【導(dǎo)讀】X62W型普通銑床是普通精度級(jí)的機(jī)床。機(jī)床的通用性較好，它適用于圓柱、圓片銑刀，角度銑刀，成型銑刀及端面銑刀來(lái)銑削各種零件，也可以加工平面，斜面，溝槽，齒輪等。它廣泛地用于單件，小批量生產(chǎn)車間及修配車間。銑床的主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在床身的內(nèi)部。工件通過(guò)虎鉗等夾具裝夾在工作。主軸箱的功用支撐主軸并把動(dòng)力經(jīng)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳給主軸，使主軸帶動(dòng)刀。具按規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)。統(tǒng)的傳動(dòng)原理有一個(gè)更深層了解。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，利于我們牢固掌握和靈活運(yùn)用。由于時(shí)間有限與本人經(jīng)驗(yàn)不足，錯(cuò)誤在所難免，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)、是機(jī)械工業(yè)的重要組成部分，是為機(jī)械工業(yè)提供制造技術(shù)和裝備的工業(yè)。擁有量、產(chǎn)量、品質(zhì)和質(zhì)量。是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。床工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要地位。機(jī)床工作原機(jī)的屬性，決定了它與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各工業(yè)部門(mén)之間的關(guān)系。機(jī)床工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)進(jìn)步起著重大的推

　　

【正文】 反力 水平面（ H 平面）： RAH=L FH=141N RBH= FH RAH=778N 河北工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 垂直面（ V平面）： RAV=L FV=244N RBV= FV RAV=1341N ⑶ 求齒輪處彎矩 H平面： MAH= RAH L1=9306N mm MBH= RBH L2=45124N mm V平面： MV= RAV L1=16104N mm ⑷ 合成彎矩 M: M左 = 22 MVMAH ? =18653 N mm M右 = 2 MVMbH 2 ? =47911 N mm ⑸ 按彎矩合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 Mca = 22 aT) M (? a:考慮彎矩和扭矩在軸截面引起的應(yīng)力循環(huán)特性差異的系數(shù)，取 a=。 Mca 左 = 22 aT168。 M ）（左 ? = 22 46696*0 .6 18563 ? =40655 N mm Mca 右 = 22 aT168。 M ）（右 ? =60031 N mm 由式：σ ca = Mca/W 其中： W = d3 = 15746 軸的材料 45鋼調(diào)質(zhì)處理， σ B = 650N/mm2,[ σ ] = ～ B， 既， 58～ 65 N/mm2。取 [σ ] =60 N/mm2。 軸的計(jì)算應(yīng)力為：σ ca = Mca/W = N/mm2[σ ] =60 N/mm2。 河北工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 第 4 章： 計(jì) 算機(jī)輔助設(shè)計(jì) —— SolidWorks SolidWorks 簡(jiǎn)介： SolidWorks 是當(dāng)今最為流行的三維 CAD 軟件之一，它具有基礎(chǔ)特征、參數(shù)化、實(shí)體造型等特點(diǎn)。整個(gè)設(shè)計(jì)基于裝配關(guān)系進(jìn)行，裝配的基礎(chǔ)要素是相關(guān)的零件，零件是由若干參數(shù)化的可以基于裝配關(guān)系的特征堆砌而成，特征是一些與機(jī)械設(shè)計(jì)的表達(dá)意圖相關(guān)的一些簡(jiǎn)單幾何體，這些幾何形體的基礎(chǔ)是參數(shù)化的，可以基于裝配關(guān)系的二維或者三維草圖，草圖是一些簡(jiǎn)單類型的圖線，可以用幾何關(guān)系、裝配關(guān)系和驅(qū)動(dòng)尺寸加以約束。 SolidWorks 零件模型中，第一個(gè)實(shí) 體特征稱之為基礎(chǔ)特征，代表零件最基礎(chǔ)的形狀，零件其他特征的創(chuàng)建往往依賴于基體特征。 SolidWorks 系統(tǒng)的零件設(shè)計(jì)的構(gòu)造過(guò)程類似于真實(shí)制造環(huán)境下的生產(chǎn)過(guò)程。 掌握軟件的效率，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)有個(gè)限度。過(guò)長(zhǎng)，結(jié)果就是放棄，這樣的例子很多。“洗腦”的過(guò)程越長(zhǎng)，掌握軟件的效率就越低。對(duì)于 SolidWorks，其容易學(xué)會(huì)的程度是目前最好的。 CAD 軟件的有效應(yīng)用 CAD 軟件的開(kāi)發(fā)使一個(gè)重大的技術(shù)進(jìn)步，對(duì)于提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，設(shè)計(jì)能力，設(shè)計(jì)效率，起到了前所未有的推動(dòng)作用。 從二維 CAD 技術(shù)來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)總要繪圖， 因?yàn)橐砸粋€(gè)工程師無(wú)法記住自己的設(shè)計(jì)（哪怕是較簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)）中的全部細(xì)節(jié)，圖形表達(dá)就是唯一的方法。這些圖首先是給設(shè)計(jì)者自己看，為了記住，研究和配和設(shè)計(jì)自己的構(gòu)想。其次是給別的工程師看，為了互相交流，共同合作完成設(shè)計(jì)。最后是為了給制造者看，為了將設(shè)計(jì)意圖在制造車間變成實(shí)際零件。可見(jiàn)，繪制工程圖，實(shí)際上是設(shè)計(jì)思維的表達(dá)手段。 時(shí)至今日，軟件已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍，一提起 CAD 已經(jīng)不是先前想到的“代替手工繪圖”。圖樣畫(huà)得在規(guī)范，漂亮，設(shè)計(jì)質(zhì)量沒(méi)有得到大幅度得提高，這點(diǎn)好處似乎對(duì)于 CAD 得應(yīng)用來(lái)說(shuō)很不夠，解決設(shè)計(jì)技術(shù)得創(chuàng)新， 提高設(shè)計(jì)質(zhì)量才是應(yīng)用 CAD 的核心。在 CAD 軟件的專業(yè)應(yīng)用上，一直存在兩種相當(dāng)不同的技術(shù)風(fēng)格。 “造型派”認(rèn)為只要看起來(lái)像，至于創(chuàng)建的方法是否合理，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)怎樣構(gòu)河北工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 建是無(wú)所謂的。例如：造型派們甚至認(rèn)為可以使用 CorelDRAW 生成二維機(jī)械工程圖，用 3ds max 生成三維機(jī)械模型，并認(rèn)為這沒(méi)什么不對(duì)勁的地方，其主要的目標(biāo)是使結(jié)果“看著象”，而不是為了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的正確表達(dá)。因此，在使用SolidWorks 或其他三維軟件，經(jīng)常處在欠約束的狀態(tài)，也不認(rèn)為基于裝配的參數(shù)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)有多大的意思。 “設(shè)計(jì)派”則認(rèn)為：看起來(lái)象是 必然的，因?yàn)槟Ｐ驼_。但是，整個(gè)的模型必須有充要的參數(shù)驅(qū)動(dòng)，裝配關(guān)聯(lián)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表達(dá)。基本的要求是：在設(shè)計(jì)參數(shù)的范圍內(nèi)，模型不會(huì)被“拉散”，“扭曲”，而且能夠根據(jù)設(shè)計(jì)的需求方便地修改調(diào)整和進(jìn)行設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的提取。用 CorelDRAW生成工程圖是無(wú)法理解的荒唐做法。 設(shè)計(jì)過(guò)程中，自始自終充滿了“假如??因此??于是”這樣的思維推理過(guò)程。就是說(shuō)，實(shí)際上工程師是在腦子里模擬自己設(shè)計(jì)的東西未來(lái)的樣子。一個(gè)不懂相關(guān)的工藝，測(cè)量，裝配，調(diào)試技術(shù)的工程師，無(wú)法進(jìn)行真正的設(shè)計(jì)，至少不能完成優(yōu)秀的設(shè)計(jì)。在 CAD 軟件中盡量完整地再現(xiàn) 這樣的思維過(guò)程，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行過(guò)去生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)才能完成的過(guò)程，這種目標(biāo)才是 CAD 軟件永恒的追求，這就是“虛擬設(shè)計(jì)”的主要思想。 三維設(shè)計(jì) 基于特征的三維參數(shù)化軟件中，工程師所設(shè)計(jì)的零件是有顏色，材料，硬度，形狀，尺寸等概念的三維實(shí)體，甚至是帶有相當(dāng)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)關(guān)系的三維實(shí)體。如果能直接以三維概念開(kāi)始設(shè)計(jì)，在現(xiàn)有的軟件支持下，這個(gè)模型至少有可能表達(dá)出設(shè)計(jì)構(gòu)思的全部稽核參數(shù)，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程可以完全在三維模型上討論，設(shè)計(jì)的全部流程都能使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)。 這樣就有可能比較容易地建立充分而完整的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，并以此為基 礎(chǔ)，進(jìn)一步進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析，質(zhì)量屬性分析，空間運(yùn)動(dòng)分析，轉(zhuǎn)配干涉分析， NC 控制可加工性分析，高正確率的二維工程圖生成，外觀色彩和造型效果評(píng)價(jià)，動(dòng)畫(huà)生成等。 SolidWorks 是當(dāng)今最為流行的三維 CAD 軟件之一，它具有基于特征，參數(shù)化，實(shí)體造型等特點(diǎn)。整個(gè)設(shè)計(jì)基于裝配關(guān)系的特征堆砌而成，特征是一些與機(jī)械設(shè)計(jì)的表達(dá)意圖相關(guān)的一些簡(jiǎn)單幾何形體，這些幾何形體的基礎(chǔ)是參數(shù)化的，可以基于裝配關(guān)系的二維或者三維草圖，草圖是一些簡(jiǎn)單類型的圖線，可以用幾何關(guān)系，裝配關(guān)系和驅(qū)動(dòng)尺寸加以約束。 所謂特征，是指可以利用參數(shù)驅(qū)動(dòng)的 實(shí)體模型。通常，特征應(yīng)滿足如下條件： 河北工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 ? 必須是一個(gè)實(shí)體或零件中的具體構(gòu)成之一 ? 能對(duì)應(yīng)于某一形狀 ? 應(yīng)該具有工程上的意義 改變與特征相關(guān)的形狀與位置的定義，可以改變與模型相關(guān)的那些形狀關(guān)系。對(duì)于某個(gè)特征既可以將其與沒(méi)個(gè)已有零件相連接，也可以把它從沒(méi)個(gè)已有的零件中刪掉，還可以與其他的多個(gè)特征共同組合創(chuàng)建新的實(shí)體。 “基于特征”整個(gè)術(shù)語(yǔ)的意思是：零件模型的構(gòu)造是由各種特征來(lái)生成的，零件的設(shè)計(jì)過(guò)程就是特征累積過(guò)程。 SolidWorks 零件模型中，第一個(gè)實(shí)體特征稱之為基體特征，代表零件最基本的形狀，零件其他特征的創(chuàng)建往往 依賴于基體特征。 所謂“參數(shù)化”是指對(duì)零件上各種特征施加約束形式。各個(gè)特征的幾何形狀與尺寸大小變量參數(shù)的方式來(lái)表達(dá)，這個(gè)變量參數(shù)不僅可以是常數(shù)，而且可以是某種代數(shù)式。如果定義某個(gè)特征的變量參數(shù)發(fā)生了改變，則零件的整個(gè)特征的幾何形狀或尺寸大小將隨著參數(shù)的改變而改變，軟件會(huì)隨之重新生成該特征及其相關(guān)的各特征，而不需要重新繪制。一個(gè)特征的尺寸有幾何形狀尺寸和定位尺寸兩種，與之對(duì)應(yīng)，一個(gè)特征的參數(shù)也可分為幾何形狀參數(shù)和定位尺寸參數(shù)。通?？刂聘鞣N參數(shù)，即可以達(dá)到控制零件幾何形狀的目的。 實(shí)體模型式三維模型中表達(dá)幾何體 信息最完整和最準(zhǔn)確的。實(shí)體造型包括了幾何體中點(diǎn)，線，面，體以及重量，密度等特性，通過(guò)這些特征可以進(jìn)行兩個(gè)幾何體的干涉檢查，可以進(jìn)行有限元分析中的自動(dòng)剖分網(wǎng)格，可以進(jìn)行 25 軸的 NC 操作等一系列“虛擬設(shè)計(jì)”。 設(shè)計(jì)過(guò)程的結(jié)束，是在所有零件都被確認(rèn)的時(shí)候，標(biāo)志是所有零件工程圖，機(jī)器總裝配圖，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，零件和裝配工藝都已經(jīng)確認(rèn)。對(duì)于一個(gè)成熟的設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，進(jìn)入三維設(shè)計(jì)最大的障礙不是軟件應(yīng)用技術(shù)，而是自己的對(duì)設(shè)計(jì)表達(dá)的方法。由于多年來(lái)習(xí)慣于二維工程圖表達(dá)，習(xí)慣于一系列規(guī)則的使用，對(duì)于描述三維模型上各個(gè)特征的類型和相 互關(guān)系，從思考方法上已經(jīng)生疏。 同樣的設(shè)計(jì)，需要用多少時(shí)間在軟件中完成？對(duì)于創(chuàng)新設(shè)計(jì)，三維設(shè)計(jì)效率高，而對(duì)于檢索設(shè)計(jì)，二維設(shè)計(jì)效率高。總之，工程師越熟悉的設(shè)計(jì)，效率就越高。因?yàn)樵S多細(xì)節(jié)不需要再次配湊，結(jié)論已經(jīng)很清楚了，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的構(gòu)建和表達(dá)也很清晰。 河北工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 SolidWorks 用戶界面 SolidWorks 造型和裝配 在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)于零件的繪圖和造型都是設(shè)計(jì)內(nèi)容的重要部分。不僅可以提高學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)，零件的理解程度，也可以學(xué)到更多的關(guān)于當(dāng)今設(shè)計(jì)領(lǐng)域的前沿知識(shí)。并且對(duì)零件進(jìn)行三維實(shí)體 造型，不僅有利于直觀的理解零件的外觀，還能進(jìn)行裝配和模擬運(yùn)動(dòng)仿真。這對(duì)于機(jī)械領(lǐng)域的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是很有吸引力的內(nèi)容。所以在本次設(shè)計(jì)中，我們也著重學(xué)習(xí)了 Pro/Engineer 的造型，裝配，繪制工程圖，及其運(yùn)動(dòng)仿真功能。由于時(shí)間倉(cāng)促，我們只實(shí)現(xiàn)了三維造型和裝配功能，但是還存在一些問(wèn)題，有一些零件沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，錯(cuò)誤也再所難免。希望老師進(jìn)行批評(píng)指正。 SolidWorks 造型 為了加深對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容的理解，本次設(shè)計(jì)對(duì)涉及設(shè)計(jì)內(nèi)容的基本零件進(jìn)行了造型和裝配。這些過(guò)程和方法是依據(jù)上課和一些參考書(shū)籍以下是一些軸和齒輪 的造型實(shí)體圖。 SolidWorks 軟件功能強(qiáng)大并且易學(xué)易用，因而近年來(lái)在機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。其功能特點(diǎn)主要包括如下幾點(diǎn) : (1) 參數(shù)化設(shè)計(jì)、特征建模技術(shù)及設(shè)計(jì)過(guò)程的全相關(guān)性使其具有很好的設(shè)河北工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 計(jì)柔性，即設(shè)計(jì)過(guò)程靈活，修改方便； (2) 全 Windows 特性的特征管理器使設(shè)計(jì)過(guò)程的操作及管理?xiàng)l理清晰，操作簡(jiǎn)單，完整的動(dòng)態(tài)界面和鼠標(biāo)動(dòng)態(tài)控制對(duì)設(shè)計(jì)復(fù)雜零件是非常實(shí)用而且特別重要的技術(shù)手段； (3) 功能強(qiáng)大的 CAD 模塊包括了草圖設(shè)計(jì)、曲面建模、實(shí)體建模和鈑金零件設(shè)計(jì)等，可以完成基于特征的 CAD 模型建立， 滿足機(jī)械設(shè)計(jì)要求； (4) 面向裝配的零件設(shè)計(jì)為大型裝配體的建模提供了重要的技術(shù)方法，其IPA 動(dòng)畫(huà)制作可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)模擬裝配，同時(shí)可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，從而在計(jì)算機(jī)里完成零件設(shè)計(jì)正確與否的校驗(yàn)； (5) SolidWorks 是包含了 CAD/CAM/CAE 功能的集成化軟件，全面滿足設(shè)計(jì)、分析、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的一體化要求。 綜上所述， SolidWorks 軟件的基本設(shè)計(jì)思路為 “ 實(shí)體造型 → 虛擬裝配 → 二維圖紙 ” ，三維實(shí)體建模使設(shè)計(jì)過(guò)程形象而且直觀，虛擬裝配可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程的隨時(shí)校驗(yàn)，從而避免可能造成的直接經(jīng)濟(jì)損失。二維 圖紙的自動(dòng)繪制也滿足了實(shí)際生產(chǎn)的需求，從而完全滿足機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)要求，因而得到廣泛的應(yīng)用。 二、相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ) 1．參數(shù)化造型 參數(shù)化造型（ Parametric Modeling，又稱尺寸驅(qū)動(dòng)幾何造型技術(shù)）中，物體的幾何外形是由受約束的數(shù)學(xué)關(guān)系式來(lái)定義的，而不僅僅取決于簡(jiǎn)單的、孤立的尺寸參數(shù)。其主要技術(shù)特點(diǎn)在于：基于特征，全尺寸約束，尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改以及全數(shù)據(jù)相關(guān)。 (1)基于特征 將某些具有代表性的幾何形狀定義為特征，并將其所有尺寸定義為可變參數(shù)，進(jìn)而形成實(shí)體，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行更為復(fù)雜的幾何形體的構(gòu) 造； (2)全尺寸約束 將形狀和尺寸聯(lián)合起來(lái)考慮，通過(guò)尺寸約束來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)幾何形狀的控制。造型必須以完整的尺寸參數(shù)為出發(fā)點(diǎn)（全約束），不能漏注尺寸（欠約束），也不能多注尺寸（過(guò)約束）； 各零件造型圖如下： 錐齒輪 河北工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 錐齒輪 河北工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 小軸 直齒輪 河北工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 鍵 裝配圖 河北工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 河北工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 第 5 章計(jì)算機(jī)輔助制造 簡(jiǎn)介 Mastercam 是美國(guó) CNC 公司開(kāi)發(fā)的基于 PC 平臺(tái)的 CAD/CAM 軟件，它具有方便直觀的幾何造型 Mastercam 提供了設(shè)計(jì)零件外形所 需的理想環(huán)境，其強(qiáng)大穩(wěn)定的造型功能可設(shè)計(jì)出復(fù)雜的曲線、曲面零件。 Mastercam 具有強(qiáng)勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。 Mastercam提供了多種先進(jìn)的粗加工技術(shù)，以提高零件加工的效率和質(zhì)量。 Mastercam 還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選擇最好的方法，加工最復(fù)雜的零件。Mastercam 的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性。 可靠的刀具路徑校驗(yàn)功能 Mastercam 可模擬零件加工的整個(gè)過(guò)程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況。 Mastercam 提供 400 種以上的后置處理文件以適用于各種類型的數(shù)控系統(tǒng)，我廠采用的是 FANUC 系統(tǒng)，機(jī)床為四軸聯(lián)動(dòng)臥式銑床。根據(jù)機(jī)床的實(shí)際結(jié)構(gòu)，我們編制了專門(mén)的后置處理文件，繩槽曲面加工刀具路徑 NCI文件經(jīng)后置處理后生成加工程序。