【導(dǎo)讀】數(shù)控車床是裝有數(shù)字程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化車床。其通過數(shù)字化信號(hào)由伺服系統(tǒng)對(duì)。機(jī)床運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制，最終實(shí)現(xiàn)車床自動(dòng)完成對(duì)零件的加工。數(shù)控的最大特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行與程序的編制相互獨(dú)立。和通用機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，具有高效率、高質(zhì)量和高柔性的特點(diǎn)。品的質(zhì)量，加快數(shù)控機(jī)床的更新?lián)Q代。在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，使用功能強(qiáng)大的Pro/e. 傳動(dòng)、換刀運(yùn)動(dòng)等過程，使設(shè)計(jì)者在制造樣機(jī)之前，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中潛在的缺陷，為下一步的設(shè)計(jì)提供良好的條件。

　　

【正文】 配的動(dòng)態(tài)模擬 制作動(dòng)畫的過程主要是將各個(gè)裝配階段的裝配狀態(tài)使用快照拍下，然后只需要將各個(gè)快照連接成一個(gè)動(dòng)畫就可以了?，F(xiàn)將主軸部件裝配動(dòng)態(tài)模擬過程簡(jiǎn)要介紹如下： 為了使裝配的動(dòng)態(tài)演示過程清晰，在進(jìn)入 Pro/e 的動(dòng)畫應(yīng)用程序后，需要首先建立陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 需要的樣式視圖，根據(jù)裝配時(shí)零部件的是否出現(xiàn)，顯示和隱藏各個(gè)零部件。 在各樣式視圖的基礎(chǔ)之上，給裝配的各個(gè)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(shí)間，最后就可以按裝配的順序?qū)⑵洳シ懦鰜怼? 圖 410 電機(jī)裝配體 為了使用戶能夠從各個(gè)方位觀察裝配的過程，在生成動(dòng)畫之前，有必要建立一些方位視圖，使演示每一步的關(guān)鍵部位都能呈現(xiàn)在用戶面前。當(dāng)然，方位視圖和樣式視圖一樣，與裝配的每一個(gè)步驟是相對(duì)應(yīng)的。 最后使用動(dòng)畫應(yīng)用程序的動(dòng)畫生成指令生成最后的裝配演示動(dòng)畫。 主軸部件的運(yùn)動(dòng)演示 Pro/e 動(dòng)畫模塊和運(yùn)動(dòng)模塊都能作為運(yùn)動(dòng)演示的工具，動(dòng)畫模塊的主要特點(diǎn)是靈活性比較大，而精確度較差；相反，運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)演示即主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)演示。 數(shù)控機(jī)床三維建模與設(shè)計(jì) 23 圖 411 裝入各子組件的裝配體 主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)演示 主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)原理比較簡(jiǎn)單，它的主要運(yùn)動(dòng)特征就是齒輪的相互嚙合傳動(dòng)和 Ⅱ軸上的雙聯(lián)齒輪的滑移運(yùn)動(dòng)。根據(jù)動(dòng)畫模塊和運(yùn)動(dòng)模塊各自的特點(diǎn)，選擇運(yùn)動(dòng)模塊作為主傳動(dòng)動(dòng)態(tài)演示的工具。 在進(jìn)入運(yùn)動(dòng)模塊之前，主軸部件必須重新裝配。與普通的裝配不同，運(yùn)動(dòng)模塊要求導(dǎo)入其中的裝配體必須包含各種代表各個(gè)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的關(guān)節(jié)。當(dāng)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(yùn)動(dòng)所需的關(guān)節(jié)，使主軸部件具有能夠相互運(yùn)動(dòng)的自由度。 進(jìn)入 Pro/e 的運(yùn)動(dòng)模塊后，主要的步驟就是在某些關(guān)節(jié)上定義伺服電機(jī)，然后給各個(gè)伺服電機(jī)定義一定的速度，最后，通過定義各個(gè)伺服電機(jī)的工作時(shí)間端完成最后的運(yùn)動(dòng)演示。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 5 零件工作圖設(shè)計(jì) 由上一章主軸部件裝配體的動(dòng)態(tài)裝配過程以及其主要運(yùn)動(dòng)演示過程可以看出，該設(shè)計(jì)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(yàn)和制定工藝規(guī)程的基本技術(shù)文件。它即要反映出設(shè)計(jì)意圖，又要考慮到制造的可能性和合理性。因此 ，零件圖應(yīng)包含制造和檢驗(yàn)零件所需要的全部?jī)?nèi)容，如圖形，尺寸及其公差，對(duì)材料及熱處理的說明及其他技術(shù)要求，標(biāo)題欄等。 零件工作圖設(shè)計(jì)的基本要求 零件工作圖設(shè)計(jì)的基本要求 1）每個(gè)零件必須單獨(dú)繪制在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(dá)清楚。對(duì)于細(xì)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(yīng)與裝配圖一致，不得隨意修改，如必須修改，應(yīng)對(duì)裝配圖進(jìn)行相應(yīng)的修改。 3）標(biāo)注尺寸時(shí)要選好基準(zhǔn)面，標(biāo)出足夠的尺寸而不重復(fù)，并且要有利于零 件的加工制造，應(yīng)避免在加工時(shí)做任何計(jì)算，大部分尺寸應(yīng)標(biāo)注在最能反映零件特征的視圖上。對(duì)配合尺寸及要求精確的幾何尺寸要標(biāo)注極限偏差，如配合的孔，機(jī)體的中心距等。 4）零件的所有表面都應(yīng)當(dāng)標(biāo)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(biāo)注。在不影響工作能力的基礎(chǔ)上盡量選用較大的粗糙度。 5）零件圖上要標(biāo)注必要的形位公差，它是評(píng)定零件的重要指標(biāo)之一，其具體數(shù)值可參考相關(guān)的手冊(cè)和圖冊(cè)。 6）對(duì)傳動(dòng)零件還要列出主要幾何參數(shù)，精度等級(jí)及偏差表。 此外，在零件圖上提出必要的技術(shù)要求，它是在圖紙 上不便用圖紙或符號(hào)表示，而在制造時(shí)又必須保證的要求。 主要零件工作圖的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 軸類零件工作圖的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1）軸類零件一般只需一個(gè)視圖，在有鍵槽和孔的地方，增加必須的剖視圖或剖面圖。對(duì)于不易表達(dá)清楚的局部，例如退刀槽，中心孔等，必要時(shí)應(yīng)繪制其局部放大視圖。 2）軸類零件在標(biāo)注徑向尺寸時(shí)，凡有配合處的直徑都應(yīng)標(biāo)注出尺寸偏差。標(biāo)注軸向尺寸時(shí)，首先要選好基準(zhǔn)面，并盡量使尺寸標(biāo)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(shí)，可以標(biāo)注帶有括號(hào)的參考尺寸）。在零件工作圖上對(duì)尺寸及偏數(shù)控機(jī)床三維建模與設(shè)計(jì) 25 差 相同的直徑應(yīng)逐一標(biāo)出，不得省略；對(duì)所有的倒角，圓角都應(yīng)標(biāo)注無遺，或在技術(shù)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(guān)手冊(cè)。應(yīng)盡量取較大者，以利于加工。 4）軸的形位公差可參考相關(guān)的手冊(cè)完成。 5）軸類零件圖的技術(shù)要求包括： 對(duì)材料的機(jī)械性能和化學(xué)性能的要求，允許代用的材料等。 對(duì)材料表面機(jī)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(duì)加工的要求，如是否保留中心孔，若要保留中心孔，應(yīng)在零件圖上畫出或按國(guó)標(biāo)加以說明。與其他零件一起配合加工的也應(yīng)說明。 對(duì)于未標(biāo)注的圓角，倒 角的說明，個(gè)別部位的修飾加工要求，以及較長(zhǎng)的軸的毛坯校直等。 齒輪零件工作圖的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1）齒輪零件工作圖一般用兩個(gè)視圖表示 2）齒輪各徑向尺寸以軸的中心線為基準(zhǔn)標(biāo)出，齒寬方向的尺寸以端面為基準(zhǔn)標(biāo)出。齒輪的分度圓直徑需不能直接測(cè)量，但它是設(shè)計(jì)的基本尺寸，應(yīng)該標(biāo)出。這類零件的軸孔是加工，測(cè)量和裝配時(shí)的重要基準(zhǔn)，尺寸要求高，應(yīng)標(biāo)注出尺寸偏差。齒頂圓的偏差值與該直徑是否作為測(cè)量基準(zhǔn)有關(guān)，可查手冊(cè)標(biāo)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(biāo)出。 3）齒輪零件表面粗糙度可參考有關(guān)的手冊(cè)標(biāo)注。 4）齒輪零件的形位公差項(xiàng)目可參照有關(guān)的手冊(cè)標(biāo)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(cè)量項(xiàng)目，誤差的檢測(cè)項(xiàng)目和具體的數(shù)值，可查齒輪公差標(biāo)準(zhǔn)或者有關(guān)手冊(cè)。 6）齒輪零件的技術(shù)要求主要包括： 對(duì)鑄件，鍛件或其他類型坯件的要求。 對(duì)材料的機(jī)械性能和化學(xué)成分的要求及允許代用的材料。 對(duì)材料表面機(jī)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(duì)未標(biāo)注倒角，圓角半徑的說明。 對(duì)大型或者高速齒輪的平衡試驗(yàn)要求。 機(jī)體零件工作圖的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1）機(jī)體零件一般用三個(gè)視圖表示。為表 達(dá)機(jī)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 26 一些局部剖視圖和局部視圖。當(dāng)兩孔不在同一軸線上時(shí)，可采用階梯剖表示。 2）機(jī)體的尺寸標(biāo)注較軸類零件和齒輪類零件復(fù)雜，形狀多樣，尺寸繁多。在標(biāo)注尺寸時(shí)既要考慮到鑄造，加工工藝及測(cè)量的要求，又要多而不亂，一目了然，為此，必須注意以下幾點(diǎn)： 機(jī)體尺寸分為形狀尺寸和定位尺寸，形狀尺寸是機(jī)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(jī)體的長(zhǎng)高寬等。這類尺寸應(yīng)直接標(biāo)出，而不應(yīng)有任何運(yùn)算。定位尺寸是確定機(jī)體內(nèi)各部件相對(duì)于基準(zhǔn)的位置尺寸。如孔的中心線，曲線的 中心位置及其他有關(guān)部位的平面等與基準(zhǔn)的距離。定位尺寸都應(yīng)當(dāng)從基準(zhǔn)直接標(biāo)出。 要選好基準(zhǔn)。最好采用加工基準(zhǔn)作為標(biāo)注尺寸的基準(zhǔn)，這樣便于加工和測(cè)量。如不能用此加工面作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)采用計(jì)算上比較方便的基準(zhǔn)。對(duì)機(jī)體長(zhǎng)度方向尺寸可取軸承孔中心線作為基準(zhǔn)。 差按齒輪中心距極限偏差注出。 標(biāo)注尺寸要考慮到鑄造工藝的特點(diǎn)。機(jī)體大多為鑄件，因此標(biāo)注尺寸要便于木模制作。 配合尺寸都應(yīng)當(dāng)標(biāo)注其偏差，標(biāo)注尺寸時(shí)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(biāo)注或在技術(shù)要求中說明。 3）機(jī)體的表面粗糙度可參考有關(guān)手冊(cè)標(biāo)注 。 4）機(jī)體的形位公差可參考相關(guān)手冊(cè)和圖冊(cè)標(biāo)注。 5）機(jī)體的技術(shù)要求主要包括 ： 時(shí)效處理及清沙 機(jī)體應(yīng)進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)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(shè)計(jì)要點(diǎn)，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(jī)床三維建模與設(shè)計(jì) 27 6 設(shè)計(jì)的總結(jié) 該設(shè)計(jì) 是在現(xiàn)有機(jī)床的基礎(chǔ)上，分析比較同類型數(shù)控機(jī)床主軸部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能，擬定出合理的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行主軸部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 使用三維建模軟件 Pro/e 制作出數(shù)控機(jī)床各個(gè)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(shí)體圖和各個(gè)軸子部件的裝配實(shí)體圖，并模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程，制作出動(dòng)畫。 觀察數(shù)控機(jī)床主軸部件的模擬裝配過程，可以發(fā)現(xiàn)前期設(shè)計(jì)過程中相關(guān)結(jié)構(gòu)和尺寸不合理的地方，通過直接修改實(shí)體，直接修改設(shè)計(jì)過程中不合理的地方。經(jīng)過機(jī)床主軸部件運(yùn)動(dòng)的模擬，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的缺陷，使設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化。 該設(shè)計(jì)對(duì)用計(jì)算機(jī)制作典型主軸部件零件的實(shí)體具有參考作用，對(duì)主軸部件工作過程的模擬具有一定的指導(dǎo)意義。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 28 致 謝 首先 ， 在這里我 要感謝 我 的指導(dǎo)老師 — 文懷興老師， 感謝他 在 我的 整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，時(shí)時(shí)刻刻關(guān)心我 們 的設(shè)計(jì)進(jìn)程，在我遇到難題的時(shí)候，能給我很好的提示，使我在設(shè)計(jì)的過程中少走了許多彎路，在我進(jìn)展慢時(shí)，能及時(shí)的督促我，使我加快設(shè)計(jì)的速度，我想沒有文老師的指導(dǎo)，這個(gè)設(shè)計(jì)是很難完成的。 同時(shí)還要 感謝 幫助過 我的 同學(xué)，感謝他們 提出 了自己的 寶貴意見 ! 數(shù)控機(jī)床三維建模與設(shè)計(jì) 29 參 考 文 獻(xiàn) [1]龔溎義主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 .高等教育出版社 .1990 [2]李洪主編 . 實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) .遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 .1999 [3]顧熙棠、遲建山、胡寶珍主編 . 金屬切削機(jī)床（下冊(cè)） . 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 . 2021 [4]中國(guó)紡織大學(xué)工程圖教研室編著 .畫法幾何及工程制圖 .上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 .1997 [5]尤紹權(quán)，范崇夏，翁琴美編著 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