【正文】 in the machinery manufacturing industry, General machine tools are also going to be highefficiency, highprecision, highly automated CNC machines are replaced, CNC machine tools and CNC lathe is the most important one of the products by the world field of mechanical processing of all ages. Its development has been much industry attention, the design, manufacture and application level in a way represents a country39。s manufacturing and petitiveness. In this context, learning to use and understand CNC technology is very important, this paper designed a special model rocket assembly modeling and CNC machining as the title of the CNC machining process by gathering information on access to domestic and international NC Learn FANUC CKA6136 lathe technical parameters, model rocket parts using CAD drawing and assembly drawings using solid Work on model rocket solid modeling, according to the parts drawings intended processing program, using CAXA NC program generated and manually modified, using simulation software analog processing, use CNC lathe machined parts and assemble the rocket model, the final size of the processing and product quality analysis. Through the model rocket design and CNC machining of the entire process to learn the use of CNC lathes and advantages, to achieve proficiency in the use of CNC machine tools, CNC technology advantages and development trends purposes. Keywords: model rocket assembly。 CAD。 Solid Work modeling。 NC simulation。 NC machining 華北科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 3 頁(yè) 共 78 頁(yè) 1 緒論 數(shù)控技術(shù) 發(fā)展史 第一代數(shù)控機(jī)床， 1949 年 美國(guó) 麻省理工 大學(xué) 伺服機(jī)構(gòu)研究室開始 研究 數(shù)控機(jī)床 ，1952 年成功 研發(fā)了 第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床 。 第二代數(shù)控機(jī)床， 1959 年， 伴隨著 晶體管元件和印刷電路板 的產(chǎn)生 ，數(shù)控裝置進(jìn)入了第二代，體積縮小，成本下降 ，從此 數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造領(lǐng)域開始推廣使用。 第三代數(shù)控機(jī)床， 1965 年，出現(xiàn) 的 第三代的集成電路數(shù)控 設(shè)備 ，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價(jià)格進(jìn)一步下降，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床 種類 和 數(shù)量 的發(fā)展。 第四代數(shù)控機(jī)床， 60 年代末 采用小型計(jì)算機(jī)控制的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) (簡(jiǎn)稱 CNC),使數(shù)控裝置進(jìn)入了以小型計(jì)算機(jī)化為特征的第四代。 第五代數(shù)控機(jī)床， 1974 年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置 (簡(jiǎn)稱 MNC)，這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。 數(shù)控 技術(shù) 現(xiàn)狀 我國(guó)數(shù)控 技術(shù) 現(xiàn)狀 經(jīng)過二十多年的發(fā)展 ，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有 很大 提高 ， 但是中國(guó)的數(shù)控技術(shù)水平仍然與世界水平相差很大 ，很多關(guān)鍵的技術(shù)都欠缺，還處于模仿階段，沒有自己獨(dú)立研發(fā)的能力。 近幾年， 我國(guó) 一直是 世界上最大的機(jī)床進(jìn)口國(guó) 。 我們國(guó)家機(jī)床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)在數(shù)控系統(tǒng)。目前世界最大的三家數(shù)控系統(tǒng)廠 商是：日本 FANUC、德國(guó)西門子、日本三菱；其余還有法國(guó)扭姆、西班牙凡高等。國(guó)內(nèi)由華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國(guó)內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。 “ 十二五 ” 規(guī)劃已將振興裝備制造業(yè)作為推進(jìn)工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)的主要內(nèi)容，數(shù)控機(jī)床則成為振興裝備制造業(yè)的重點(diǎn)之一 ， 隨著我國(guó)國(guó)防工業(yè)和汽車行業(yè)的發(fā)展，我們國(guó)家會(huì)誕生世界水平的機(jī)床制造商，也將會(huì)超越日本，成為世界第一機(jī)床生產(chǎn)大國(guó)。 CMIT20xx 中國(guó)最新數(shù)控技術(shù) 成果 在 20xx 國(guó)際機(jī)床 展 上我國(guó)共展出 國(guó)產(chǎn) 數(shù)控機(jī)床 980 多臺(tái)，柔性生產(chǎn)線、柔性制造單元 10多套，五軸聯(lián)動(dòng) 機(jī)床 48 臺(tái)， 復(fù)合加工機(jī)床 38臺(tái)，高精度 機(jī)床 160 臺(tái)，高速 數(shù)控機(jī)床 110 臺(tái)。首次展出的具有自主產(chǎn)權(quán)的 機(jī)床 產(chǎn)品有 300 余臺(tái)，下面選取幾款有代表性的產(chǎn)品作簡(jiǎn)要介紹： 火箭模型組合件造型及數(shù)控加工 第 4 頁(yè) 共 78 頁(yè) 武漢重型 機(jī)床 集團(tuán)有限公司展出 的 WHGS7000 車銑 復(fù)合加工中心 ，主要服務(wù)于船舶、航空航天、能源發(fā)電、印刷機(jī)械和重型汽車等裝備制造行業(yè)，適合于加工中高速船用柴油機(jī)的曲軸，大型飛機(jī)的起落架、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、汽輪機(jī)葉輪、印刷機(jī)及重型車輛輪軸等高精度零件，可實(shí)現(xiàn)工件一次裝夾，全工序的車、銑、鉆、磨的復(fù)合加工。其結(jié)構(gòu)技術(shù)特點(diǎn)包括所有基礎(chǔ)件均采用樹脂砂造型高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)鑄鐵，經(jīng)時(shí)效處理消除鑄 造應(yīng)力。 機(jī)床 具有五軸聯(lián)動(dòng)功能，并能自動(dòng)更換附件頭，自動(dòng)更換 刀具 ， 刀具 自動(dòng)檢測(cè)與補(bǔ)償，是一種全功能 型，整體解決零件加工的高效率、高精度、智能 機(jī)床 。 武漢華中數(shù)控股份有限公司展出華中 8型數(shù)控系統(tǒng)?？刂?9 進(jìn)給軸＋ 4主軸，最大聯(lián)動(dòng)軸數(shù) 9 軸；插補(bǔ)周期 ，分辨率 1nm，移動(dòng)速度 ；直線、圓弧、螺紋、 NURBS 插補(bǔ)功能，參考點(diǎn)返回；程序段處理速度 7200 段 /秒。是全數(shù)字總線式高檔數(shù)控裝置，具有高速現(xiàn)場(chǎng)總線、多通道、多軸聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)、納米插補(bǔ)技術(shù)、超前預(yù)讀、小線段高速速度平滑 、雙軸同步控制、刀具空間長(zhǎng)度補(bǔ)償、復(fù)合加工、空間誤差補(bǔ)償、切削力自適應(yīng)控制、對(duì)話式式編程、遠(yuǎn)程故障診斷、數(shù)控機(jī)床快速調(diào)試等技術(shù)。實(shí)現(xiàn)了伺服和主軸驅(qū)動(dòng)系列化解決方案。創(chuàng)新點(diǎn)： NC 與 PC 一體化降低系統(tǒng)功耗；基于多種 CPU 的高檔數(shù)控裝置硬件平臺(tái)和 LINUX 操作系統(tǒng)，完成了多種操作系統(tǒng)內(nèi)核的改造和裁剪，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)硬件可置換，軟件可跨平臺(tái)的功能；模塊化、層次化的開放式數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)，系統(tǒng)二次開發(fā)功能強(qiáng)大。適用于各種數(shù)控機(jī)床加工設(shè)備。 北京發(fā)那科機(jī)電有限公司展出 FANUC 31iB系列數(shù)控系統(tǒng)。最多控制路徑數(shù)： 4；最多 控制軸數(shù)： 26。實(shí)現(xiàn)高速、高品質(zhì)加工的納米 CNC 各種各樣的加工，用于各種多軸加工機(jī)；具有世界最高水平和性能，用于最先進(jìn)的車床，加工中心；可以高速進(jìn)行簡(jiǎn)單加工，用于組合機(jī)床等生產(chǎn)線專機(jī)。 32iB具有充實(shí)的 CNC 功能，用于高檔車床、加工中心。技術(shù)特點(diǎn)：納米級(jí)精度控制；納米平滑功能；多路徑控制；學(xué)習(xí)控制功能；（ 31iB5）五軸聯(lián)動(dòng)控制功能；標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)； USB 接口；高速高精度加工功能 AICCⅡ 。 在 CMIT20xx 上， 國(guó)內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)可控制多通道，最多 9軸聯(lián)動(dòng)；分辨率達(dá)到 、控制速度 240m/min；具備在 線工件測(cè)量、刀具測(cè)量，溫度補(bǔ)償、雙向定位補(bǔ)償、空間誤差補(bǔ)償；對(duì)話式式編程、遠(yuǎn)程故障診斷等功能。 數(shù) 控 技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì) (1)高速、高精加工技術(shù)及裝備的趨勢(shì) 。 (2)多 軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展 。 華北科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 5 頁(yè) 共 78 頁(yè) (3)智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì) 。 (4)20xx 數(shù)控發(fā)展熱點(diǎn)趨勢(shì) 是 “綠色機(jī)床” 。 (5)我國(guó)數(shù)控發(fā)展戰(zhàn)略“催生技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟” 。 本設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容 及意義 本文是對(duì)火箭模型組合件的 造型 及 數(shù)控 加工， 首先 使用 Solid Works對(duì)所設(shè)計(jì)零件進(jìn)行三維實(shí)體建模， 然后使用 CAD 繪制 出火箭模型各部分零件的零件圖紙，再 對(duì)零件圖紙進(jìn)行工藝分析，擬定 數(shù)控加工 工藝方案 ，安排工序順序， 使用 CAXA 或手工編寫數(shù)控程序并使用 數(shù)控 仿真軟件進(jìn)行加工模擬， 再 使用 CKA6136 型 數(shù)控 車 床 對(duì)所設(shè)計(jì)零件進(jìn)行加工，最后將加工好的零件組合成火箭模型裝配體 。 通過本設(shè)計(jì) 來(lái)學(xué)習(xí)實(shí)體造型軟件和數(shù)控車床的使用，了解數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)和使用方法，從設(shè)計(jì)和加工過程中體會(huì)數(shù)控技術(shù)的 優(yōu)勢(shì)和發(fā)展趨勢(shì)。 火箭模型組合件造型及數(shù)控加工 第 6 頁(yè) 共 78 頁(yè) 2 數(shù)控 機(jī)床 概述 數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控機(jī)床 由 控制系統(tǒng) 、 伺服系統(tǒng) 、 檢測(cè)系統(tǒng) 、 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) 及其 它 輔助系統(tǒng)組成 。 (1)機(jī)床 主 體 他是用于完成各種切削加工的機(jī)械部件， 機(jī)床本體與傳統(tǒng)機(jī)床相似，由主軸傳動(dòng)裝置、進(jìn)給傳動(dòng)裝置、床身、工作臺(tái)以及輔助運(yùn)動(dòng)裝置、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。 ⑵ CNC 單元 CNC 單元是數(shù)控機(jī)床的核心， CNC 單元由信息的輸入、處理和輸出三個(gè)部分組成。 ⑶ 輸入 /輸出設(shè)備 輸入裝置將 各種 加工信息傳遞于計(jì)算機(jī) 的外部設(shè)備 。 輸出指輸出內(nèi)部工作參數(shù) ， 一般在機(jī)床剛工作狀態(tài)需輸出這些參數(shù)作記錄保存 。 ⑷ 伺服單元 機(jī)床上的執(zhí)行部件和機(jī)械傳動(dòng)部件組成數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)，它根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)來(lái)的速度和位移指令控制執(zhí)行部件的進(jìn)給速度、方向和位移量。 ⑸ 驅(qū)動(dòng)裝置 驅(qū)動(dòng)裝置把經(jīng)放大的指令信號(hào)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過簡(jiǎn)單的機(jī)械連接部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使工作臺(tái)精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 最后加工出圖紙所要求的 零件。 ⑹ 可編程控制器 可編程控制器 (PC， Programmable Controller) 是一種以微處理器為基礎(chǔ)的通用型自動(dòng)控制裝置，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。 ⑺ 測(cè)量反饋裝置 反饋裝置是閉環(huán)（半閉環(huán)）數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)環(huán)節(jié)，其作用是檢測(cè)數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸的實(shí)際移動(dòng)速度和位移，并將信息反饋到數(shù)控裝置或伺服驅(qū)動(dòng)中，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。 數(shù)控 機(jī)床 工作原理 根據(jù)零件圖紙的 幾何數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)等加工信息按規(guī)定的代碼和格式編制成零件的數(shù)控加工程序，將加工程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)對(duì)輸入的加工程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 ，輸出各種信息和指令，控制機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的變速、起停、進(jìn)給的方向、速度和位移量，以及刀具選擇交換、工件的夾緊松開、冷卻潤(rùn)滑的開關(guān)等動(dòng)作，使刀具與工件及其他輔華北科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 7 頁(yè) 共 78 頁(yè) 助裝置嚴(yán)格地按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)進(jìn)行工作， 從而加工出符合圖紙要求的零件。 數(shù)控 機(jī)床 的分類 （ 1）按運(yùn)動(dòng)方式分類 ： 點(diǎn)動(dòng)控制 、 直線控制 、 輪廓控制 。 （ 2）按聯(lián)動(dòng)軸數(shù)分類 ： 二軸聯(lián)動(dòng) 、 三軸聯(lián)動(dòng) 、 四五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床 。 （ 3）按伺服系統(tǒng)分類 ： 開環(huán)控制 、 閉環(huán)控制 、 半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 。 （ 4）按功能水平分類 ： 經(jīng)濟(jì)型 、 普及型 、 高檔型 。 （ 5）按控制系統(tǒng)分 類 ： 分為 FANUCK、華中、廣數(shù)、西門子、三菱等 。 （ 6）按工藝分類 ： 數(shù)控車床 、 數(shù)控鉆床 、 數(shù)控銑床 、 數(shù)控鏜床 發(fā)及加工中心 。 數(shù)控機(jī)床的 加工 特點(diǎn) （ 1） 加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量 。 （ 2） 適應(yīng)性強(qiáng)， 可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件 。 （ 3） 生產(chǎn)效 率高， 加工零件改變時(shí)，只需要更改數(shù) 控 程序 ，可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間 。 （ 4） 機(jī)床自動(dòng)化程度高，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 。 （ 5） 對(duì)操作人員的素質(zhì)要求較高，對(duì)維修人員的技術(shù)要求更高。 （ 6） 有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化 。 數(shù)控 機(jī)床的 維護(hù) 為了 延長(zhǎng)元器件的壽命和零部件的磨損周期，預(yù)防各種故障，提高數(shù)控機(jī)床的平均無(wú)故障工作時(shí)間和使用壽命 ，數(shù)控機(jī)床需要經(jīng)常維護(hù)和保養(yǎng)。 需要注意事項(xiàng)包括：放置于 恒溫的環(huán)境 ， 遠(yuǎn)離震動(dòng)較大的設(shè)備和有電磁干擾的設(shè)備；電源要求；定期的維護(hù)、保養(yǎng)；不宜長(zhǎng)期封存；注意培訓(xùn)和配備操作人員、維修人員及編程人員數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)；嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護(hù)制度； 防止灰塵進(jìn)入數(shù)控裝置 ；定時(shí)清掃數(shù)控柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng)； 經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)電壓范圍在額定值的 85％～ 110％； 定期更換 存儲(chǔ)器 用電池； 數(shù)控 系 統(tǒng)長(zhǎng)期不用時(shí)的維護(hù)經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電或使數(shù)控機(jī)床運(yùn)行溫機(jī)程序； 備用電路板的維護(hù)機(jī)械部件的維護(hù)。 火箭模型組合件造