【正文】 .. 62 中文翻譯 ............................................................ 69 附錄 A ................................................................... 74華北科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 1 頁(yè) 共 78 頁(yè) 火箭模型組合件造型及數(shù)控加工 摘要： 當(dāng)今 ， 伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展 ，數(shù)字控制技術(shù) （簡(jiǎn)稱 NC） 已經(jīng) 被 廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，尤其是機(jī)械制造業(yè)中，普通 機(jī)床也即將 被高效率、高精度、高自動(dòng)化的數(shù)控 機(jī)床 所 取代，而數(shù)控車床是數(shù)控機(jī)床中最重要的產(chǎn)品之一，受到世界各國(guó)機(jī)械加工領(lǐng)域的青睞。 它的發(fā)展一直備受制造業(yè)的關(guān)注 ,其設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用 水平 在某種程度上代表了一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)水平和競(jìng)爭(zhēng)力。 通過(guò) 對(duì) 火箭模型的設(shè)計(jì)和 加工 的全過(guò)程 來(lái)學(xué)習(xí)數(shù)控車床的使用，了數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展趨勢(shì) 。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。 Solid Work modeling。 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)。 近幾年， 我國(guó) 一直是 世界上最大的機(jī)床進(jìn)口國(guó) 。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)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。 “ 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)。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。 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 。控制 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。實(shí)現(xiàn)了伺服和主軸驅(qū)動(dòng)系列化解決方案。適用于各種數(shù)控機(jī)床加工設(shè)備。最多控制路徑數(shù)： 4；最多 控制軸數(shù)： 26。 32iB具有充實(shí)的 CNC 功能，用于高檔車床、加工中心。 在 CMIT2020 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。 (2)多 軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展 。 (4)2020 數(shù)控發(fā)展熱點(diǎn)趨勢(shì) 是 “綠色機(jī)床” 。 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 。 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 。 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。 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 。 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(guò)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。 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 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 。 （ 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 。 （ 5）按控制系統(tǒng)分 類 ： 分為 FANUCK、華中、廣數(shù)、西門子、三菱等 。 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 。 （ 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 。 （ 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。 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)。 火箭模型組合件造型及數(shù)控加工 第 8 頁(yè) 共 78 頁(yè) 3 火箭模型組合件 的三維 造型 火箭外部結(jié)構(gòu)由衛(wèi)星整流罩，一子級(jí)，二子級(jí)，三子級(jí)，底座和助推器組成，本設(shè)計(jì)參照“長(zhǎng)征三號(hào)甲”火箭，以 1:100 的比例對(duì)火箭外形進(jìn)行三維造型。良好的 財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks 每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù) ， SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它， 設(shè)計(jì)師 大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是 SolidWorks 的三大特點(diǎn)，使得 SolidWorks 成為領(lǐng)先 的、主流的三維 CAD 解決方案。 SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。系統(tǒng)彈出新建文檔對(duì)話框。 （ 3） 進(jìn)入草圖狀態(tài)，選 擇前視基準(zhǔn)面為繪圖平面，點(diǎn)擊“繪制草圖”按鈕進(jìn)入草圖繪制界面 。 （ 5） 退出草圖狀態(tài)。 （ 6） 選擇特征功能。選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇旋轉(zhuǎn)中心，點(diǎn)擊“確定”生成實(shí)體，如圖 31所示。 （ 8） 繪制截面曲線，利用草圖工具欄上的“直線”、“圓弧”、“橢圓”等命令繪制截面曲線，利用幾何關(guān)系命令使各段圓弧光滑。 （ 10） 選擇特征功能 ， 選擇主菜單上“旋轉(zhuǎn)切除 /基體”，系統(tǒng)將彈出旋轉(zhuǎn)切除特征欄。 圖 32 旋轉(zhuǎn)切除 （ 11） 進(jìn)入草圖狀態(tài)，選擇左視基準(zhǔn)面為繪圖平面，點(diǎn)擊“繪制草圖”按鈕進(jìn)入草圖繪制界面，建立草圖 3。 （ 13） 退出草圖狀態(tài)。 （ 14） 選擇特征功能。選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇沿螺旋線掃描切除，點(diǎn)擊“確定”切除實(shí)體 ，如圖33所示。 一子級(jí)建模 先作出輪廓的截面 曲線草圖，再利用回旋命令生成實(shí)體，最后利用邊倒角命令使過(guò)渡圓滑， 具體步驟 如下： （ 1） 在桌面上雙擊 SolidWorks的快捷方式，打開軟件 （ 2） 在工具條上單擊“新建文件”按鈕 ， 系統(tǒng)彈出新建文檔對(duì)話框。 （ 3） 進(jìn)入草圖狀態(tài)，選擇前視基準(zhǔn)面為繪圖平面，點(diǎn)擊“繪制草圖”按鈕進(jìn)入草圖繪制界面 。 （ 5） 退出草圖狀態(tài) ， 單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退 出草圖繪制狀態(tài)。 圖 34 旋轉(zhuǎn)實(shí)體 （ 7） 進(jìn)入草圖狀態(tài)，選擇 左 視基準(zhǔn)面為繪圖平面，點(diǎn)擊“繪制草圖”按鈕進(jìn)入草圖繪制界面 ，建立草圖 2。 （ 9） 退出草圖狀態(tài) ， 單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇沿螺旋線掃描切除 ，點(diǎn)擊“確定” 切除 實(shí)體 ，如圖35所示。 二子級(jí)建模 先作出輪廓的截面曲線草圖，再利用回旋命令生成實(shí)體，最后利用邊倒角命令使過(guò)渡圓滑 ， 具體步驟 如下： （ 1） 在桌面上雙擊 SolidWorks的快捷方式，打開軟件 （ 2） 在工具條上單擊“新建文件”按鈕 ， 系統(tǒng)彈出新建文檔對(duì) 話框 ， 單擊“ＯＫ”按鈕新建一個(gè)零件文件。 （ 4） 繪制截面曲線，利用草圖工具欄上的“直線”、“圓弧”、等命令繪制截面曲線，利用幾何關(guān)系命令使各段圓弧光滑。單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇旋轉(zhuǎn)中心，點(diǎn)擊“確 定”生成實(shí)體，如圖 36所示。 （ 9） 退出草圖狀態(tài)， 單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。 圖 37 掃描切除 （ 11） 完成實(shí)體造型各個(gè)特征的建立后，選擇主菜單的“文件 ”→“保存”輸入文件名“二子級(jí)”單擊“保存”按鈕保存文件。 華北科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 13 頁(yè) 共 78 頁(yè) （ 3） 進(jìn)入草圖狀態(tài)，選擇前視基準(zhǔn)面為繪圖平面，點(diǎn)擊“繪制草圖”按鈕進(jìn)入草圖繪制界面 。 （ 5） 退出草圖狀態(tài) ， 單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇旋轉(zhuǎn)中心，點(diǎn)擊“確定”生成實(shí)體，如圖 38所示。 （ 8） 繪制圓弧，以圓弧為基點(diǎn)繪制螺旋線，并繪制垂直于螺旋線的切割三角形，用于掃描切除，生成螺紋。 （ 10） 選擇特征功能 ， 選擇主菜單上“掃描切除 /基體”，彈出掃描切除特征欄。 圖 39 掃描切除 （ 11） 完成實(shí)體造型各個(gè)特征的建立后，選擇主菜單的“文件”→“保存”輸入文件名“三子級(jí)”單擊“保存”按鈕保存文件。 火箭模型組合件造型及數(shù)控加工 第 14 頁(yè) 共 78 頁(yè) （ 2） 在工具條上單擊“新建文件”按鈕 ，系統(tǒng)彈出新建文檔對(duì)話框， 單擊“ＯＫ”按鈕新建一個(gè)零件文件。 （ 4） 繪制截面曲線，利用草圖工具欄上的“直線”、“圓弧”、等命令繪制截面曲線，利用幾何關(guān)系命令使各段圓弧光滑。 （ 6） 選擇 特征功能， 選擇主菜單上“旋轉(zhuǎn)凸臺(tái) /基體”，系統(tǒng)將彈出旋轉(zhuǎn)實(shí)體特征欄。 圖 310 旋轉(zhuǎn)實(shí)體 （ 7） 進(jìn)入草圖狀態(tài)，選擇左視基準(zhǔn)面為繪圖平面，點(diǎn)擊“繪制草圖”按鈕進(jìn)入草圖繪制界面，建立草圖 2。