【導讀】X62W型普通銑床是普通精度級的機床。機床的通用性較好，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，小批量生產車間及修配車間。銑床的主軸傳動機構固定在床身的內部。工件通過虎鉗等夾具裝夾在工作。主軸箱的功用支撐主軸并把動力經變速傳動機構傳給主軸，使主軸帶動刀。具按規(guī)定的轉速旋轉，以實現(xiàn)主運動。統(tǒng)的傳動原理有一個更深層了解。通過本次設計，利于我們牢固掌握和靈活運用。由于時間有限與本人經驗不足，錯誤在所難免，懇請各位老師和同學批評、是機械工業(yè)的重要組成部分，是為機械工業(yè)提供制造技術和裝備的工業(yè)。擁有量、產量、品質和質量。是衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志之一。床工業(yè)在國民經濟中占有極其重要地位。機床工作原機的屬性，決定了它與國民經濟各工業(yè)部門之間的關系。機床工業(yè)對國民經濟和社會進步起著重大的推

　　

【正文】 反力 水平面（ H 平面）： RAH=L FH=141N RBH= FH RAH=778N 河北工程大學機電學院畢業(yè)設計 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 按彎矩合成強度校核軸的強度 Mca = 22 aT) M (? a:考慮彎矩和扭矩在軸截面引起的應力循環(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鋼調質處理， σ B = 650N/mm2,[ σ ] = ～ B， 既， 58～ 65 N/mm2。取 [σ ] =60 N/mm2。 軸的計算應力為：σ ca = Mca/W = N/mm2[σ ] =60 N/mm2。 河北工程大學機電學院畢業(yè)設計 30 第 4 章： 計 算機輔助設計 —— SolidWorks SolidWorks 簡介： SolidWorks 是當今最為流行的三維 CAD 軟件之一，它具有基礎特征、參數(shù)化、實體造型等特點。整個設計基于裝配關系進行，裝配的基礎要素是相關的零件，零件是由若干參數(shù)化的可以基于裝配關系的特征堆砌而成，特征是一些與機械設計的表達意圖相關的一些簡單幾何體，這些幾何形體的基礎是參數(shù)化的，可以基于裝配關系的二維或者三維草圖，草圖是一些簡單類型的圖線，可以用幾何關系、裝配關系和驅動尺寸加以約束。 SolidWorks 零件模型中，第一個實 體特征稱之為基礎特征，代表零件最基礎的形狀，零件其他特征的創(chuàng)建往往依賴于基體特征。 SolidWorks 系統(tǒng)的零件設計的構造過程類似于真實制造環(huán)境下的生產過程。 掌握軟件的效率，對于用戶來說有個限度。過長，結果就是放棄，這樣的例子很多?！跋茨X”的過程越長，掌握軟件的效率就越低。對于 SolidWorks，其容易學會的程度是目前最好的。 CAD 軟件的有效應用 CAD 軟件的開發(fā)使一個重大的技術進步，對于提高設計質量，設計能力，設計效率，起到了前所未有的推動作用。 從二維 CAD 技術來說，設計總要繪圖， 因為以一個工程師無法記住自己的設計（哪怕是較簡單的設計）中的全部細節(jié)，圖形表達就是唯一的方法。這些圖首先是給設計者自己看，為了記住，研究和配和設計自己的構想。其次是給別的工程師看，為了互相交流，共同合作完成設計。最后是為了給制造者看，為了將設計意圖在制造車間變成實際零件?？梢?，繪制工程圖，實際上是設計思維的表達手段。 時至今日，軟件已經有了質的飛躍，一提起 CAD 已經不是先前想到的“代替手工繪圖”。圖樣畫得在規(guī)范，漂亮，設計質量沒有得到大幅度得提高，這點好處似乎對于 CAD 得應用來說很不夠，解決設計技術得創(chuàng)新， 提高設計質量才是應用 CAD 的核心。在 CAD 軟件的專業(yè)應用上，一直存在兩種相當不同的技術風格。 “造型派”認為只要看起來像，至于創(chuàng)建的方法是否合理，設計數(shù)據(jù)怎樣構河北工程大學機電學院畢業(yè)設計 31 建是無所謂的。例如：造型派們甚至認為可以使用 CorelDRAW 生成二維機械工程圖，用 3ds max 生成三維機械模型，并認為這沒什么不對勁的地方，其主要的目標是使結果“看著象”，而不是為了設計數(shù)據(jù)的正確表達。因此，在使用SolidWorks 或其他三維軟件，經常處在欠約束的狀態(tài)，也不認為基于裝配的參數(shù)關聯(lián)設計有多大的意思。 “設計派”則認為：看起來象是 必然的，因為模型正確。但是，整個的模型必須有充要的參數(shù)驅動，裝配關聯(lián)，設計數(shù)據(jù)表達。基本的要求是：在設計參數(shù)的范圍內，模型不會被“拉散”，“扭曲”，而且能夠根據(jù)設計的需求方便地修改調整和進行設計數(shù)據(jù)的提取。用 CorelDRAW生成工程圖是無法理解的荒唐做法。 設計過程中，自始自終充滿了“假如??因此??于是”這樣的思維推理過程。就是說，實際上工程師是在腦子里模擬自己設計的東西未來的樣子。一個不懂相關的工藝，測量，裝配，調試技術的工程師，無法進行真正的設計，至少不能完成優(yōu)秀的設計。在 CAD 軟件中盡量完整地再現(xiàn) 這樣的思維過程，在計算機上進行過去生產現(xiàn)場才能完成的過程，這種目標才是 CAD 軟件永恒的追求，這就是“虛擬設計”的主要思想。 三維設計 基于特征的三維參數(shù)化軟件中，工程師所設計的零件是有顏色，材料，硬度，形狀，尺寸等概念的三維實體，甚至是帶有相當復雜的運動關系的三維實體。如果能直接以三維概念開始設計，在現(xiàn)有的軟件支持下，這個模型至少有可能表達出設計構思的全部稽核參數(shù)，整個設計過程可以完全在三維模型上討論，設計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計數(shù)據(jù)庫，并以此為基 礎，進一步進行應力應變分析，質量屬性分析，空間運動分析，轉配干涉分析， 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價，動畫生成等。 SolidWorks 是當今最為流行的三維 CAD 軟件之一，它具有基于特征，參數(shù)化，實體造型等特點。整個設計基于裝配關系的特征堆砌而成，特征是一些與機械設計的表達意圖相關的一些簡單幾何形體，這些幾何形體的基礎是參數(shù)化的，可以基于裝配關系的二維或者三維草圖，草圖是一些簡單類型的圖線，可以用幾何關系，裝配關系和驅動尺寸加以約束。 所謂特征，是指可以利用參數(shù)驅動的 實體模型。通常，特征應滿足如下條件： 河北工程大學機電學院畢業(yè)設計 32 ? 必須是一個實體或零件中的具體構成之一 ? 能對應于某一形狀 ? 應該具有工程上的意義 改變與特征相關的形狀與位置的定義，可以改變與模型相關的那些形狀關系。對于某個特征既可以將其與沒個已有零件相連接，也可以把它從沒個已有的零件中刪掉，還可以與其他的多個特征共同組合創(chuàng)建新的實體。 “基于特征”整個術語的意思是：零件模型的構造是由各種特征來生成的，零件的設計過程就是特征累積過程。 SolidWorks 零件模型中，第一個實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”是指對零件上各種特征施加約束形式。各個特征的幾何形狀與尺寸大小變量參數(shù)的方式來表達，這個變量參數(shù)不僅可以是常數(shù)，而且可以是某種代數(shù)式。如果定義某個特征的變量參數(shù)發(fā)生了改變，則零件的整個特征的幾何形狀或尺寸大小將隨著參數(shù)的改變而改變，軟件會隨之重新生成該特征及其相關的各特征，而不需要重新繪制。一個特征的尺寸有幾何形狀尺寸和定位尺寸兩種，與之對應，一個特征的參數(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)，即可以達到控制零件幾何形狀的目的。 實體模型式三維模型中表達幾何體 信息最完整和最準確的。實體造型包括了幾何體中點，線，面，體以及重量，密度等特性，通過這些特征可以進行兩個幾何體的干涉檢查，可以進行有限元分析中的自動剖分網(wǎng)格，可以進行 25 軸的 NC 操作等一系列“虛擬設計”。 設計過程的結束，是在所有零件都被確認的時候，標志是所有零件工程圖，機器總裝配圖，設計說明書，零件和裝配工藝都已經確認。對于一個成熟的設計師來說，進入三維設計最大的障礙不是軟件應用技術，而是自己的對設計表達的方法。由于多年來習慣于二維工程圖表達，習慣于一系列規(guī)則的使用，對于描述三維模型上各個特征的類型和相 互關系，從思考方法上已經生疏。 同樣的設計，需要用多少時間在軟件中完成？對于創(chuàng)新設計，三維設計效率高，而對于檢索設計，二維設計效率高?？傊?，工程師越熟悉的設計，效率就越高。因為許多細節(jié)不需要再次配湊，結論已經很清楚了，設計數(shù)據(jù)的構建和表達也很清晰。 河北工程大學機電學院畢業(yè)設計 33 SolidWorks 用戶界面 SolidWorks 造型和裝配 在進行畢業(yè)設計的過程中，對于零件的繪圖和造型都是設計內容的重要部分。不僅可以提高學生對機構，零件的理解程度，也可以學到更多的關于當今設計領域的前沿知識。并且對零件進行三維實體 造型，不僅有利于直觀的理解零件的外觀，還能進行裝配和模擬運動仿真。這對于機械領域的設計來說，無疑是很有吸引力的內容。所以在本次設計中，我們也著重學習了 Pro/Engineer 的造型，裝配，繪制工程圖，及其運動仿真功能。由于時間倉促，我們只實現(xiàn)了三維造型和裝配功能，但是還存在一些問題，有一些零件沒有實現(xiàn)，錯誤也再所難免。希望老師進行批評指正。 SolidWorks 造型 為了加深對設計內容的理解，本次設計對涉及設計內容的基本零件進行了造型和裝配。這些過程和方法是依據(jù)上課和一些參考書籍以下是一些軸和齒輪 的造型實體圖。 SolidWorks 軟件功能強大并且易學易用，因而近年來在機械設計行業(yè)得到了廣泛的應用。其功能特點主要包括如下幾點 : (1) 參數(shù)化設計、特征建模技術及設計過程的全相關性使其具有很好的設河北工程大學機電學院畢業(yè)設計 34 計柔性，即設計過程靈活，修改方便； (2) 全 Windows 特性的特征管理器使設計過程的操作及管理條理清晰，操作簡單，完整的動態(tài)界面和鼠標動態(tài)控制對設計復雜零件是非常實用而且特別重要的技術手段； (3) 功能強大的 CAD 模塊包括了草圖設計、曲面建模、實體建模和鈑金零件設計等，可以完成基于特征的 CAD 模型建立， 滿足機械設計要求； (4) 面向裝配的零件設計為大型裝配體的建模提供了重要的技術方法，其IPA 動畫制作可以實現(xiàn)動態(tài)模擬裝配，同時可以進行運動分析，從而在計算機里完成零件設計正確與否的校驗； (5) SolidWorks 是包含了 CAD/CAM/CAE 功能的集成化軟件，全面滿足設計、分析、制造、產品數(shù)據(jù)管理的一體化要求。 綜上所述， SolidWorks 軟件的基本設計思路為 “ 實體造型 → 虛擬裝配 → 二維圖紙 ” ，三維實體建模使設計過程形象而且直觀，虛擬裝配可以實現(xiàn)設計過程的隨時校驗，從而避免可能造成的直接經濟損失。二維 圖紙的自動繪制也滿足了實際生產的需求，從而完全滿足機械設計企業(yè)的設計生產要求，因而得到廣泛的應用。 二、相關技術基礎 1．參數(shù)化造型 參數(shù)化造型（ Parametric Modeling，又稱尺寸驅動幾何造型技術）中，物體的幾何外形是由受約束的數(shù)學關系式來定義的，而不僅僅取決于簡單的、孤立的尺寸參數(shù)。其主要技術特點在于：基于特征，全尺寸約束，尺寸驅動設計修改以及全數(shù)據(jù)相關。 (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)，進而形成實體，以此為基礎進行更為復雜的幾何形體的構 造； (2)全尺寸約束 將形狀和尺寸聯(lián)合起來考慮，通過尺寸約束來實現(xiàn)對幾何形狀的控制。造型必須以完整的尺寸參數(shù)為出發(fā)點（全約束），不能漏注尺寸（欠約束），也不能多注尺寸（過約束）； 各零件造型圖如下： 錐齒輪 河北工程大學機電學院畢業(yè)設計 35 錐齒輪 河北工程大學機電學院畢業(yè)設計 36 小軸 直齒輪 河北工程大學機電學院畢業(yè)設計 37 鍵 裝配圖 河北工程大學機電學院畢業(yè)設計 38 河北工程大學機電學院畢業(yè)設計 39 第 5 章計算機輔助制造 簡介 Mastercam 是美國 CNC 公司開發(fā)的基于 PC 平臺的 CAD/CAM 軟件，它具有方便直觀的幾何造型 Mastercam 提供了設計零件外形所 需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。 Mastercam 具有強勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。 Mastercam提供了多種先進的粗加工技術，以提高零件加工的效率和質量。 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功能 Mastercam 可模擬零件加工的整個過程，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)，機床為四軸聯(lián)動臥式銑床。根據(jù)機床的實際結構，我們編制了專門的后置處理文件，繩槽曲面加工刀具路徑 NCI文件經后置處理后生成加工程序。