X-Y數(shù)控工作臺機電系統(tǒng)設(shè)計

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1畢業(yè)設(shè)計說明書題 目： X-Y 數(shù)控工作臺機電系統(tǒng)設(shè)計 ----Y 向工作臺三維繪圖學(xué) 院： 電氣信息系 專 業(yè)： 機電一體化 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2012 年 6 月 10 日 2摘 要目前國內(nèi)中小企業(yè)多采用經(jīng)濟型 X-Y 數(shù)控銑床系統(tǒng)，其工作臺是機床上必不可少的部件，工作臺的自動化能大大減輕勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，機械行業(yè)的許多普通機床和閑置設(shè)備，經(jīng)過數(shù)控改造以后，不但可以提高加工精度和生產(chǎn)率，而且能有效的適應(yīng)多種品種，小批量的市場需求，使之更有效的發(fā)揮經(jīng)濟效益和設(shè)計效益。本課題設(shè)計了 X-Y 數(shù)控工作臺，該平臺由兩個一維平臺疊加實現(xiàn)，其中一維平臺由電機帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，從而帶動螺母副和工作平臺完成直線運動，具體實現(xiàn)時先要確定工作平臺的各個參數(shù)讓其能滿足題目的要求，再通過精密計算導(dǎo)軌上移動部件的重量估算、銑削力、直線滾動導(dǎo)軌副、滾珠絲杠螺母副等來確定要制作的數(shù)控工作平臺，最后通過 SolidWorks 畫出設(shè)計的工作平臺。本論文的主要設(shè)計內(nèi)容重點是 SolidWorks 三維建模，根據(jù)設(shè)計的機械零部件尺寸完成 Y 方向工作臺零件的三維造型，SolidWorks 繪圖過程中，先畫出單個的零部件，其主要通過一些簡單的繪圖、拉伸、剪切、掃描、陣列等工具進行建模，然后對這些零件進行一系列的裝配，主要通過一些面、線的重合、平行、同心等過程進行裝配，從而直觀清晰的顯示出 Y 方向工作臺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。3關(guān)鍵詞 X-Y 數(shù)控工作臺 直線滾動導(dǎo)軌副 SolidWorks目 錄第一章 緒論……………………………………………………51.1、目的和意義………………………………………………………51.2、國內(nèi)外現(xiàn)狀………………………………………………………51.3、本設(shè)計的主要內(nèi)容和任務(wù)………………………………………6第二章 總體方案的確定………………………………………72.1 總體方案………………………………………………………72.2 機械傳動部件的選擇…………………………………………7第三章 機械傳動部件的計算與選型…………………………93.1 導(dǎo)軌上移動部件的重量估算…………………………………93.2 銑削力的計算…………………………………………………93.3 直線滾動導(dǎo)軌副的計算與選型（縱向）……………………93.4 滾珠絲杠螺母副的計算與選型 ……………………………10第四章 SolidWorks 制圖 ……………………………………154.1 SolidWorks 介紹………………………………………………154.2 SolidWorks 制圖 …………………………………………16第五章 總結(jié)與展望……………………………………………19參考文4獻…………………………………………………………21致謝………………………………………………………………215第一章 緒 論1.1 目的和意義本設(shè)計所設(shè)計的 X-Y 工作臺采用了低摩擦的直線滾動導(dǎo)軌和精密的絲杠，它的工作原理是通過 MCS-51 單片機來控制步進電機，使 X-Y 工作臺實現(xiàn)了數(shù)控控制。工作臺的自動化能大大減輕勞動強度，提高勞動生產(chǎn)效率。本設(shè)計的 X-Y 數(shù)控工作臺機電系統(tǒng)設(shè)計是一個開環(huán)控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)方便而且能保證一定的精度。通過微機控制技術(shù)的簡單的應(yīng)用，實現(xiàn)對機床的控制，使機床的加工范圍擴大，精度和可靠性進一步提高。本設(shè)計所設(shè)計的 X-Y 工作臺不僅可用于銑床上進行數(shù)控銑削加工，而且還能夠用于鉆床上數(shù)控鉆削加工，所以其功能遠高于傳統(tǒng)的普通工作臺是新一代機電一體化的典型產(chǎn)品。通過對 X-Y 工作臺的設(shè)計，能夠正確運用機床數(shù)控系統(tǒng)等課程的基本理論個有關(guān)知識，學(xué)會設(shè)備數(shù)控化改造方案的擬定、比較、分析及進行必要的計算；通過對設(shè)備改造的機械部分設(shè)計，掌握數(shù)控設(shè)備典型零件的計算方法和步驟以及正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法；通過設(shè)計，初步樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)自己分析問題和解決問題的能力；提高自己應(yīng)用手冊、標準以及編寫文件等資料的能力。在本設(shè)計中著重介紹了如何對 X-Y 工作臺進行設(shè)計，對導(dǎo)軌、絲杠、電機、選用和數(shù)控控制電路的設(shè)計和其控制程序的編制等方面進行了深入的分析。1.2 X-Y 國內(nèi)外現(xiàn)狀當今世界電子技術(shù)迅速發(fā)展，微處理器、微型計算機在各技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，對各領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展起到了極大的推動作用。一個較完善的機電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含以下幾個基本要素：機械本體、動力與驅(qū)動部分、執(zhí)行機構(gòu)、傳感測試部分、控制及信息處理部分。機電一體化是系統(tǒng)6技術(shù)、計算機與信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和機械技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程。新一代的 CNC 系統(tǒng)這類典型機電一體化產(chǎn)品正朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量、微型化方向發(fā)展。工作臺作為數(shù)控機床的重要組成部分，也是影響加工精度的重要組成環(huán)節(jié)。從一開始為了滿足加工簡單的零件而設(shè)計的直線運動的 X—Y 工作臺，到現(xiàn)在為了實現(xiàn)多工位加工而制造的分度工作臺和回轉(zhuǎn)工作臺等。為了滿足現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，也為了環(huán)境的要求，一作臺的驅(qū)動裝置從原來的機械驅(qū)動變?yōu)橐郝抿?qū)動，現(xiàn)在更多的采用了氣動裝置，更好的保護了環(huán)境，節(jié)約了資源。由于工作臺是一臺機床的關(guān)鍵配套部件，因此世界各國都有對其進行研究，我國在工作臺的研究開發(fā)方面也取得了長足的進步。目前工作臺的種類繁多，傳統(tǒng)的工作臺只能安裝在某一指定機床上，伴隨著科技的與時俱進，它們的功能也由傳統(tǒng)單一性向現(xiàn)代的多功能性方向發(fā)展，現(xiàn)在一些工作臺，它不僅可以安裝在鉆床上，還可以安裝在銑床和鏜床等機床上。并且目前部分工作臺還可以作為機床的第四回轉(zhuǎn)軸，大大提高了機床的性能。例如：可傾回轉(zhuǎn)工作臺，它可以實現(xiàn)用于數(shù)控機床和加工中心機床上，可利用原機床的兩個控制坐標控制轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)和傾斜，也可直接利用本轉(zhuǎn)臺配套的數(shù)控裝置與機床聯(lián)接完成所需的工作循環(huán)。它可以完成任意角度的孔、槽、平面類機械加工，以及曲線、凸輪等的加工，并可達到較高的精度。另外也可用于非數(shù)控鉆、銑、鏜類機床上，獨立完成等分和不等分的角度分度工作。國外工作臺的功能與我國所生產(chǎn)的工作臺功能基本相似，但是在其精度方面，國外的一些公司所生產(chǎn)的工作臺要略高于我國所生產(chǎn)的工作臺。因此我國與國外相比，還是有一定的差距，因此工作臺的設(shè)計具有重要意義，我們要借助時代的步伐，與時俱進，開拓創(chuàng)新，使我國成為具有領(lǐng)先技術(shù)的綜合性強國。71.3 本設(shè)計的任務(wù)和主要內(nèi)容1.3.1 設(shè)計的任務(wù)任務(wù)：設(shè)計一種供立式數(shù)控銑床使用的 X-Y 數(shù)控工作臺，主要參數(shù)如下：（1）立銑刀最大直徑 d =15 mm；（2）立銑刀齒數(shù) Z=3；（3）最大銑削寬度 ae=15 mm；（4）最大銑削深度 ap=8 mm； （5）加工材料為碳素鋼或有色金屬；（6）X、Y 方向的脈沖當量 δ x = δ y = 0.005mm/脈沖；（7）X、Y 方向的定位精度均為 ± 0.01 mm；（8）工作臺面尺寸為 230 mm×230 mm，加工范圍為 250 mm×250 mm；（9）工作臺空載最快移動速度 vxmax = vymax = 3000 mm/min；（10）工作臺進給最快移動速度 vxmaxf = vymaxf = 400 mm/min。1.3.2 設(shè)計的內(nèi)容本課題擬設(shè)計一個 X-Y 數(shù)控工作臺，該平臺由兩個一維平臺疊加實現(xiàn)，其中一維平臺由電機帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，從而帶動螺母副和工作平臺完成直線運動，具體實現(xiàn)時先要確定工作平臺的各個參數(shù)讓其能滿足題目的要求，再通過精密計算導(dǎo)軌上移動部件的重量估算、銑削力、直線滾動導(dǎo)軌副、滾珠絲杠螺母副等來確定要制作的數(shù)控工作平臺，最后通過SolidWorks 畫出設(shè)計的工作平臺。8第二章 總體方案的確定2.1 總體方案2.1.1、系統(tǒng)的運動方式與伺服系統(tǒng)由于工件在移動的過程中沒有進行切削，故應(yīng)用點位控制系統(tǒng)。定位方式采用增量坐標控制。為了簡化結(jié)構(gòu)，降低成本，采用步進電機開環(huán)伺服系統(tǒng)驅(qū)動 X-Y 工作臺。2.1.2、計算機系統(tǒng)本設(shè)計采用了與 MCS-51 系列兼容的 AT89S51 單片機控制系統(tǒng)。它的主要特點是集成度高，可靠性好，功能強，速度快，有較高的性價比?？刂葡到y(tǒng)由微機部分、鍵盤、LED、I/O 接口、光電偶合電路、步進電機、電磁鐵功率放大器電路等組成。系統(tǒng)的加工程序和控制命令通過鍵盤操作實現(xiàn)。LED 顯示數(shù)控工作臺的狀態(tài)。2.1.3、X-Y 工作臺的傳動方式為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，又要求結(jié)構(gòu)緊湊，所以選用絲杠螺母傳動副。為提高傳動剛度和消除間隙，采用預(yù)加負荷的結(jié)構(gòu)。由于工作臺的運動載荷不大，因此采用有預(yù)加載荷的雙 V 形滾珠導(dǎo)軌。采用滾珠導(dǎo)軌可減少兩個相對運動面的動、靜摩擦系數(shù)之差，從而提高運動平穩(wěn)性，減小振動?？紤]電機步距角和絲桿導(dǎo)程只能按標準選取，為達到分辨率的要求，需采用齒輪降速傳動。2.2 機械傳動部件的選擇2.2.1 導(dǎo)軌副的選用所設(shè)計的數(shù)控車床工作臺，需要承受的載荷不大，而且脈沖當量小，定位精度高，因此選用直線滾動導(dǎo)軌副，它具有摩擦系數(shù)小，不易爬行，9傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊，安裝預(yù)緊方便等優(yōu)點。2.2.2 絲杠螺母副的選用伺服電動機的旋轉(zhuǎn)運動需要通過絲杠螺母副轉(zhuǎn)換成直線運動，需要滿足 0.005mm 沖當量和 01.?mm 的定位精度，滑動絲杠副為能為力，只有選用滾珠絲杠副才能達到要求，滾珠絲杠副的傳動精度高、動態(tài)響應(yīng)快、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長、效率高、預(yù)緊后可消除反向間隙。2.2.3 減速裝置的選用選擇了步進電動機和滾珠絲杠副以后，為了圓整脈沖當量，放大電動機的輸出轉(zhuǎn)矩，降低運動部件折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動慣量，可能需要減速裝置，且應(yīng)有消間隙機構(gòu)，選用無間隙齒輪傳動減速箱。2.2.4 伺服電動機的選用任務(wù)書規(guī)定的脈沖當量尚未達到 0.001mm，定位精度也未達到微米級，空載最快移動速度也只有因此 3000mm/min，故本設(shè)計不必采用高檔次的伺服電動機，因此可以選用混合式步進電動機。以降低成本，提高性價比。2.2.5 檢測裝置的選用選用步進電動機作為伺服電動機后，可選開環(huán)控制，也可選閉環(huán)控制。任務(wù)書所給的精度對于步進電動機來說還是偏高，為了確保電動機在運動過程中不受切削負載和電網(wǎng)的影響而失步，決定采用半閉環(huán)控制，擬在電動機的尾部轉(zhuǎn)軸上安裝增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，用以檢測電動機的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨力應(yīng)與步進電動機的步距角相匹配?？紤]到 X、Y 兩個方向的加工范圍相同，承受的工作載荷相差不大，為了減少設(shè)計工作量，X、Y 兩個坐標的導(dǎo)軌副、絲杠螺母副、減速裝置、伺服電動機以及檢測裝置擬采用相同的型號與規(guī)格。10第三章 機械傳動部件的計算與選型3.1 導(dǎo)軌上移動部件的重量估算按照下導(dǎo)軌上面移動部件的重量來進行估算。包括工件、夾具、工作臺、上層電動機、減速箱、滾珠絲杠副、導(dǎo)軌座等,估計重量約為 800N。3.2 銑削力的計算設(shè)零件的加工方式為立式銑削，采用硬質(zhì)合金立銑刀，工件的材料為碳鋼。則由表 3-7 查得立銑時的銑削力計算公式為： 0.8570.31.cezp1afdanZF??(3-1)今選擇銑刀的直徑為 d=15mm，齒數(shù) Z=3,為了計算最大銑削力，在不對稱銑削情況下，取最大銑削寬度為 e5m?，背吃刀量 pa=8mm ，每齒進給量 zf0.1m?，銑刀轉(zhuǎn)速 n30r/i=。則由式（3-1）求的最大銑削力：0.850.750.731.0.13c1N280F?????采用立銑刀進行圓柱銑削時，各銑削力之間的比值可由表查得，考慮逆銑時的情況，可估算三個方向的銑削力分別為： fcF1.408??,ecF0.3846N??， fncF0.253N??。圖 3-4a 為臥銑情況，現(xiàn)考慮立銑，則工作臺受到垂直方向的銑削力 zeF486?，受到水平方向的銑削力分別為 f和 fn。今將水平方向較大的銑削力分配給工作臺的縱向，則縱向銑削力 xfF1408?，徑向銑削力為 yfn320。3.3 直線滾動導(dǎo)軌副的計算與選型（縱向）3.3.1 塊承受工作載荷 maxF的計算 及導(dǎo)軌型號的選取11工作載荷是影響直線滾動導(dǎo)軌副使用壽命的重要因素。本例中的 X-Y工作臺為水平布置，采用雙導(dǎo)軌、四滑塊的支承形式。考慮最不利的情況，即垂直于臺面的工作載荷全部由一個滑塊承擔，則單滑塊所受的最大垂直方向載荷為： maxGF4??(3-2)其中，移動部件重量Ｇ＝800N，外加載荷 zF=486N?，代入式（3-2） ，得最大工作載荷 max=686N=0.686kN。查表根據(jù)工作載荷 aF=0.686kN，初選直線滾動導(dǎo)軌副的型號為 KL 系列的 JSA-LG15 型，其額定動載荷 aC7.94k?，額定靜載荷 0aC9.5k?。任務(wù)書規(guī)定加工范圍為 200×150㎜，考慮工作行程應(yīng)留有一定余量，查表選取導(dǎo)軌的長度為 520mm。3.3.2 距離額定壽命 L 的計算上述所取的 KL 系列 JSA-LG25 系列導(dǎo)軌副的滾道硬度為 60HRC，工作溫度不超過 10?C，每根導(dǎo)軌上配有兩只滑塊，精度為 4 級，工作速度較低，載荷不大。分別取硬度系數(shù) fH=1.0，溫度系數(shù) fT=1.00，接觸系數(shù) fc=0.81，精度系數(shù) fR=0.9，載荷系數(shù) fw=1.5，得距離壽命：L= KmFCfawrcth 5620)(3mx???遠大于期望值 50Km，故距離額定壽命滿足要求。3.4 滾珠絲杠螺母副的計算與選型3.4.1 最大工作載荷 Fm 的計算12如前所述，在立銑時，工作臺受到進給方向的載荷（與絲杠軸線平行）Fx=1408N,受到橫向載荷（與絲杠軸線垂直）Fy=320N，受到垂直方向的載荷（與工作臺面垂直）Fz=486N.已知移動部件總重量 G=800N，按矩形導(dǎo)軌進行計算，取顛覆力矩影響系數(shù) K=1.1，滾動導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù) ?=0.005。求得滾珠絲杠副的最大工作載荷：Fm=KFx+?(Fz+Fy+G)=[1.1?1408+0.005 (486+320+800)]N?1557N3.4.2 最大動工作載荷 FQ 的計算設(shè)工作臺在承受最大銑削力時的最快進給速度 v=400mm/min，初選絲杠導(dǎo)程 Ph=5mm,則此時絲杠轉(zhuǎn)速 n=v/Ph=80r/min。取滾珠絲杠的使用壽命 T=15000h,代入 L0=60Nt/106,得絲杠壽命系數(shù)L0=72（單位為：106r） 。查表，取載荷系數(shù) fw=1.2,滾道硬度為 60HRC 時，取硬度系數(shù) fH=1.0,求得最大動載荷：FQ= NfLmHw7330?3.4.3 初選型號根據(jù)計算出的最大動載荷和初選的絲杠導(dǎo)程，選擇濟寧博特精密絲杠制造有限公司生產(chǎn)的 G 系列 2005-3 型滾珠絲杠副，為內(nèi)循環(huán)固定反向器單螺母式，其公稱直徑為 20mm，導(dǎo)程為 5mm，循環(huán)滾珠為 3 圈*1 系列，精度等級取 5 級，額定動載荷為 9309N，大于 FQ，滿足要求。3.4.4 傳動效率 η 的計算將公稱直徑 d0=20mm,導(dǎo)程 Ph=5mm,代入 λ=arctan[Ph/( ?d0)]，得絲杠螺旋升角 λ=4°33′。將摩擦角 ψ=10′，代入 η=tanλ/tan(λ+ψ),得傳動效率 η=96.4%。133.4.5 剛度的驗算(1)X-Y 工作臺上下兩層滾珠絲杠副的支承均采用“單推-單推”的方式。絲杠的兩端各采用-對推力角接觸球軸承，面對面組配，左、右支承的中心距約為 a=500mm；鋼的彈性模量 E=2.1х10 5Mpa;查表得滾珠直徑Dw=3.175mm，絲杠底徑 d2=16.2mm,絲杠截面積 S= 2d?/4=206.12m 2m。忽略式（3-25）中的第二項，算得絲杠在工作載荷 Fm 作用下產(chǎn)生的拉/壓變形量 51/()[1570/(2.106.2)]mFaES????mm=0.0180mm.。(1) 根據(jù)公式 )3WZdD???，求得單圈滾珠數(shù) Z=20；該型號絲杠為單螺母，滾珠的圈數(shù) 列數(shù)為 3 1，代入公式 Z??Z?圈數(shù) 列數(shù)，得滾珠總數(shù)量 ?=60。絲杠預(yù)緊時，取軸向預(yù)緊力 YJmF/3=519N。則由式（3-27） ，求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量 20.4??mm。因為絲杠有預(yù)緊力，且為軸向負載的 1/3，所以實際變形量可以減少一半，取 2?=0.0012mm。(1) 將以上算出的 1?和 2代入 12???總 ，求得絲杠總變形量（對應(yīng)跨度 500mm） 總 =0.0192mm=19.2 m?本例中，絲杠的有效行程為 330mm，由表知，5 級精度滾珠絲杠有效行程在 315~400mm 時，行程偏差允許達到 25 ，可見絲杠剛度足夠。4.4.6 壓桿穩(wěn)定性校核根據(jù)公式（3-28）計算失穩(wěn)時的臨界載荷 FK。取支承系數(shù) kf=1；由絲杠底徑 d2=16.2mm 求得截面慣性矩 42/6Id???3380.88 4m；壓桿穩(wěn)定安全系數(shù) K 取 3（絲杠臥式水平安裝） ；滾動螺母至軸向固定處的距離 a 取最大值500mm。代入式（3-28） ，得臨界載荷 FK=1557N，故絲杠不會失穩(wěn)。14綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。第四章 SolidWorks 制圖4.1 SolidWorks 介紹SolidWorks 為達索系統(tǒng)（Dassault Systemes S.A）下的子公司，專門負責(zé)研發(fā)與銷售機械設(shè)計軟件的視窗產(chǎn)品。達索公司是負責(zé)系統(tǒng)性的軟件供應(yīng)，并為制造廠商提供具有 Internet 整合能力的支援服務(wù)。該集團提供涵蓋整個產(chǎn)品生命周期的系統(tǒng)，包括設(shè)計、工程、制造和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等各個領(lǐng)域中的最佳軟件系統(tǒng)，著名的 CATIAV5 就出自該公司之手，目前達索的 CAD 產(chǎn)品市場占有率居世界前列。Solidworks 軟件功能強大，組件繁多。 Solidworks 功能強大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是 SolidWorks 的三大特點，使得 SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維 CAD 解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用。 對于熟悉微軟的 Windows 系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用 SolidWorks 來搞設(shè)計了。SolidWorks 獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計。SolidWorks 資源管理器是同 Windows 資源管理器一樣的 CAD文件管理器，用它可以方便地管理 CAD 文件。使用 SolidWorks ，用戶能在比較短的時間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場。在目前市場上所見到的三維 CAD 解決方案中，SolidWorks 是設(shè)計過程比較簡便而方便的軟件之一。美國著名咨詢公司 Daratech 所評論：“在基于Windows 平臺的三維 CAD 軟件中，SolidWorks 是最著名的品牌，是市場快速增長的領(lǐng)導(dǎo)者。 ” 在強大的設(shè)計功能和易學(xué)易用的操作（包括 Windows風(fēng)格的拖/放、點/擊、剪切/粘貼）協(xié)同下，使用 SolidWorks ，整個產(chǎn)品15設(shè)計是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖之間的是全相關(guān)的。SolidWorks 的主要模塊零件建模：★SolidWorks 提供了無與倫比的、基于特征的實體建模功能。通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、薄壁 特征、高級抽殼、特征陣列以及打孔等操作來實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計。 ★ 通過對特征和草圖的動態(tài)修改，用拖拽的方式實現(xiàn)實時的設(shè)計修改。 ★ 三維草圖功能為掃描、放樣生成三維草圖路徑，或為管道、電纜、線和管線生成路徑。曲面建模：通過帶控制線的掃描、放樣、填充以及拖動可控制的相切操作產(chǎn)生復(fù)雜的曲面?？梢灾庇^地對曲面進行修剪、延伸、倒角和縫合等曲面的操作。鈑金設(shè)計：SolidWorks 提供了頂尖的、全相關(guān)的鈑金設(shè)計能力?？梢灾苯邮褂酶鞣N類型的法蘭、薄片等特征，正交切除、角處理以及邊線切口等鈑金操作變得非常容易。 用戶化 SolidWorks 的 API 為用戶提供了自由的、開放的、功能完整的開發(fā)工具。 開發(fā)工具包括 Microsoft Visual Basic for Applications (VBA)、Visual C++，以及其他支持 OLE 的開發(fā)程序。幫助文件：SolidWork 配有一套強大的、基于 HTML 的全中文的幫助文件系統(tǒng)。包括超級文本鏈接、動畫示教、在線教程、以及設(shè)計向?qū)Ш托g(shù)語。164.2 SolidWorks 制圖4.2.1 導(dǎo)軌底座 1．選擇打開新建選擇零件選項。2．前視基準面。3．在前視基準面用直線畫出一個輪廓，如下：圖 4-1 導(dǎo)軌底座草圖4．選擇 并標注所需得尺寸。5．接著畫螺紋孔，首先畫一個定深的孔，再用 畫出所需的螺紋孔。6．用 中的線性陣列在另一個面上畫出所需得螺紋孔。17圖 4-2 導(dǎo)軌底座4.2.2 導(dǎo)軌1 打開新建選擇零件選項。2 選擇前視基準面。3 在前視基準面用直線畫出一個輪廓，如下：圖 4-3 導(dǎo)軌草圖184 選擇 并標注所需得尺寸。5 接下來畫螺紋孔，得面上先畫一個定深孔，再用 中的線性陣列畫出所需的畫螺紋孔。圖 4-4 導(dǎo)軌4.2.3 導(dǎo)軌副1 打開新建選擇零件選項。2 選擇前視基準面。3 在前視基準面用直線畫出一個輪廓，如下：19圖 4-5 導(dǎo)軌副草圖4 選擇 并標注所需得尺寸。5 在側(cè)面畫出一個所要尺寸得長方形。6 選擇 并標注所需得尺寸。7 在新畫出的面上畫出一個螺紋孔再用 中的線性陣列畫出另一個螺紋孔。8 再用 再另一個面上畫出另兩個螺紋孔。20圖 4-6 導(dǎo)軌副4.2.4 絲杠1 打開新建選擇零件選項。2 選擇前視基準面。3 在前視基準面畫出畫出一個所需尺寸的圓。4 選擇 并標注所需得尺寸。5 在地面畫一個與圓柱底面一樣大小地圓。6 在 選擇螺旋線/渦狀線選項，并選擇合適尺寸。7 在地面畫一個等腰梯形讓底邊中點與螺旋線起點的關(guān)系為貫穿。8 再插入中選擇切除再選擇掃描。9 再補全所需得部分即可。21圖 4-7 絲杠4.2.5 絲杠螺母1 打開新建選擇零件選項。2 選擇前視基準面。3 在前視基準面畫出畫出一個所需尺寸的圓。4 選擇 并標注所需得尺寸。5 在新畫出的圓柱一個底面上畫出一個所需尺寸的圓。6 選擇 并標注所需得尺寸。7 在圓柱底面上畫上一個所需尺寸得圓并選擇 ，選擇兩次拉伸的長度即可。8 在大圓柱地面上打上一個螺紋孔，然后再選 中的圓周陣列即可得出所需的螺紋孔。22圖 4-8 絲杠螺母4.2.6 螺母座1 打開新建選擇零件選項。2 選擇前視基準面。3 在前視基準面畫出畫出一個所需尺寸的正方形。4 選擇 并標注所需得尺寸。5 在正方體得地面畫出一個所需尺寸得圓選 完成即可。6 正方體得地面畫出一個螺紋孔然后再選 中的圓周陣列即可得出所需的螺紋孔。23圖 4-9 螺母座4.2.7 工作平臺1 打開新建選擇零件選項。2 選擇前視基準面。3 在前視基準面畫出畫出一個所需尺寸的正方形。4 選擇 并標注所需得尺寸。5 正方體得地面畫出一個螺紋孔然后再選 中的圓周陣列即可得出所需的螺紋孔。24圖 4-10 工作平臺4.2.8 裝配圖X 軸1 打開新建選擇 選項2 選擇 選項從已畫好零件選出導(dǎo)軌底座再選出導(dǎo)軌再選出三面相互重合，再選出另一條導(dǎo)軌三面相互重合3 再找出導(dǎo)軌副與導(dǎo)軌三面相互重合，再選出一個導(dǎo)軌副與導(dǎo)軌三面相互重合，在另一個導(dǎo)軌上進行同樣得工作即可4 再裝配絲桿與軸承5 再裝配與步進電機與絲桿256 再裝配絲桿與軸承座Y 軸1 打開新建選擇 選項2 選擇 選項從已畫好零件選出導(dǎo)軌底座再選出導(dǎo)軌再選出三面相互重合，再選出另一條導(dǎo)軌三面相互重合3 再找出導(dǎo)軌副與導(dǎo)軌三面相互重合，再選出一個導(dǎo)軌副與導(dǎo)軌三面相互重合，在另一個導(dǎo)軌上進行同樣得工作即可得：圖 4-114 打開新建選擇 選項5 選擇 選項從已26畫好零件選出絲杠再選出絲杠螺母，再選出兩面相互重合與同心，再選出螺母座，讓其與絲杠螺母同心與重合，然后再裝配上軸承，便如下：圖 4-125 再裝配與步進電機與絲桿6 最后在裝配工作臺第五章 總結(jié)與展望27我覺得這次畢業(yè)設(shè)計是對過去所學(xué)專業(yè)知識的一個全面的綜合的運用。在設(shè)計的過程中我全面地溫習(xí)了以前所學(xué)過的知識，包括機械設(shè)計基礎(chǔ)和機械制圖方面的基礎(chǔ)知識，還有剛學(xué)過的數(shù)控機床這門課，經(jīng)過復(fù)習(xí)整理所學(xué)得專業(yè)知識使得設(shè)計思路清晰系統(tǒng)。通過設(shè)計使我更加接近生產(chǎn)實際，鍛煉了將理論運用于實際的分析和解決實際問題的能力，鞏固、加深了有關(guān)機械設(shè)計方面的知識。還有很重要的一點是讓我體會到了一個設(shè)計者的精神。在設(shè)計過程中既要自己不斷思考、創(chuàng)造，又要注意借用現(xiàn)有的資料，掌握了查閱和使用標準、規(guī)范、手冊、圖冊、及相關(guān)技術(shù)資料的基本技能以及計算、繪圖、數(shù)據(jù)處理等方面的能力。通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設(shè)計，掌握了一般機械設(shè)計的程序和方法，有助于樹立正確的工程設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立、全面、科學(xué)的機械設(shè)計能力?？偠灾壳?，X-Y 數(shù)控機床的發(fā)展日新月異，高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開放化、并聯(lián)驅(qū)動化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化、綠色化以成為數(shù)控機床發(fā)展的趨勢和方向。中國作為一個制作大國，主要還是依靠勞動力、價格、資源等方面的優(yōu)勢，而在產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新與自主開發(fā)方面與國外同行的差距還很大。中國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)不能安于現(xiàn)狀，應(yīng)該抓住機會不斷發(fā)展，努力縮短與發(fā)達國家之間的差距。參考文獻【1】文懷興、夏田 .《數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計》[M]. 北京：北京化工出版社，2008.51-55【2】韓榮第 .《金屬切削原理與刀具》[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2007.18-30【3】李洪 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