【導讀】數(shù)控車床是裝有數(shù)字程序控制系統(tǒng)的自動化車床。其通過數(shù)字化信號由伺服系統(tǒng)對。機床運動及加工過程進行控制，最終實現(xiàn)車床自動完成對零件的加工。數(shù)控的最大特點是運動的執(zhí)行與程序的編制相互獨立。和通用機床的優(yōu)點，具有高效率、高質(zhì)量和高柔性的特點。品的質(zhì)量，加快數(shù)控機床的更新?lián)Q代。在傳統(tǒng)機械設計的基礎上，使用功能強大的Pro/e. 傳動、換刀運動等過程，使設計者在制造樣機之前，及時發(fā)現(xiàn)設計過程中潛在的缺陷，為下一步的設計提供良好的條件。

　　

【正文】 配的動態(tài)模擬 制作動畫的過程主要是將各個裝配階段的裝配狀態(tài)使用快照拍下，然后只需要將各個快照連接成一個動畫就可以了。現(xiàn)將主軸部件裝配動態(tài)模擬過程簡要介紹如下： 為了使裝配的動態(tài)演示過程清晰，在進入 Pro/e 的動畫應用程序后，需要首先建立陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 22 需要的樣式視圖，根據(jù)裝配時零部件的是否出現(xiàn)，顯示和隱藏各個零部件。 在各樣式視圖的基礎之上，給裝配的各個裝配狀態(tài)拍快照，按照一定的順序?qū)⒏骺煺战M成一列 楨，合理的安排各步所需要的時間，最后就可以按裝配的順序?qū)⑵洳シ懦鰜怼? 圖 410 電機裝配體 為了使用戶能夠從各個方位觀察裝配的過程，在生成動畫之前，有必要建立一些方位視圖，使演示每一步的關鍵部位都能呈現(xiàn)在用戶面前。當然，方位視圖和樣式視圖一樣，與裝配的每一個步驟是相對應的。 最后使用動畫應用程序的動畫生成指令生成最后的裝配演示動畫。 主軸部件的運動演示 Pro/e 動畫模塊和運動模塊都能作為運動演示的工具，動畫模塊的主要特點是靈活性比較大，而精確度較差；相反，運動模塊的主要特征就是精確度比較 高，而靈活性較差。 主軸部件的運動演示即主傳動的運動演示。 數(shù)控機床三維建模與設計 23 圖 411 裝入各子組件的裝配體 主傳動的運動演示 主傳動的運動原理比較簡單，它的主要運動特征就是齒輪的相互嚙合傳動和 Ⅱ軸上的雙聯(lián)齒輪的滑移運動。根據(jù)動畫模塊和運動模塊各自的特點，選擇運動模塊作為主傳動動態(tài)演示的工具。 在進入運動模塊之前，主軸部件必須重新裝配。與普通的裝配不同，運動模塊要求導入其中的裝配體必須包含各種代表各個運動特點的關節(jié)。當然重新裝配的主軸部件外表與 普通的裝配體相似，但其中有運動所需的關節(jié)，使主軸部件具有能夠相互運動的自由度。 進入 Pro/e 的運動模塊后，主要的步驟就是在某些關節(jié)上定義伺服電機，然后給各個伺服電機定義一定的速度，最后，通過定義各個伺服電機的工作時間端完成最后的運動演示。 陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 24 5 零件工作圖設計 由上一章主軸部件裝配體的動態(tài)裝配過程以及其主要運動演示過程可以看出，該設計是可行的。但要將主軸部件制造出來，必須畫出零件的工作圖。零件工作圖是零件制造，檢驗和制定工藝規(guī)程的基本技術文件。它即要反映出設計意圖，又要考慮到制造的可能性和合理性。因此 ，零件圖應包含制造和檢驗零件所需要的全部內(nèi)容，如圖形，尺寸及其公差，對材料及熱處理的說明及其他技術要求，標題欄等。 零件工作圖設計的基本要求 零件工作圖設計的基本要求 1）每個零件必須單獨繪制在一個標準的圖幅中，合理安排視圖，盡量采用 1： 1 的比例尺，用各種視圖將零件各部分結(jié)構(gòu)形狀表達清楚。對于細部結(jié)構(gòu)，如有必要可以用放大視圖來表示。 2）零件的基本結(jié)構(gòu)應與裝配圖一致，不得隨意修改，如必須修改，應對裝配圖進行相應的修改。 3）標注尺寸時要選好基準面，標出足夠的尺寸而不重復，并且要有利于零 件的加工制造，應避免在加工時做任何計算，大部分尺寸應標注在最能反映零件特征的視圖上。對配合尺寸及要求精確的幾何尺寸要標注極限偏差，如配合的孔，機體的中心距等。 4）零件的所有表面都應當標注表面粗糙度的數(shù)值，如較多的表面具有相同的粗糙度，可在零件圖的右上角統(tǒng)一標注。在不影響工作能力的基礎上盡量選用較大的粗糙度。 5）零件圖上要標注必要的形位公差，它是評定零件的重要指標之一，其具體數(shù)值可參考相關的手冊和圖冊。 6）對傳動零件還要列出主要幾何參數(shù)，精度等級及偏差表。 此外，在零件圖上提出必要的技術要求，它是在圖紙 上不便用圖紙或符號表示，而在制造時又必須保證的要求。 主要零件工作圖的設計要點 軸類零件工作圖的設計要點 1）軸類零件一般只需一個視圖，在有鍵槽和孔的地方，增加必須的剖視圖或剖面圖。對于不易表達清楚的局部，例如退刀槽，中心孔等，必要時應繪制其局部放大視圖。 2）軸類零件在標注徑向尺寸時，凡有配合處的直徑都應標注出尺寸偏差。標注軸向尺寸時，首先要選好基準面，并盡量使尺寸標注反映加工工藝的要求 ，不允許出現(xiàn)封閉的尺寸鏈（但有必要時，可以標注帶有括號的參考尺寸）。在零件工作圖上對尺寸及偏數(shù)控機床三維建模與設計 25 差 相同的直徑應逐一標出，不得省略；對所有的倒角，圓角都應標注無遺，或在技術要求中說明。 3）軸的所有表面都要加工，其表面粗糙度可查有關手冊。應盡量取較大者，以利于加工。 4）軸的形位公差可參考相關的手冊完成。 5）軸類零件圖的技術要求包括： 對材料的機械性能和化學性能的要求，允許代用的材料等。 對材料表面機械性能的要求，如熱處理方法，熱處理后的硬度，滲碳深度及淬火深度等。 對加工的要求，如是否保留中心孔，若要保留中心孔，應在零件圖上畫出或按國標加以說明。與其他零件一起配合加工的也應說明。 對于未標注的圓角，倒 角的說明，個別部位的修飾加工要求，以及較長的軸的毛坯校直等。 齒輪零件工作圖的設計要點 1）齒輪零件工作圖一般用兩個視圖表示 2）齒輪各徑向尺寸以軸的中心線為基準標出，齒寬方向的尺寸以端面為基準標出。齒輪的分度圓直徑需不能直接測量，但它是設計的基本尺寸，應該標出。這類零件的軸孔是加工，測量和裝配時的重要基準，尺寸要求高，應標注出尺寸偏差。齒頂圓的偏差值與該直徑是否作為測量基準有關，可查手冊標出。齒根圓是是根據(jù)其他參數(shù)加工的結(jié)果，在圖紙上不必標出。 3）齒輪零件表面粗糙度可參考有關的手冊標注。 4）齒輪零件的形位公差項目可參照有關的手冊標注。 5）齒輪零件嚙合特性表的主要內(nèi)容包括齒輪的主要參數(shù)及測量項目，誤差的檢測項目和具體的數(shù)值，可查齒輪公差標準或者有關手冊。 6）齒輪零件的技術要求主要包括： 對鑄件，鍛件或其他類型坯件的要求。 對材料的機械性能和化學成分的要求及允許代用的材料。 對材料表面機械性能的要求，如熱處理方法，處理后的硬度，滲碳深度及淬火深度等。 對未標注倒角，圓角半徑的說明。 對大型或者高速齒輪的平衡試驗要求。 機體零件工作圖的設計要點 1）機體零件一般用三個視圖表示。為表 達機體內(nèi)部和外部的結(jié)構(gòu)尺寸，常常需要增加陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 26 一些局部剖視圖和局部視圖。當兩孔不在同一軸線上時，可采用階梯剖表示。 2）機體的尺寸標注較軸類零件和齒輪類零件復雜，形狀多樣，尺寸繁多。在標注尺寸時既要考慮到鑄造，加工工藝及測量的要求，又要多而不亂，一目了然，為此，必須注意以下幾點： 機體尺寸分為形狀尺寸和定位尺寸，形狀尺寸是機體各部分形狀大小的尺寸，如壁厚，各種孔徑及其深度，圓角半徑，軸的深寬，機體的長高寬等。這類尺寸應直接標出，而不應有任何運算。定位尺寸是確定機體內(nèi)各部件相對于基準的位置尺寸。如孔的中心線，曲線的 中心位置及其他有關部位的平面等與基準的距離。定位尺寸都應當從基準直接標出。 要選好基準。最好采用加工基準作為標注尺寸的基準，這樣便于加工和測量。如不能用此加工面作為設計基準時，應采用計算上比較方便的基準。對機體長度方向尺寸可取軸承孔中心線作為基準。 差按齒輪中心距極限偏差注出。 標注尺寸要考慮到鑄造工藝的特點。機體大多為鑄件，因此標注尺寸要便于木模制作。 配合尺寸都應當標注其偏差，標注尺寸時要避免出現(xiàn)封閉尺寸鏈。 所有圓角，倒角，拔模斜度都必須標注或在技術要求中說明。 3）機體的表面粗糙度可參考有關手冊標注 。 4）機體的形位公差可參考相關手冊和圖冊標注。 5）機體的技術要求主要包括 ： 時效處理及清沙 機體應進行消除內(nèi)應力的處理 主要零件工作圖的繪制完成 根據(jù)主要零件工作圖的設計要點，繪制出主要的零件的工作圖，包括Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸、軸上的齒輪。 數(shù)控機床三維建模與設計 27 6 設計的總結(jié) 該設計 是在現(xiàn)有機床的基礎上，分析比較同類型數(shù)控機床主軸部件的結(jié)構(gòu)特點和性能，擬定出合理的設計方案，進行主軸部件的結(jié)構(gòu)設計， 使用三維建模軟件 Pro/e 制作出數(shù)控機床各個典型的零件，包括主軸部件的主軸，滑移齒輪，一般齒輪 以及帶輪，光電編 碼器 等零件，并在 Pro/e 的裝配模塊下，生 成了主軸部件總裝三維實體圖和各個軸子部件的裝配實體圖，并模擬機構(gòu)的運動過程，制作出動畫。 觀察數(shù)控機床主軸部件的模擬裝配過程，可以發(fā)現(xiàn)前期設計過程中相關結(jié)構(gòu)和尺寸不合理的地方，通過直接修改實體，直接修改設計過程中不合理的地方。經(jīng)過機床主軸部件運動的模擬，進一步發(fā)現(xiàn)設計的缺陷，使設計進一步優(yōu)化。 該設計對用計算機制作典型主軸部件零件的實體具有參考作用，對主軸部件工作過程的模擬具有一定的指導意義。 陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 28 致 謝 首先 ， 在這里我 要感謝 我 的指導老師 — 文懷興老師， 感謝他 在 我的 整個畢業(yè)設計過程中，時時刻刻關心我 們 的設計進程，在我遇到難題的時候，能給我很好的提示，使我在設計的過程中少走了許多彎路，在我進展慢時，能及時的督促我，使我加快設計的速度，我想沒有文老師的指導，這個設計是很難完成的。 同時還要 感謝 幫助過 我的 同學，感謝他們 提出 了自己的 寶貴意見 ! 數(shù)控機床三維建模與設計 29 參 考 文 獻 [1]龔溎義主編 .機械設計課程設計指導書 .高等教育出版社 .1990 [2]李洪主編 . 實用機床設計手冊 .遼寧科學技術出版社 .1999 [3]顧熙棠、遲建山、胡寶珍主編 . 金屬切削機床（下冊） . 上海科學技術出版社 . 2021 [4]中國紡織大學工程圖教研室編著 .畫法幾何及工程制圖 .上?？茖W技術出版社 .1997 [5]尤紹權(quán)，范崇夏，翁琴美編著 .國家標準機械制圖應用示例圖冊 .中國標準出版社 .1985 [6]廖念釗，古瑩菴，莫雨松，李碩根，楊興駿編著 .互換性與技術測量 .中國計量出版社 .2021 [7]王愛珍主編 .現(xiàn)代數(shù)控機床 .國防工業(yè)出版社 .2021 [8]周開勤主編 .機械零件手冊 .高等教育出版社 .2021 [9]詹友剛編著 .PRO/ENGINEER 中文野火版教程 — 專用模塊 .清華大學出版社 .2021 [10]詹友剛編著 .PRO/ENGINEER 中文野火版教程 — 通用模塊 .清華大學出版社 .2021