找到零件特征按鈕單擊將其打開(kāi)，用鼠標(biāo)單擊選擇XY平面，再用鼠標(biāo)單擊左側(cè)菜單欄里的繪制草圖按鈕，此時(shí)已在XY平面建立草圖。選擇繪圖欄中的整圓命令利用圓心半徑的方法繪制直徑為52mm的圓，并且選擇直線命令中的水平線指令將其直徑也畫(huà)出來(lái)。下面選擇曲線修剪命令將剛畫(huà)的圓的下半部分進(jìn)行修剪。（如左圖）圖2 造型草圖（2）、在圖2的基礎(chǔ)上點(diǎn)擊“檢查草圖環(huán)是否閉合”按鈕，檢查草圖是否存在開(kāi)口點(diǎn)。然后單擊鼠標(biāo)右鍵選擇退出草圖，選擇直線命令過(guò)圓心畫(huà)一條長(zhǎng)度為65mm的直線作為生成球面的旋轉(zhuǎn)軸。如圖3所示。圖3 造型草圖（3）、在圖3的基礎(chǔ)上選擇菜單欄中的“旋轉(zhuǎn)增料”指令，按照所跳出菜單的提示拾取剛畫(huà)的草圖和旋轉(zhuǎn)軸線（長(zhǎng)度為65mm的直線）。生成一個(gè)球體如圖4所示：圖4 造型草圖（4）、在圖4的基礎(chǔ)上，摁鍵盤(pán)上的F6鍵切換平面，切換成YZ平面，然后以球心為中點(diǎn)運(yùn)用直線命令畫(huà)一條長(zhǎng)為65mm的直線，選擇“直線偏移”指令。如圖5所示：圖5 造型草圖（5）、利用鼠標(biāo)是所畫(huà)立體圖旋轉(zhuǎn)一定角度，使所畫(huà)的所有線可見(jiàn)，選用“直線命令”選擇平行線—過(guò)點(diǎn)方式，根據(jù)提示拾取直線（轉(zhuǎn)換平面后所畫(huà)的直線），根據(jù)提示拾取點(diǎn)（此時(shí)摁一下空格鍵選擇端點(diǎn)），然后過(guò)偏移之后的兩條直線的端點(diǎn)畫(huà)平行線。如圖6所示：圖6 造型草圖（6）、在圖6的基礎(chǔ)上，選擇“導(dǎo)動(dòng)面”指令，根據(jù)提示拾取導(dǎo)動(dòng)線、導(dǎo)動(dòng)方向以及截面曲線。如圖七所示：圖7 造型草圖（7）、繪制出圖7的導(dǎo)動(dòng)面之后，選擇“曲面裁剪除料”指令，根據(jù)提示選擇除料方向和拾取曲面。如圖8所示：圖8 造型草圖（8）、刪除兩個(gè)截面以及多余的直線，只保留實(shí)體部分，即為所設(shè)計(jì)的象棋外輪廓模型。如圖九所示：圖9 造型草圖象棋字體造型（1）、在生成象棋模型后，摁F5鍵使圖形復(fù)位，選中象棋的一個(gè)平面，點(diǎn)擊繪制草圖，點(diǎn)擊“造型”—“文字”設(shè)定楷體，字體高度為35mm。選擇字體的定位點(diǎn)，并選用“移動(dòng)指令”將在字體居中（可畫(huà)一個(gè)直徑為35mm的輔助圓）。如圖10所示：圖10 造型草圖（2）、選用工具欄中的“拉伸除料”。象棋整體效果如圖11所示：圖11 造型草圖第四章中國(guó)象棋的數(shù)控加工（一）、中國(guó)象棋加工工藝分析象棋圖紙分析圖12 象棋草圖圖紙所示為中國(guó)象棋的設(shè)計(jì)圖，其實(shí)象棋的組成可以看成是兩部分的結(jié)合，即象棋外形和象棋上面的不同的字。因此對(duì)其分析可以從以下兩方面進(jìn)行。首先分析象棋的外形輪廓，象棋的外形為傳統(tǒng)的呈帶有腰鼓狀的餅形。腰鼓狀的圓弧正是象棋的獨(dú)特之處，也是在實(shí)際加工中比較難加工的一項(xiàng)，最后加工出來(lái)的弧度的完美與否將直接影響到象棋的整個(gè)外觀。在象棋的整個(gè)加工過(guò)層中具體的尺寸沒(méi)有嚴(yán)格的公差要求。，和一個(gè)長(zhǎng)度方向的尺寸15mm。其次是象棋上的字體，字體高度為35mm。僅有此兩個(gè)尺寸，這兩個(gè)尺寸也無(wú)嚴(yán)格的公差要求，只需在編程時(shí)對(duì)尺寸進(jìn)行設(shè)定。確定加工方案象棋的加工方法依然要和圖紙分析的一樣，要分為兩大步進(jìn)行加工，也就是說(shuō)要使用兩種不同的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。就象棋的外輪廓而言，除去字體加工的部分都可使用數(shù)控車床進(jìn)行加工。在車床上加工象棋表面以及腰鼓狀的外形。然后和利用切斷刀將其切斷成為一粒粒的棋子外形。就象棋上的字而言，需要將其刻到上面。顯然此時(shí)的刻字加工不能使用數(shù)控車床，則要使用數(shù)控銑床或者加工中心多軸聯(lián)動(dòng)進(jìn)行加工?？傊雽⒁粋€(gè)完整的象棋加工出來(lái)，則需要運(yùn)用到車銑結(jié)合。加工順序車削部分：加工準(zhǔn)備—端面精車—車削腰鼓形狀—保證長(zhǎng)度—切斷（循環(huán)32粒棋子）銑削部分：加工準(zhǔn)備—精銑切斷面—字體銑削毛坯選擇傳統(tǒng)的中國(guó)象棋多取材為木頭，因此如果依然選用木料的話缺乏新意，并且在車間實(shí)習(xí)時(shí)加工工件多為金屬，使用金屬能給人眼前一亮的感覺(jué)，更受人喜歡，除此之外選用金屬作為毛坯制成成品后比木質(zhì)象棋更具有觀賞性和收藏價(jià)值。而在金屬之間進(jìn)行選擇的話，有三種金屬材料可以選擇：鋼料、鋁料和銅料。但是進(jìn)過(guò)充分的論證之后，本次設(shè)計(jì)的金屬毛坯決定選擇鋁棒料。其原因有二：首先，在這三種材料的金屬當(dāng)中適合長(zhǎng)期保存且不易生銹的是鋁料和銅料，其次從經(jīng)濟(jì)方面考慮，市場(chǎng)上銅的價(jià)格將近是鋁的二倍。因此從綜合美觀和節(jié)約成本來(lái)看鋁棒料是最合適的。而所要加工的棋子最大直徑為52mm，因此毛坯尺寸為直徑55mm的鋁棒。機(jī)床的選擇由于此次加工分為數(shù)車加工部分和數(shù)銑加工部分，因此在選擇機(jī)床時(shí)既要選擇數(shù)控車床，又要選擇數(shù)控銑床或加工中心。數(shù)控車床的選擇為學(xué)校車間中型號(hào)為CJK6140A的車床。機(jī)床外形如圖13所示：圖13 車削部分所選用機(jī)床圖片此臺(tái)數(shù)控車床最大回轉(zhuǎn)直徑為400mm，最大加工工件長(zhǎng)度為150mm,主軸孔徑為55mm，采用的是交流伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以及四工位電動(dòng)刀架，機(jī)床最大功率為9KW。數(shù)控銑削部分選擇的機(jī)床是型號(hào)為CYVM850加工中心。如圖14所示：圖14 銑削部分所選機(jī)床圖片裝夾方案的確定(1)裝夾方式①車削部分：由于本次車削只涉及簡(jiǎn)單的圓弧與切斷，沒(méi)有涉及同軸度、圓跳動(dòng)等要求，因此在夾具選用方面選用上文提到的通用夾具即可，也就是說(shuō)只選用三爪卡盤(pán)即可完成對(duì)車削部分的加工要求。②銑削部分：在銑削時(shí)，也就是在利用加工中心進(jìn)行加工時(shí)大多數(shù)情況下會(huì)選擇機(jī)床所帶的通用夾具平口鉗對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊。因?yàn)槠娇阢Q對(duì)方形毛坯裝夾比較方便，而此次所需要加工的象棋子其外形是一個(gè)帶有腰鼓狀的圓弧，如果依舊使用平口鉗進(jìn)行裝夾時(shí)，夾具與工件之間的接觸面積比較小，容易形成欠定位的情況。因此在這里對(duì)象棋進(jìn)行裝夾時(shí)應(yīng)該選用卡盤(pán)。并且當(dāng)象棋裝在卡盤(pán)上時(shí)應(yīng)在象棋的下面墊上幾個(gè)平行板，對(duì)象棋起到支撐作用，其次為了使象棋的被加工區(qū)域敞開(kāi)，加工時(shí)不受其他因素干涉，并且方便下一個(gè)工件的裝夾，縮短了整體的加工時(shí)間。其裝夾方式如圖15所示：圖15 所選夾具圖片刀具的選擇金屬切削刀具是完成切削加工的重要工具。它直接參與切削過(guò)程，從工件上切除多余的金屬層，因?yàn)榈毒咦兓`活，作用顯著，所以它是切削加工中影響生產(chǎn)率、加工質(zhì)量和成本的最活躍的因素。在數(shù)控機(jī)床的自身技術(shù)性能不斷提高的情況下，刀具的性能直接決定機(jī)床性能的發(fā)揮。（1）車削部分：車削部分包括象棋外形的車削

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