数控车床CATIA绘制数控机床同时完成各个部件的虚拟拆装毕业论文.doc

中 文 摘 要本次设计的任务是用catia绘制数控机床同时完成各个部件的虚拟拆装。设计的主要内容：首先是拆下了数控机床的所有零件，并对这些零件进行了测绘，对不能直接测出的参数进行了反算。其次在计算机上绘制出所有的零件，同时完成这些零件的装配 ，制作组件的虚拟拆装动画和生成组件的爆炸图。然后用flash制作了数控机床的控制面板，实现了控制部分的虚拟控制动画。最后用frontpage制作了组件的网页；网页上包括组件的爆炸图，组件上各零件的名字和相应的图片，并且在零件的名字上进行了超联接。对于想要看零件具体结构的同学，只要单击零件的名字就能在catia中打开相应的零件。在整个设计过程中，在指导教师戴文跃院长和其它同学的热心帮助下，本次设计顺利完成。这次设计让我获益非浅，我不仅系统学习了catia、flash和frontpage，而且温习了过去学习的知识。在这里我衷心的感谢那些帮助过我的老师和同学，并且欢迎各位同学和老师对我作品中的不足之处提出宝贵的意见，谢谢。 AbstractMy design task is that I draw a numerical control machine tool by the software called catia and subjunctively unseal and assemble all of the subassemblies.The design content is that the first ,I unsealed all parts of the numerical machine tool and I measured them.For those parameters were not directly measured ,I got them through inverse calculation.Then I drawed all parts of the numerical control machine tool in a computer ,assembled the parts, subjunctively unsealed and assembled all of the subassemblies and made 3-D explosive drawings.Then I made the control board of the numerical control machine tool by flash software,so that you could the subjunctive animation in a computer. At last I made the web pages of the subassemblies.The web pages include 3-D explosive drawings of subassemblies,part names and their pictures,at the same time hyperlinked their names.For the students who want to see the entire part ,they can open the part in the catia only by single-clicking its name .In the process of designing,the design task has been smoothly finished with the help of the director Dai wenyue and other students.I has got many knowledge through the design.I not only systematically studied catia,flash,and frontpage,but also got over the past knowledge.Here,I heartily thank for the teachers and students who have ever helped me.And I expect teachers and students to give some advice to the shortcomings of my designing .Thank you.第一章： 绪 论在市场竞争日益激烈的情况下，企业要想以新、快、好的产品占领市场，其突破口应在设计。这里一方面是指如何快速地利用现有设计产生变形设计，并争取一次成功；另一方面是如何将设计成果快速地为加工制造和生产计划等所使用。同时，由于企业具有多品种、小批量的生产特点，产品相关的信息多而杂乱，在变形设计时如何快速地检索和利用已有的各方面知识成为了瓶颈。三维CAD技术能够帮助企业解决上述问题，主要体现在：三维CAD系统可以生成产品完整的三维数据模型，可满足不同应用的需求。三维CAD系统不仅具备零件设计功能，而且具有装配设计、图纸设计功能及与设计相关部分如标准件库、各种专用零件库。借助计算机完成产品设计与制造的相关分析，如结构性分析、可装配性分析、干涉检验、物性计算等等，以保证制造实施可行性。利用三维CAD/CAM技术，可以降低产品开发风险，提高产品设计成功率。同时与Internet技术配合使用，进行全球设计过程的协同。本次设计便是应用三维CAD软件生成CJK6032教学型数控车床的零件库，并进行组件、部件、整机的装配。做出相应的拆卸的avi动画，使得本次的设计成果可放到校园网上，本校同学通过网络便可对CJK6032教学型数控机床的组成、各零部件的结构有很好的认识，并且可从零件库中调出零件进行虚拟装配（可参考以装配好的组件、部件与生成的avi动画）。为了使同学更好地了解CJK6032教学型数控机床的电路控制原理，本次设计还专门用FLASH做出了机床的控制面板与各电机，可以通过控制面板上的按钮等实现机床电路部分的模拟控制。最后，本次设计的所有内容都将放到校园网上，可方便快速的进行访问。第二章： 设 计 任 务 书一、 题目名称：二、 要求：1.对数控机床各零件进行彻底的拆装测绘，做基本的反求计算。 2. 熟悉并用CATIA软件制作零件、组件库，并完成机床零件的全部建模。 3.在CATIA环境下，实现机床在局域网上部分部件的虚拟拆装。4. 在CATIA环境下，最好实现校园网上部分部件的虚拟拆装。5. 用FLASH完成电路部分的虚拟控制，显示各部分的运动情况。6. 为实验室教学制作一些相应的实用图片、AVI动画、FLASH动画、网页。7提供虚拟拆装的文字、图片和AVI演示说明文件。8起至日期为：2001.10.12002.6.21三、课题内容及工作量：1. 了解CJK6032教学型数控车床的结构原理，进行拆装并测绘，反求有关零部件的参数及有关装配关系。2. 用CATIA生成机床各领、部件的三维实体模型。3. 生成部分组件、部件的爆炸图，依明确其装配关系及装配顺序。4. 用FLASH完成电路部分的虚拟控制，显示电路各部分的控制情况。5. 生成零件库，使同学可在网上访问并对机床进行模拟装配。6. 相应课件的制作。7. 出一张A0装配图及三张彩色挂图。8. 毕业设计说明书不少于20000汉字，规定格式，用计算机完成。9. 译文不少于5000汉字。10. 进行调研。第三章 开 题 报 告 我校是首次进入“二一一”工程的少数工科院校之一。连年来，国家教育部往我校投入了大量的资金，购买了许多机器设备用于学生做实验，使在校学生不但在学习到理论知识的同时，而且通过实验巩固了理论知识，对所学的知识有了理性的双层认识，增加了实践经验，为毕业后尽快适应工作打下了坚实基础。 从我国高校的培养目标来看，主要是培养能为社会主义现代化建设做出贡献的高层次人才。对于工科院校来说，不仅要使学生具有坚实的理论知识就，即掌握数学、计算机方面的基础知识与专业理论知识为进一步的学习或工作打下基础，还要在学习理论知识的同时尽量参加各种实验、实习，增加动手的机会。机床的虚拟拆装正是为了实现这一目的，方便学生的实验而做的课件。主要是为了使学生在实验之前便可以在校内局域网上模拟实验内容，增加对实验对象的感性认识。 从我国高校的教育情况来说，在校学生特别是工科院校的学生，理论知识丰富而动手能力相对较差，这一方面与我国的教育系统有关，即重视理论轻视时间，另一方面与各高校的教学实力、科研实力有关，即不具有各相关学科的教学设备，相应的计算机课件、实验室及实践经验丰富的实验室人员。这样就造成了学生在学习理论知识时，对所学内容只有理性认识而无感性认识，一方面增加了理论学习的难度，比方说：在学习某一机械机构的结构及功能时，由于没有实地考察，在大脑中就不能构造出该机构的具体形状及各构件的联接、配合功能，因此对于功能的实现很难接受；另一方面使学生的动手能力低下，并且造成学生毕业后工作磨合期的增长。 本课件主要是为了方便在校学生实验、教师讲课而做，先把数控机床以组件为单位拆卸下来，接下来进行测绘工作，同时用catia作出各组件中零件的三维实体模型，做完之后，装配成组件。组件再装配成部件，最后形成机床的三维实体模型，在生成各组件、部件及机床的模型，同时再依次生成各部分的爆炸图，设置各组件、部件运动状况。以上工作做完之后，再用flash作出机床的电路图，并对机床模型进行模拟控制，即用flash做出按钮，用鼠标点击时，可控制机床的动作：开启，运转，车削，换刀，停止等。最后把课件放到局域网上，使在校学生能通过局域网进行操作。 在本次设计中，我与另一位同学负责课件的制作，即机床的拆卸、零件的测绘，三维实体的制作、爆炸图的生成、运动的设置、机床的虚拟控制等。机床的拆卸，是把一数控机床用简易的工具以组件为单位拆卸下来，再对各组件的零件进行拆卸。因为是数控机床，各部件之间结合紧密，且各零件的精度高不易拆卸，故须小心拆卸以避免损坏零件。零件的测绘，是把各拆卸下来的零件现场测量，并绘制草图。因测量的工具少且简易，零件的尺寸精度受到限制。三维实体的制作，既用Catia把所测绘的零件做成三维实体模型，因该课件主要用于学生实验，我校已大规模开设了Catia相关的课程，许多学生已学习了该软件，为方便同学使用与学习，故选用Catia制作。爆炸图的生成、运动的设置，是在零件装配完后用Catia自身的功能实现的。机床的虚拟控制，是在机床的三维模型生成之后用Flash进行二维控制，使学生可以在进行实机操作之前能够虚拟操作，可以避免事故的发生，并节省时间。 总体来说，该课件对于方便在校学生的学习、增加学生对所学知识的感性认识、增强学习的兴趣具有一定的作用。 第四章: 方 案 论 证本课件主要是为了方便在校学生实验、教师讲课而做，先把数控机床以组件为单位拆卸下来，接下来进行测绘工作，同时用catia作出各组件中零件的三维实体模型，做完之后，装配成组件。组件再装配成部件，最后形成机床的三维实体模型，在生成各组件、部件及机床的模型，同时再依次生成各部分的爆炸图，设置各组件、部件运动状况。以上工作做完之后，再用flash作出机床的电路图，并对机床模型进行模拟控制，即用flash做出按钮，用鼠标点击时，可控制机床的动作：开启，运转，车削，换刀，停止等。最后把课件放到局域网上，使在校学生能通过局域网进行操作。一.选择CATIA软件的原因：首先，本课件主要是为了方便在校学生实验、教师讲课而做，因此必须考虑本校的实际教学情况。而我校正在推广学习Catia这一大型软件，用Catia可以更好地促进老师和同学的学习与教学，并有利于本课件的应有与推广。因此，虽然 UG、Pro -E等软件也就有三位建模等功能，但其在本校不被熟悉，故不采用。其次，Catia可满足本次毕业设计的各种要求： 1.Catia具有良好的建模功能，可对机床的各种零件进行三位实体造型，生成零件，并可生成爆炸图。 2.在Catia环境下，可直接对零件进行组装生成组件、部件并进一步生成机床。并可进行运动仿真。 最后，Catia就有广泛的应有前景，已广泛地应有于社会中:在市场竞争日益激烈的情况下，企业要想以新、快、好的产品占领市场，其突破口应在设计。这里一方面是指如何快速地利用现有设计产生变形设计，并争取一次成功；另一方面是如何将设计成果快速地为加工制造和生产计划等所使用。同时，由于企业具有多品种、小批量的生产特点，产品相关的信息多而杂乱，在变形设计时如何快速地检索和利用已有的各方面知识成为了瓶颈。当今企业在产品开发方面面临以下非常严峻的挑战：如何快速提供市场或客户可以接受的产品，缩短产品研制、上市的时间，争取市场竞争的主动权。以模具制造业来说，模具设计是产品开发过程中的关键部分，同样设计一套模具，一年前需要4个月时间，现在只允许3个月（甚至更短）设计时间，否则在市场上失去竞争力。大多数企业设计部门使用二维工程图纸表达产品设计意图，制造部门（如模厂）将设计部门提供的设计图纸重新建立立体模型，这个过程重复性工作很多，浪费了大量的人力和时间。面对全球化大市场的竞争，当今任何一个企业都不可能使其所有业务都成为佼佼者，如果所有业务完全由企业自己来承担，那么它必然要面对所有相关领域的竞争对手。因此，为了适应多企业合作下产品开发模式，只有联合该行业其他上、下游企业，建立一条业务关系紧密、经济利益相连的多企业合作联盟，才能实现优势互补，增强市场竞争整体实力。企业必须具备描述产品完整信息的工具，适应企业内部、企业之间产品供应链上所有环节（如订单、采购、库存、计划、生产制造、质量控制、运输、分销、服务与维护等）的需要。 三维CAD技术能够帮助企业解决上述问题，主要体现在：三维CAD系统可以生成产品完整的三维数据模型，可满足不同应用的需求。如二维/三维关联绘图，可以根据需要将三维产品数据生成工程图纸；可以产生具有照片真实感的效果图，提供给市场部门、客户、供应商使用；可以在互联网上预览产品（3dviewer）；三维产品数据模型可以直接传递给制造部门进行数控加工编程；可以提供给专用程序进行有限元分析，三维产品数据模型可以输出至快速成型设备，快速制作出样品等等。因此，三维产品模型数据可以满足产品供应链上所有环节需要，实现产品数据交换与共享。三维CAD系统不仅具备零件设计功能，而且具有装配设计、图纸设计功能及与设计相关部分如标准件库、各种专用零件库。借助计算机完成产品设计与制造的相关分析，如结构性分析、可装配性分析、干涉检验、物性计算等等，以保证制造实施可行性。利用三维CAD/CAM技术，可以降低产品开发风险，提高产品设计成功率。同时与Internet技术配合使用，进行全球设计过程的协同。我国企业应大力进行CAD/CAM技术改造，搞好产业分工基础上的企业合作，建立适应多品种、小批量产品开发模式，增强产品的创新设计能力，才能在激烈的市场竞争中保持旺盛的活力。结论从长远发展观点看，三维CAD技术必然会替代二维CAD绘图。企业应用三维CAD技术的困难在于技术复杂，前期软硬件投入大，现在这两方面的因素正在逐渐得到解决。微机平台三维CAD技术日趋完善，软件人机界面非常简洁，软件的投入成本低廉，微机的性能价格比大幅度提高及Window平台的普及，使工程师人手一套的目标可望实现。CATIA 是目前世界领先的 CAD/CAM/CAE 软件系统。它支持从概念设计直到产品实现的全过程，能覆盖绝大多数制造业用户。它也是世界上第一个实现产品数字化样机开发（DMU）的软件。CATIA 提供了独特的设计自由度，它能满足大量复杂产品的设计开发需求；尤其是它的混合建模技术，为产品设计后期的修改提供了无与伦比的自由度。CATIA 提供了业界最完整的面向流程的产品解决方案，支持最佳的并行工程环境，大大提高了产品开发的速度与质量。 作为世界领先的CAD/CAM软件，CATIA在过去的二十年中一直保持着骄人的业绩，据最新的统计数字，截止2000年6月30日的上半财政年度中，CATIA的营业额增长将近25，居同行业首位；CATIA在汽车及摩托车、航空航天领域的统治地位不断增强。 IBM/DS一贯对开发很重视，CATIA的新产品的开发非常的迅速。目前的CATIA覆盖了产品开发的整个周期，并且一直保持着其技术领先的优势。 CATIA先进的混合建模技术 设计对象的混合建模：在CATIA的设计环境中，无论是实体还是曲面，做到了真正的互操作； 变量和参数化混合建模：在设计时，设计者不必考虑如何参数化设计目标，CATIA提供了变量驱动及后参数化能力。 几何和智能工程混合建模：对于一个企业，可以将企业多年的经验积累到CATIA的知识库中，用于指导本企业新手，或指导新车型的开发，加速新型号推向市场的时间。 CATIA具有在整个产品周期内的方便的修改能力，尤其是后期修改性 无论是实体建模还是曲面造型，由于CATIA提供了智能化的树结构，用户可方便快捷的对产品进行重复修改，即使是在设计的最后阶段需要做重大的修改，或者是对原有方案的更新换代，对于CATIA来说，都是非常容易的事。 CATIA所有模块具有全相关性 CATIA的各个模块基于统一的数据平台，因此CATIA的各个模块存在着真正的全相关性，三维模型的修改，能完全体现在二维，以及有限元分析，模具和数控加工的程序中。 并行工程的设计环境使得设计周期大大缩短 CATIA提供的多模型链接的工作环境及混合建模方式，使得并行工程设计模式已不再是新鲜的概念，总体设计部门只要将基本的结构尺寸发放出去，各分系统的人员便可开始工作，既可协同工作，又不互相牵连；由于模型之间的互相联结性，使得上游设计结果可做为下游的参考，同时，上游对设计的修改能直接影响到下游工作的刷新。实现真正的并行工程设计环境。 CATIA覆盖了产品开发的整个过程 CATIA提供了完备的设计能力：从产品的概念设计到最终产品的形成，以其精确可靠的解决方案提供了完整的2D、3D、参数化混合建模及数据管理手段，从单个零件的设计到最终电子样机的建立；同时，作为一个完全集成化的软件系统，CATIA将机械设计，工程分析及仿真，数控加工和CATweb网络应用解决方案有机的结合在一起，为用户提供严密的无纸工作环境，特别是CATIA中的针对汽车、摩托车业的专用模块,使CATIA拥有了最宽广的专业覆盖面，从而帮助客户达到缩短设计生产周期、提高产品质量及降低费用的目的。 CATIA V 5 还提供了独一无二的获取企业知识与经验的动态环境，并能有效地在企业内共享这些知识。这使得用户创造产品的过程变得更有附加值并且更快更好，错误更少。CATIA V5提供了4个P1平台产品以及17个P2平台产品。电子样机DMU技术的核心为3D三维数字化设计技术和 “上下关联设计”Design in Context的设计环境，使不同岗位的开发人员能在更早期捕捉产品的知识，把那些以往只能 在后期才能发现的错误减到最少。 实践证明，唯有在电子样机DMU开发环境下，才能顺利支持协同作业流程，以真正实现同步工程。 CATIA是如今唯一的在基础结构和集成功能上直接支持电子样机DMU技术的CAD系统。CAITA的MML多种模型的关联性设计，Design in Context - Digital Mock Up (DMU) - 电子样机技术是欧共体的“先进信息技术项目AIT“的科研成果。该项目由欧洲主要的汽车企业，零部件厂家，学术界和软件公司参与，并决定建立在CATIA平台进行研究。 AIT对DMU技术有以下的定义： “DMU为一实用的对整个产品或产品的部分进行计算机电子模拟的技术。它需具有完整的功能，包括：集成的造型，可视化，功能性检测，产品结构和配置管理等功能，为数据管理， 信息转递和决策过程三大领域提供方案。最终能更快，更好地以最低成本开发和生产汽车和 其它产品。” 上下关联设计， DMU Navigator - 电子样机浏览器等功能都 是为支持电子样机DMU而开发的先进技术。 结合ENOVIA vpm 的应用，在虚拟产品开法管理环境下的电子样机DMU技术是当今 最完善的数字化产品开发环境。 继波音、达索等航空企业率先应用电子 样机DMU技术后，许多世界先进企业如戴 姆斯-克莱斯勒、宝马、雷诺、三菱、本田 等许多汽车公司先后实施该技术。更有一些在其它行业如汽车部件、模具、家电等工业的用户也加入电子样机DMU的行列， 利用先进技术来提高产品开发技术和市场 竞争能力。 电子样机DMU技术的诞生是工业发展 的产物和先进企业经验累积的结晶。实施该 技术成功的关键是正确推广“最佳实践方法” Best Practice，使先进技术能发挥最大的作用。 迅利科技是目前国内唯一一家真正拥有完整的电子样机DMU+ENOVIA vpm 技术， 并能支持用户进行项目实施的IBM商业/技术合作伙伴。 CATIA的DMU技术包括：DMU Navigator 1 电子样机漫游器1DMU Navigator 2 电子样机漫游器2 在电子样机环境中实现快速显示与虚拟漫游 DMU Space Analysis 1 电子样机空间分析1DMU Space Analysis 2 电子样机空间分析2 实现干涉，碰撞，剖切及测量等高级空间分析功能。 DMU Fitting Simulator 2 电子样机装配仿真2 定义装配的安装与拆卸过程，并进行仿真分析。 DMU Kinematics Simulator 2 电子样机运动机构模拟2 运动机构仿真与分析。 DMU Optimizer 2 电子样机优化器2 计算零件的运动显示以优化设计。 Knowledge Advisor 2 知识工程顾问2 收集企业的经验与知识，并在产品设计过程中加以重复使用。 Knowledge Expert 1 知识工程专家1Knowledge Expert 2 知识工程专家2 收集企业流程知识 Generative Knowledge 2 创成式知识工程2 通过编辑script程序来自动创建智能化的设计。 Product Engineering Optimizer 2 产品工程优化器2 收集由目标驱动的规则。 Product Function Optimizer 2 产品功能优化器2 优化产品的系统功能。 Product Function Definition 2 产品功能定义 通过系统原理视图来描述并显示产品的系统功能。 Human Builder 2 人体构造器 建立标准数字化人体模型并对其进行第一层次的分析 Human Measurements Editor 2 人体测量编辑器 建立详细的数字化人体模型用于高级人体分析，并设工作范围 Human Posture Analysis 2 人体姿态分析器 通过检验与分析等工具，实现对人体舒适性及姿态对设计的影响进行分析 Human Activity Analysis 2 人体运动分析器 在虚拟的环境下对人体舒适性，安全性及性能进行最优化设计。 Product Knowledge Template 1 产品知识模板1 能够利用Product Knowledge Template 2产品生成的模板，来创造并生成对象 Product Knowledge Template 2 产品知识模板2 通过对产品几何或知识的捕捉来交互式地生成智能模板。 Engineering Analysis Review 2 工程分析检查器2 提供方便的工具对工程分析的结果进行查阅及浏览。 CATIA 越来越多的得到国内外各大企业的重视并迅速得到应用：江阴协统汽车附件有限公司是一汽集团所属汽车零部件供应商，近期与迅利科技有限公司签署了CATIA软件购买与服务协议，将使用CATIA软件进行汽车产品的开发与研制工作！ 迅利科技有限公司重庆联络处已经升格为办事处，并迁入新址办公,重庆办事处的成立将进一步加强迅利科技对西南地区广大用户的支持与服务！ 2002年三月，迅利科技有限公司与长安汽车股份有限公司达成了CATIA软件技术服务协议，按照协议规定迅利科技将为长安新车型开发项目培训大批CATIA应用工程师，以提高长安公司汽车开发应用的水平与能力！ 2002年2月12日，法国达索公司与美国IBM公司共同于法国巴黎发布了一系列新产品，包括CATIA V5R8、ENOVIA V5R8, DELMIA V5R8等; V5R8 is 3d PLM - V5R8就是三维的PLM解决方案，这是对该新版本的最好诠释。 2002年新春来临前，迅利科技为一汽集团技术中心完成了大红旗轿车的白车身逆向工程建模项目并通过了工程验收，本项目覆盖了从车身扫描、点云处理直至曲面重建的整个过程；进一步确认了迅利科技在国内专业工程服务的领先地位！ 2002年一月，经过严格考评，迅利科技有限公司从众多IBM代理商中脱颖而出，被上海大众汽车有限公司选为新CATIA V5软件的供应商；迅利科技突出的技术服务能力是此次胜出的主要原因！同时也意味着CATIA V5正被国外主流汽车公司所接受！ 2001年12月，东风汽车有限公司与迅利科技有限公司、IBM公司签署了ENOVIA V5 PDM系统的购买与实施服务合同，本合同针对东风公司PDM项目的第一期，即导航项目阶段的要求提供了详细周密的实施计划。这也是国内第一家引进ENOVIA LCA这一全新的PDM系统。 迅利科技有限公司近日为长安汽车股份有限公司完成了全车身造型设计工程服务，迅利科技根据长安汽车提供的车身外表面数字化点云，通过CATIA逆向设计功能完成了所有CLASS-A表面设计工作，完全达到了用户要求！ 上海汇众汽车有限公司近日与迅利科技有限公司签署了约20套CATIA软件的购买合同，用于新型卡车的设计与开发工作；CATIA软件的先进功能及迅利科技在汽车行业的经验是此次合作的重点！ IBM公司、法国达索系统公司于12月4日在北京丽都饭店举行了新一代产品信息管理技术高级研讨会-从PDM到PLM最新技术展示 活动，会上汇集了国内航空、汽车、家电等知名企业的技术负责人，IBM/DS公司的高级顾问在会上就最新的ENOVIA PLM解决方案做了详细的介绍与演示，取得了良好的效果！二、 设计的主要零件包括：齿轮：借助电子图版可以在 CATIA中迅速制作出齿轮。轴承：通过在CATIA制作也可快速生成。滚珠丝杠：运用CATIA的抽样功能，做出丝杠及螺母的曲线，进行抽样即可的。运动模拟演示：在 CATIA中生成avi形式的动画文件，然后用FRONGPAGE 实现超连接。这样就可在网页中实现运动模拟演示。虚拟拆装：用FLASH做出控制机床面板、机床主电机、刀架电机、拖板电机、丝杠电机的二维图，然后在FLASH中分别一桢一桢地插入，之后即可完成虚拟控制的全过程。因此，此方案完全可行。第五章：教学型数控车床简介一、电器部分5.1 机床主要用途和适用范围CJK6032数控普通车床是二轴联动的经济行数控车床，适用于金属及其它材料的车削加工。机床采用微机控制，四刀位电动回转刀架，对各种盘类、轴类零件，可自动完成内、外圆柱面、螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩、铰空等工作。广泛用于:高等工科院校的机制、机电一体化、自动控制及其他相关专业数控技术的教学实习和综合实验；中专、技校数控机床的基本操作训练；科研单位、中小型企业小批量零件加工。5.2 机床规格、技术参数名称单位参数床身上最大工件回转直径Mm 320溜板上最大工件直径mm 164最大工件长度mm500 主轴转速范围rpm70-200 9级主轴通孔直径mm 35主轴内孔锥度莫氏5号主轴端外锥体锥度1:4刀架刀位数 4车刀刀杆最大尺寸（长宽）mm 2020工作进给最小设定单位纵向（Z）mm 0.01横向（X）mm 0.005刀架移速度纵向（Z）mm/min 3横向（X）mm/min 2尾架顶尖套内孔锥度莫氏3号尾架顶尖套最大移动距离mm 100主电机功率Km 1.5纵向（Z）步进电机N.m 12横向(X)步进电机N.m 6机床外形尺寸（长宽高）mm1245床净重Kg 4005.3 机床外形5.31 机床总图（见下图） 图5.1 机床外观图5.3.2机床部件一览表机床主要部件目录：序号名称数量1床身12床座13机床外罩14床头箱15尾座16拖板17自动刀架18冷却15.4 机械部分5.4.1 机床主要结构 床身 床身是用HT300浇铸而成，与牢固的横向工字筋组成，抗震性好、两个90度山形和平导轨是经过超音频淬火和精密磨削加工的，拖板和尾架各用一个90度山形和平导轨。总走刀(Z向)采用滚珠丝杠传动，安装在床身前面，主电机安装在床身后面。 床头箱 床头箱是用HT250浇铸而成，它由四颗螺钉固定在床身上。在床头箱里，主轴是安装在两个圆锥滚子轴承上（D7210、D7212）上，主轴有一个35mm的通孔，主轴端内孔为莫氏5号。 本车床使用的是三角皮带（0-800），它最大的优点是:在任何速度下噪声非常小。 拖板 大拖板是用HT200浇铸而成，华东导轨面经过精密磨削，它与床身90度三形和平导配合，大拖板与床身间的滑动配合部分能够简单而又方便地调整。中拖板是安装在大拖板上的，通过滚珠丝杠转动带动中拖板在大拖板上滑动，并能够通过镶条来调整中拖板与大拖板燕尾导轨之间的间隙。 尾架及其调整 尾架是通过紧锁手柄拉紧锁紧块，固定在床身上。尾架是一个带3号莫氏锥孔的套筒旋转尾架手轮，可使套筒在尾架内移动。尾架套筒移到所需位置后，可用锁紧手柄将其锁紧。 尾架侧母线的调整依靠安装于尾架体两侧的调整螺钉来实现，还有一个紧固螺钉装在尾架体的后部。 偏置调整的方法如下： 压下加紧杠杆，则松开尾架，旋松后部“紧固螺钉”，再调整两侧的调整螺钉使尾架中心线移到所需位置，然后拧紧“紧固螺钉”。尾架套筒通过紧锁紧块进行紧锁。 自动刀架 自动刀架有四个刀位，可安装四把车刀。刀架的自动转位是通过一台微型交流异步电机、蜗杆、涡轮带动刀架转位。由数控系统实现选刀控制。刀架只能顺时针转位。如反转可能导致电机堵转而烧坏电机。5.4.2 机床的传动系统（见下图） 图5.2 机床的传动系统 1.主轴的旋转运动 主轴的转速是由电机Y901-4/B经三角皮带传递到轴 ，通过手柄拨动轴 上的一具有齿轮4的双联滑动齿轮13、14、15，得到相应的九种转速。变换速度是用手旋转手柄，根据所需转速是相应的滑动齿轮啮合。2.纵向进给运动大拖板纵向运动是通过装在床身上的步进电机（110BYG201），经同步带将电机的运动传给丝杠，通过控制大拖板纵向（Z）的进给速度。110BYG201是二相四拍混合式步进电机，步距角0.9度/脉冲，纵向进给脉冲当量为0.01mm。即：0.920/30 6/360 =0.01mm3.横向进给运动中拖板横向运动是通过装在大拖板上的步进电机（90BYG201），经同步带将电机的运动传给丝杠，通过控制丝杠的转速，从而控制中拖板横向（X）的速度，90BYG201是二相四拍混合式步进电机，步距角0.9度/脉冲，横向进给脉冲当量为0.005mm。即：918/36 4/360 =0.005mm4.螺纹车削为保证主轴一转，刀架移动一个导程，在主轴箱的左侧安装了一个光电编码器。主轴至光电编码器的传动比为1：1。光电编码起配合纵向进给步进电机，保证实现主轴一转，刀架移动一个导程（即被加工螺纹螺距）。实现螺纹加工，免去更换挂轮的麻烦。 5.试车运动为了保证轴承寿命和特性，在使用初期，尽量避免高速旋转，建议交替使用如下试车速度：500r/min运转3小时800r/min运转2小时1250r/min运转1小时6.机床传动件明细表（见图3）编号123456789齿数454547191975471975模数1.751.751.751.751.751.751.751.751.75编号101112131415181920齿数526441524063111模数2222224637. 机床滚珠轴承明细表（见图3）序号名称型号规格数量1推力球轴承81042035 1022单列向心球轴承20420 47 1413单列向心球轴承10317 35 1014单列向心球轴承10215 32 915圆锥滚子轴承D721155 100 2316单列向心球轴承10420 42 12217单列向心球轴承10420 42 1218单列向心球轴承20420 47 1419单列向心球轴承10525 47 12110单列向心球轴承30420 52 15111圆锥滚子轴承D721260 110 24112单列向心球轴承10112 28 8213角接触球轴承4610215 32 9214推力球轴承810112 26 9115推力球轴承810420 35 10116单列向心球轴承20420 47 141 5.43机床的润滑：床头箱内的齿轮和轴承采用飞溅式润滑。床头箱内注入30#机械油至油标位置。 更换床头箱内的油时，需拆掉防护罩，窜下安装在床头箱左边底部的油塞。重新加油时，旋下床头箱左边上部的油塞，注入新油。初次使用时，每三个月换一次，一年后一年换一次。床身导轨及尾架套筒圆周表面，中拖板滑板面，进给滚珠丝杠表面每班用油枪加一次油。5.4.4 机床的吊运吊运的注意事项：在机床吊进或吊出机床包装箱时，用两根20的钢管插入左右床角的起吊孔，应按图6所示方法起吊，在搬运和卸放时应保持平衡，不得受到冲击或剧烈运动，不得过渡倾斜。5.4.5 机床的安装机床安装时，通过机座上6个调整垫铁调整机床水平，直到机床在纵横两向上的运动精度不超过0.04/1000为止。5.4.6 机床的调整机床安装定位后，需首先进行机床安装水平的调整，以确保机床的工作精度。1.转动皮带的调整转动皮带松紧的调整是通过移动电机的机架来实现的。首先松开螺栓1，旋动圆螺母2，皮带松、即可调整到位，然后旋紧螺栓1。2.拖板导板的调整横拖板导轨的磨损是用调整螺钉调整镶条来补偿。首先松开镶条大端的螺钉，然后旋紧镶条小端螺钉，调整好后重新旋紧镶条大端的螺钉。3.架在床身上的夹紧尾夹在床身上的架紧是用安装在尾架下面和床身之间的偏心夹紧装置进行夹紧，夹紧杠杆的锁紧角度可以调整。5.4.7 机床的维护及保养1.禁止在开车时变换主轴转速。变速时必须停车。2.机床在第一次使用前或长期没有使用后，应先低速空转几分钟。3.机床在使用前，应对机床各个部件进行润滑。4.保证机床清洁。勿在潮湿地方使用机床。保持工作区域良好照明。5.禁止用压缩空气清洗机床。 2 电器部分2.5 机床的驱动 数控车床进给驱动，X、Z轴分别采用6、12NM的两相四拍混合式步进电机。通过计算机或数控系统送来CP脉冲信号和方向信号及复位信号经光隔输入、进给脉冲放大驱动步进电机。电源直接由100VAC供电。具有体积小、重量轻、使用性可靠的优点。 主要特性： 高可靠性、高性能价格比 运行平稳、无明显的震荡区 单电源供电，电压适应能力强（AC100V15%）, 适合电压稳定性差的环境 工作相电流可由外部拨码开关设置 光电隔离输入，抗干扰能力强 全步、半步可选 具有过压/欠压、过电流、过热自动保护功能2.6 机床数控系统操作面板说明 本系统有NC键盘和机床操作面板，NC键盘采用计算机键盘，含义和功能与计算机键盘基本相同。 机床操作面板如图5.3所示 图5.3 机床操作面板 电源钥匙开关 合上总电源开关后，必须用钥匙打开次开关，数控系统驱动电源，主电机电源才能接通。急停按钮 机床操作过程中，出现紧急情况时，按下此按钮，进给及主轴运行立即停止运动，CNC便进入急停状态。超程解除按钮 当某个轴出现超程，要退出超程状态时，必须松开急停按钮，一直按压着此开关，然后，在手动方式下，按下该轴的电动按钮，向相反方向退出超程状态。循环启动 在自动加工方式下，选择“程序选择”主菜单键用光标选择，CR确认从内存调入加工程序，方式选择开关置于自动位置，按下循环启动按钮，自动加工开始，自动操作执行期间，按钮内指示灯亮。进给保持 在自动加工过程中，“进给保持”键按下，机床运动轴减速停止，暂停执行程序；如按“循环启动”键，系统继续运行。单段状态 在“单段状态”下，自动运行将逐段执行，即运行一段后停止；循环启动后，执行一段后又停止。机床锁住 在自动运行开始时，将“机床锁住”键按下，再循环启动，坐标位置信息变化，但机床不运动。这个功能用于校验程序。 注意： 1. 此时机床辅助功能（M、S、T）仍然有效。 2.在自动运行过程中，按“机床锁住”键，机床锁住无效。+X电动按钮 在手动或增量（即步进，下同）进给方式下，按此按钮，X轴将产生正向移动，松开即减速停止，增量进给时，按压此开关并松开一次，产生增量进给一次，其位移等于X轴最小设定乘增量倍率数。-X电动按钮 功能同+X点动按钮，区别只在于对X轴产生负向移动。+Z电动按钮 功能同+X点动按钮，区别只在于对Z轴产生正向移动。-Z电动按钮 功能同+X点动按钮，区别只在于对Z轴产生负向移动。快移按钮 在手动方式下，如同时按快移按钮和某个轴的电动按钮，这产生该轴的正向或负向快移运动。工作方式开关 本开关可选择机床自动、单段、手动、步进、回参考点五种方式，自动方式。进给修调设定5、 10、 30、 50、 70、 100，六个位置。增量倍率设定 1、 10、 100、 1000四个信号，控制步进电机进给的倍率。刀架选择 在手动方式下把刀架手动移到安全位置，拨动刀架选择开关到对应的刀号（一共四把刀）再启动到刀架正转按钮，刀架就会转到所需要的位置，在自动方式下可直接运行换刀指令，实现在程序运行中自动换刀。 冷却 冷却（在自动，手动下都有效），开关是一个带锁的开关，按下冷却开/停按钮，冷却开，再按一下冷却关。 机床照明 机床照明灯直接由灯座上的开关控制，电柜空开打开，照明灯就可直接上电。 主轴 在手动方式下，按主轴正转键，主轴正转；按主轴反转键，主轴反转；按主轴停建，主轴停。 第六章：CJK6032教学型数控车床的拆卸与测绘华中型数控系统是由华中理工大学、武汉华中数控有限公司研制开发的，在本校专为学生做试验用。为了方便学生做实验，特做出机床的零件库，因此应先对机床进行拆卸。因为条件的限制，拆卸工具的缺乏，在拆卸过程中遇到了不少的困难，但我们基本上搞清了该车床的拆卸过程，在拆卸过程中总结了一定的经验，在次提出以供别人借鉴。下面就在对机床各部分进行拆卸时应注意的事项做以简单的说明：床头箱的拆卸：首先，拆去上盖，对上部的拨叉进行拆卸，在拆卸过程中，要注意各锥销的锥度方向。由于刚开始拆卸时，没有经验再没有搞清这一问题的情况下，便用铜棒打击锥销，是其越打越紧，不得不采用其他的方法进行拆卸。而对于下面的锥销，我们吸取了上面的教训，沿正确的方向轻轻一拔，便把锥销拔出！其次,在拆卸床头箱是涉及到箱体中的四个轴的拆卸，在拆卸完箱体各轴盖、皮带轮时应首先察看各轴承处是否有卡环，有的话，先用卡环钳把卡环取下。在用铜棒对轴进行打击。在对主轴进行拆卸时，应注意先把齿轮与套上的定位销拧下，在拆卸卡盘时，因卡盘壳与卡盘底盘配合过于紧密，应注意卡盘上的拆卸螺孔，用螺栓进行拆卸。对于二轴，本轴上安装的主要是