（材料加工工程专业论文）高效率辙叉加工技术及其设备的研究设计.pdf

g ya n de q u i p m e n tf o rh i g h s i n gf r o g g a oh o n g x i n g at h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e r e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro f e n g i n e e r i n g m a t e r i a lp r o c e s s i n ga n d e n g i n e e r i n g i n t h e g r a d u a t es c h o o l o f l a n z h o uu n i v e r s i t yo f t e c h n o l o g y s u p e r v i s o r p r o f e s s o r w a n gh o n g m a y ，2 0 1 1 明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：禹多五星 日期：纱f 年f 月7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同 时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据 库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名： 导师签名： 日期：砌年石月7 日 蹴抽悔了日 硕士学位论文 目录 第1 章绪论1 1 1 铁路发展概述1 1 2 铁路辙叉加工设备发展概况1 1 2 1 铁路辙叉简介1 1 2 2 铁路辙叉加工设备状况2 1 3 分度转台的国内外应用状况与发展趋势2 1 3 1 分度转台的功能与分类2 1 3 2 数控转台的发展现状与趋势3 1 4 设计中所需工具软件介绍3 1 4 1s o l i d w o r k s 3 1 4 2a ir r o c a d 和p c c a d 。4 1 5 本课题研究的目的与意义5 1 5 1 本课题研究的主要目的5 1 5 2 本课题研究的主要内容5 1 5 3 本课题研究的现实意义6 1 6d 、结6 第2 章辙叉铣床的总体设计7 2 1 辙叉特征描述7 2 1 1 辙叉外形结构7 2 1 2 辙叉加工要求7 2 2 机床的总体设计方案8 2 2 1 加工中心式辙叉铣床方案8 2 2 2 加工中心式辙叉铣床的主要设计特点9 2 2 3 加工中心式辙叉铣床的工作步骤1o 2 2 4 加工中心式辙叉铣床的优点1 1 2 2 5 加工中心式辙叉铣床的缺点1 l 2 3 动力头组合式辙叉铣床1 2 2 3 1 动力头式辙叉铣床的主要设计特点1 3 2 3 2 动力头式辙叉铣床的工作步骤1 4 2 3 3 动力头式辙叉铣床的优点1 6 恤 一 v 计 3 2 数控分度转台的定位机构2 1 3 - 3 数控分度转台的压紧机构2 1 3 4 数控分度转台的转轴2 2 3 5 本章小结2 3 第4 章几种自动化辅助装置2 4 4 1 辙叉自动找正装置2 4 4 2 辙叉装卸机械手装置2 6 4 3 辙叉数控转位夹具3 0 4 4 辙叉自动摆角基座3 3 4 5 本章小结3 5 第5 章受力计算及精度分析3 6 5 1 受力计算3 6 5 1 1 高锰钢材料的物理化学特点3 6 5 1 1 铣削转速的计算3 7 5 1 2 铣刀齿数计算3 7 5 1 3 铣削力的计算3 7 5 1 4 铣削扭矩3 8 5 1 6 铣削功率计算3 8 5 1 7 铣床电动机输出功率3 8 5 2 夹具精度概述3 9 5 3 与夹具相关的误差4 0 5 3 1 定位误差a d 4 0 5 3 2 对刀误差4 l 5 3 3 夹具误差j 4 1 5 3 4 安装误差仝a 4 1 5 3 5 加工方法误差g 4 1 5 4 自动化夹具定位误差的分析与验算4 2 5 4 1 定位误差d 的产生原因、性质及计算步骤4 2 5 4 2 夹具定位误差的计算方法4 2 5 4 3 夹具定位误差的分析与验算。4 4 i i 7 7 8 o o l 1 1 2 2 硕士学位论文 5 5 本章小结4 5 第6 章辙叉转台有限元分析4 6 6 1a n s y s 实体建模与有限元模型的生成。4 6 6 1 1 转台实体建模4 6 6 1 2 网格划分4 7 6 1 3 边界约束条件及载荷4 7 6 2 静力学分析。4 8 6 3 转台的动态特性4 9 6 3 1 模态分析4 9 6 3 2 谐响应分析5l 6 4 小结5 5 结论5 6 参考文献。5 8 j l 受谢6 1 附录a 攻读硕士学位期间所发表的学术论文6 2 附录b 攻读硕士学位期间所申请的专利一览表6 3 i i i 高效率辙叉加工技术及其设备的研究设计 摘要 我国目前正在大力发展铁路运输，从长远看，发达的铁路运输能力对经济发展具有 重要意义，在当前形势下加大铁路投资建设力度对拉动经济发展以及相关产业链的增长 将发挥积极作用。但是，国内的铁路辙叉加工设备大多数依赖大型龙门铣床，兰州理工 大学受企业委托，研究设计了一套辙叉加工的专用数控机床，试图实现低成本、高效率 的辙叉生产。该课题是由课题组多人共同完成，本人所作的工作主要是完成机械系统的 设计与研究。到目前为止，工程图已投入生产，本课题研究中产生的发明专利正在申报 之中。 根据厂家的要求和辙叉本身的特点，我们设计了两种铣床方案：第一方案为加工中 心式辙叉铣床；第二方案为动力头组合式辙叉铣床。并对两种方案进行分析，选择动力 头组合式辙叉铣床方案，本文对动力头式组合辙叉铣床进行详细的阐述： ( 1 ) 动力头式组合辙叉铣床中数控分度转台具有数控、分度、定位、回转等功能， 是实现辙叉加工自动化的关键装置之一。 ( 2 ) 动力头式组合辙叉铣床设计中的几个重要的装置：辙叉自动找正装置、辙叉装 卸机械手装置、辙叉自动摆角基座、辙叉数控转位夹具是实现辙叉加工自动化的关键装 置。本文对这几个装置的设计结构和工作过程进行了描述。 ( 3 ) 文中计算了铣削力、扭矩，并对其产生的影响进行分析，得出了铣床在加工过程 中所受到的最大外力及扭矩。基于这些数据，对夹具的精度进行分析并研究设计夹具与 之相关的结构，保证了辙叉加工时的稳定、高效。 ( 4 ) 对转台的基础件进了有限元分析，由于这种大型转台缺少可借鉴资料，文中对转 台进行了有限元分析验证。由于转台体积大、受力复杂，所以通过有限元分析软件a n s y s 对其进行模拟分析与计算，确定转台在受力状态下依然能够保证辙叉的加工精度与工作 的稳定性。 本课题在设计研究过程中，发现仍有许多方面需要进一步的深入研究，希望本课题 的设计对辙叉产业化能起到一些参考价值的作用。 关键词：辙叉；数控转台；自动化加工机床；有限元分析 i v i nt h el o n gr u n , d e v e l o p e dr a i l w a y m i cd e v e l o p m e n t i nt h ec u r r e n t s i t u a t i o n ，i n c r e a s i n gt h ei n v e s t m e n te f f o r t so fr a i l w a yc o n s t r u c t i o nw i l lp l a yap o s i t i v er o l e f o rs t i m u l a t i n ge c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dr e l a t e di n d u s t r yc h a i ng r o w t h i n g h o w e v e r , d o m e s t i cp r o c e s s i n ge q u i p m e n t so fr a i l w a yf r o gm o s t l yd e p e n d e n to nl a r g e - s c a l eg a n t r y m i l l i n gm a c h i n e ，w h i c hp r o c e s s i n ge f f i c i e n c yi sn o th i 曲e n t r u s t e db yt h ee n t e r p r i s e ，l a n z h o u u n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g ys t u d ya n dd e s i g nas e to fs p e c i a l - p u r p o s en u m e r i c a l l y - c o n t r o l l e d m a c h i n et o o lf o rt h ef r o gp r o c e s s i n g ，t r y i n gt o i m p l e m e n tl o wc o s t , h i g he f f i c i e n c yf r o g p r o d u c t i o n t h i st o p i ci sc o m p l e t e dj o i n t l yb yt h eg r o u pp e o p l e ，m yw o r ki sm a i n l yc o m p l e t e d t h ed e s i g na n dr e s e a r c ho fm e c h u n i c a ls y s t e m a c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n t so ft h ec o m p a n ya n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so ff l o gi t s e l f , w e d e s i g n st w ok i n d so fp l a nf o rm i l l i n gm a c h i n e ：f i r s t l y , f r o gm i l l i n gm a c h i n e 、析1p r o c e s s i n g c e n t e rt y p e ；s e c o n d l y , f r o gm i l l i n gm a c h i n e 谢mc o m b i n e dp o w e rh e a d a n da n a l y z i n gt h e t w os c h e m e s ，s e l e c t i n gs c h e m eo ff r o gm i l l i n gh e a d 诵t l lc o m b i n e dp o w e rh e a d , t h i sp a p e r d e t a i l e d l yn a r r a t i v e sf r o gm i l l i n gm a c h i n e 、i t l lc o m b i n e dp o w e r h e a d ( 1 ) c n cd i v i d i n gt u r n t a b l eo f f r o gm i l l i n gh e a d 、i t l lc o m b i n e dp o w e rh e a dh a st h e f u n c t i o n so fi n d e x i n g ，o r i e n t a t i o n , a n dr o t a r y ，w h i c hi so n eo ft h ek e yd e v i c e st or e a l i z ef r o g p r o c e s s i n ga u t o m a t i c a l l y ( 2 ) s e v e r a li m p o r t a n td e v i c e so ft h ef r o gm i l l i n gm a c h i n ew i t hp o w e ru n i t ：n c g r a d u a t i o nr o t a t i o nw o r k b e n c h , a u t o m a t i ca l i g n m e n td e v i c eo ft h ef r o g ，r o b o th a n d l i n g d e v i c e so ft h ef r o g ，a u t o m a t i cs w i n ga n g l eb a s eo ft h ef r o g ，n ct r a n s l o c a t i o nf i x t u r eo ft h e f r o g t h es t r u c t u r ea n dw o r k i n gp r o c e s so f t h e s ed e v i c e sa r ed e s c r i b e di nt h i sp a p e r ( 3 ) s u c c e s s i v e l y , t o r q u ea n dd r i l l i n gf o r c e sa r ec a l c u l a t e da n dt h ea f f e c t i o no ft h e mi s c o m p a r e di nt h i sp a p e r , a n dh e n c et h em a x i m u mo u t s i d ef o r c ea n dt h et o r q u el o a d e do nt h e h u bd u r i n gt h em a n u f a c t u r i n ga r eg a i n e d b a s e do na l lo ft h e s ed a t a , t h ea c c u r a c yo ff 1 ) 【t u r ei s a n a l y s e s ， a n dt h ef i x t u r ea n di t sr e l e v a n ts t r u c t u r ei sr e s e a r c h e da n dd e s i g n e d , w h i c h g u a r a n t e e st h es t a b i l i z a t i o na n dh i g h - e f f i c i e n c yo ft h ef a b r i c a t i o no ft h eh u b ( 4 ) 田1 eb a s i cp a r t so ft h er o t a t i o nw o r k b e n c ha r ea n a l y s e sw i mf i n i t e - e l e m e n t , d u et o l a c ko fr e l e v a n ti n f o r m a t i o no fl a r g es c a l ef i x t u r e ，f i n i t e - e l e m e n ta n a l y s i si sa d o p t e dt ot h e r o t a t i o nw o r k b e n c h c o n s i d e r i n gt h er o t a t i o nw o r k b e n c hi sb i ga n dt h ef o r c er e c e i v e di s c o m p l e x ，a n s y si su s e dt oi m i t a t et h en e w e la n dc a r r yo u tt h er e l a t e dc a l c u l a t i o n st om a k e s u r et h ef a b r i c a t i o np r e c i s i o na n dw o r ks t a b i l i t yo ft h ef i x t u r eu n d e rs t r e s s h o p et h ed e s i g nw i l lc o n t r i b u t es o m et oo u rn a t i o n sm o d e mf r o gi n d u s t r y ，i n c l u d i n g b o t l le q u i p m e n tm a n u f a c t u r e sl o c a l i z a t i o na n dl a r g e - s c a l ep r o d u c t i o n s o m ea s p e c t s r e l e v a n ta r ef o u n ds t i l ln e e dt ob er e s e a r c h e df u r t h e rd u r i n gt h es e a r c hm e n t i o n e di nt h i s p 印e r k e yw o r d s ：f r o g ；n cr o t a t i o nw o r k b e n c h ；a u t o m a t e dp r o c e s sm a c h i n e ；f i n i t ee l e m e n t a n a l y s i s ； v 图2 2 加工示意图。8 图2 3 加工中心式辙叉铣床主视图。9 图2 4 加工中心式辙叉铣床俯视图9 图2 5 加工中心式辙叉铣床左视图9 图2 6 加工中心式辙叉铣床主视图1 2 图2 7 加工中心式辙叉铣床俯视图1 2 图2 8 辙叉找正装置左视图12 图2 9 辙叉找正装置主视图1 2 图2 1 0 辙叉找正装置主视图1 2 图2 1 1 辙叉找正装置俯视图一13 图2 1 2 动力头1 7 图2 13 床身18 图2 1 4 弯板式基座剖视图l 18 图2 15 弯板式基座剖视图2 18 图3 1 转台半剖图2 0 图3 2 转台夹紧中心剖视图2 0 图3 3 转台转轴中心剖视图2 0 图3 4 转台三维视图2 0 图3 5 转台夹紧中心三维剖视图2 1 图3 6 分度转台定位机构简图2 1 图3 7 分度转台压紧机构装配简图2 2 图3 8 分度转台压紧机构装配三维图2 2 图3 9 转台的转轴装配简图2 3 图3 1 0 转台的转轴装配简三维图2 3 图4 1 辙叉自动找正机构主视图2 4 图4 2 辙叉自动找正机构左视图2 4 图4 - 3 滚轮机构左视图2 4 图4 4 滚轮机构主视图2 5 1 1 2 7 硕士学位论文 ：! ：； 装配简图2 7 三维剖视图2 7 受力分析图3 0 静力平衡图3 0 图4 1o 辙叉数控转位夹具装配主视图3 0 图4 1 1 辙叉数控转位夹具装配左视图31 图4 12 辙叉自动摆角基座示意图3 3 图5 1 工件在夹具上加工的加工误差4 0 图5 2 夹具工作示意图4 4 图6 1 转台三维图4 6 图6 2 转台部分结构简图4 6 图6 3 部分转台网格图4 7 图6 4 节点等效应力v o nm i s e s 等值线图4 8 图6 5 结构总变形t r a n s l a t i o nu s u m 等值线图。4 8 图6 6 转台第一阶振型5 1 图6 7 转台第二阶振型5 1 图6 8 转台第三阶振型51 图6 9 转台第四阶振型5 l 图6 10 转台第五阶振型51 图6 1 1 转台第六阶振型51 图6 1 2 转台谐响应幅频曲线5 4 v i i 高效率辙叉加工技术及其设备的研究设计 插表索引 表2 1 动力头参数1 7 表2 2 弯板式基座1 9 表3 1 数控分度转台2 0 表5 1 高锰钢化学成分3 6 表5 2 面铣刀参数3 7 表5 3 硬质合金面铣刀进给量3 8 表6 1 材料属性4 7 表6 2 施加载荷4 8 表6 3 主轴前l o 阶无阻尼振动5 0 v i i l 文 公里，占全国铁路营业里程的8 0 以 上。根据铁路“十一五”规划，“十一五”期间，中国铁路将建设新线1 7 0 0 0 公里，铁 路营业里程将达到9 万公里，铁路续转和新安排建设项目达2 0 0 多个，其中客运专线项 目2 8 个，建设总投资1 2 5 万亿元，年平均投资金额高达2 5 0 0 亿元，较“十五”期间的 年均7 2 3 亿元增长2 0 0 以上。 随着国家铁路相关产业发展政策的陆续出台，预计未来三年内我国铁路基础建设的 计划投资将超3 5 万亿元。2 0 0 9 年铁路固定资产投资总规模将超过6 0 0 0 亿元l l j 。 1 2 铁路辙叉加工设备发展概况 1 2 1 铁路辙叉简介 辙叉( 如图1 1 、1 2 所示) 是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设 备，通常在车站、编组站大量铺设。有了辙叉，可以充分发挥线路的通过能力。即使是 单线铁路，铺设辙叉，修筑一段大于列车长度的叉线，就可以对开列车。 基于辙叉具有数量多、构造复杂、使用寿命短、限制列车速度、行车安全性低、养 护维修投入大等特点，与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。它的基本形式有三种： 即线路的连接、交叉、连接与交叉的组合。常用的线路连接有各种类型的单式辙叉和复 式辙叉；交叉的类型有直交叉型和菱形交叉型；连接与交叉的组合有交分道岔和交叉渡 线等。双开道岔为y 形，即与辙叉相衔接的两股道向两侧分岔。三开道岔如同甲形， 同时衔接三股道，由两组转辙机械操纵两套尖轨。复式交分道岔像x 形，实际上相当 于四组单开道岔和一副菱形交叉的组合。 图1 1 辙叉1图12 辙叉2 除此而外，还有一种交叉设备，即菱形交叉设备。它由两组锐角辙叉和两组钝角辙叉组 成，但没有转辙器，所以股道之间不能转线。如果将复式交分道岔的x 形的上面两点 和下面两点分别连接起来，就是交叉渡线。它不仅能开通较多的方向，而且占地不多， 所以经常在车站采用。 ， 高效率辙叉加工技术及其设备的研究设计 铁道辙叉是重要的铁轨装备。由于火车的速度、承载都比以往有了大幅度的提高， 因此出于安全方面的考虑，辙叉的更换频率也相应的比以往大幅度提高；再加上铁路建 设规模的扩大，辙叉的年总需求量在急剧增加。 1 2 2 铁路辙叉加工设备状况 目前国内主要用龙门铣床( 如图1 3 图1 4 所示) 对铁轨辙叉进行加工，没有专门 的辙叉加工铣床。用普通的龙门铣床加工辙叉，由于辙叉体积较大、结构复杂，在加工 时需要很多的人工操作时间，如辙叉的找正工序用人工需要2 0 分钟左右，使得生产效 率较底，工人的劳动强度过大，达不到高效率生产辙叉的目标。 图1 3 l - c x 6 1 1 2 龙门铣床 1 3 分度转台的国内外应用状况与发展趋势 1 3 1 分度转台的功能与分类 ( 1 ) 分度转台的功能 对于需要进行具有角度加工表面的零件，为了减少装卸工件的次数，保证零件具有 角度加工表面的相互位置精度，常使用分度转台。 分度转台是机床上的关键功能部件之一，主要用于与机床配套，完成机床的分度回 转功能。对保证机床基本功能的充分使用，扩大机床的使用工艺性能、使用范围、保证 力n - r + 精度、提高生产效率、减轻劳动强度等方面都起着重要的作用。因此，机床转台的 发展水平便成为了整个机床工业技术水平的重要标志之一【2 j 。 数控转台的出现，为加工中心和数控机床提供了回转坐标，通过第四轴、第五轴驱 动转台或分度头完成精密角度的等分、不等分或连续的回转加工，完成复杂曲面加工， 使机床的加工范围得以扩大。随着经济和技术的迅速发展，数控转台必定在今后会得到 2 硕士学位论文 统控制的驱动传递到需转动角度的工作台台面， 结构上讲，可以由驱动、传动、分度定位及刹紧 等机构构成。 数控转台按照不同分类方法大致有以下几大类【3 】： 由安装方式分一立卧转台与立式转台。 由分度形式分等分转台与任意分度转台。 由驱动方式分一液压转台与电动转台。 由回转轴轴数分一单轴转台、可倾转台( 两轴联动) 与多轴并联转台。 另外，将各种不同机构组合，便可以得到现目前正在使用的各种数控转台，如：液 压等分转台、电动等分转台( 分抬起和不抬起) 、电动任意分度转台、立卧两用回转转 台、立式回转转台、多轴并联可倾转台等。 1 3 2 数控转台的发展现状与趋势 据估计近几年中每年要求配备数控转台的加工中心将会达到6 0 0 台左右。随着我国 制造业的迅速发展，加工中心为了扩大加工范围，在以后的制造中要求其配备第四轴或 第五轴的比重将会越来越大。当前，国产数控机床发展迅猛，向高速、高效、高精、柔 性化、环保方面发展，与之相应的机床附件也应随之发展。因此，数控转台的分度精度 和重复定位精度、刹紧力矩的大小、密封性能、回转定位速度、承载能力、精度保持性 及动态响应等技术方面的研究应该从专业化的角度去深入探讨，并且这也是数控转台技 术发展的必然趋势。 数控转台的发展趋势是1 3 】： ( 1 ) 在转台形式上，继续研发两轴联动和多轴并联回转的数控转台。 ( 2 ) 在性能上，再努力提高刹紧力矩、提高主轴转速及可靠性。 ( 3 ) 在蜗杆副传动上，大幅度提高工作台转速和转台的承载能力。 ( 4 ) 在规格上，同时开发小规格和大规格的数控转台。 近年来，国内数控机床与装备的发展得到了相关部门的高度重视，同时，也取得了 相当大的进步，特别是在通用数控领域。作为机床的主要组成部分，分度类机床附件( 转 台、分度头、刀架) 对机床的性能、质量、可靠性起着至关重要的作用。因此，国家应 该加大投入力度，促进国内数控机床与装备的迅猛发展，以加快缩短与世界制造业先进 水平的差距。 1 4 设计中所需工具软件介绍 1 4 1s o l i d w o r k s s o l i d w o r k s 是w i n d o w s 原创的三维设计软件。其易用和友好的界面，能够在整个产 3 ，。 高效率辙叉加工技术及其设备的研究设计 品设计工作中，s o l i d w o r k s 完全自动扑捉设计意图和引导设计修改。在s o l i d w o r k s 的装 配设计中可以直接参照已有的零件生成新的零件。不论设计用“自顶而下”方法还是“自 底而上”的方法进行装配设计，s o l i d w o r k s 都将以其易用的操作大幅度地提高设计的效 率。s o l i d w o r k s 有全面的零件实体建模功能，其丰富程度有时会出乎设计者的期望。用 s o l i d w o r k s 的标注和细节绘制工具，能快捷地生成完整的、符合实际产品表示的工程图 纸。s o l i d w o r k s 具有全相关的钣金设计能力。钣金件的设计即可以先设计立体的产品也 可以先按平面展开图进行设计。s o l i d w o r k s 软件提供完整的、免费的开发工具( a p i ) ， 用户可以用微软的v i s u a l ，b a s i c ，v i s u a l ，c + + 或其它支持o l e 的编程语言建立自己的应用 方案。通过数据转换接口，s o l i d w o r k s 可以很容易地将目前市场几乎所有的机械c a d 软件集成到现在的设计环境中来。 1 4 2a i r r o c a d 和p c c a d 1 ) a u t o c a d 简介 a u t o c a d 是由美国a u t o d e s k 欧特克公司于二十世纪八十年代初为微机上应用c a d 技术而开发的绘图程序软件包，经过不断的完善，现已经成为国际上广为流行的绘图工 具。 a u t o c a d 具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。 它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中 更好地掌握它的各种应用和开发技巧，从而不断提高工作效率。 a u t o c a d 具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上 运行，并支持分辨率由3 2 0 x 2 0 0 到2 0 4 8 x 1 0 2 4 的各种图形显示设备4 0 多种，以及数字 仪器和鼠标3 0 多种，绘图仪和打印机数十种，这就为a u t o c a d 的普及创造了条件。 a u t o c a d 软件具有如下特点： ( 1 ) 具有完善的图形绘制功能。 ( 2 ) 有强大的图形编辑功能。 ( 3 ) 可以采用多种方式进行二次开发或用户定制。 ( 4 ) 可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力。 ( 5 ) 支持多种硬件设备。 ( 6 ) 支持多种操作平台。 ( 7 ) 具有通用性、易用性，适用于各类用户。此外，从a u t o c a d 2 0 0 0 开始，该系 统又增加了许多强大的功能，如a u t o c a d 设计中心( a d c ) 、多文档设计环境( m d e ) 、 i n t e m e t 驱动、新的对象扑捉功能、增强的标注功能以及局部打开和局部加载的功能， 从而使a u t o c a d 系统更加完善。 2 ) p c c a d 介绍 p c c a d 采用先进的开发技术以中文环境w i n d o w s 2 0 0 0 w m x p a u t o c a d 2 0 0 0 为开发 平台，保留了a u t o c a d 功能，不需转化，是国内唯一真正基于a u t o c a d 2 0 0 0 平台的智能 化、特征化、参数化、专业化、用户化、标准化、集成化软件。p c c a d 的主要特点： 4 ，。 ， 硕士学位论文 ( 1 ) 绘图效率高，利用p c c a d 可以绘制工程图的速度较直接使用a u t o c a d 加快 5 8 倍，远高于同类软件的绘图速度。 ( 2 ) 功能细致实用，p c c a d 以功能细致、实用见长，可以满足用户绘图、设计和 管理等各方面的需要。国内独创的天河智能扑捉工具，彻底改革c a d 扑捉方式，自动 抓取图形关键点，绘图效率提高数十倍，带来一场扑捉方式的革命。 ( 3 ) 开放的资源获取与转换，p c c a d 集成了多种数据接口，不仅可以利用各种现 有资源( 利用：提取标准件、提取标题栏、调用词句库、通用资源、通用编码、编码解 析、天河工程计算器、读入文本文件、读入d w g 文件、天河通用导入) ，生成明细表， 绘制表格等，还可以通过导出文本文件和天河通用导出，导出各种类型( a c c e s s 、- d ( t 、 e x c e l 、o r a c l e 、s q ls e r v r 等) 的数据。 ( 4 ) 参数化图库及设计工具，p c c a d 的参数化国标库及系列化零件库，完全基于 参数化设计，大大提高标准件和常用件的绘图效率。 ( 5 ) 系统稳定可靠，p c c a d 稳定可靠，具有自我保护功能，不会出现丢失数据的 现象，这是市场上大部分同类系统无可比拟的优点。 ( 6 ) 直观、易学的人机交互界面，在以往的c a d 系统中，计算机作图的过程往往 和一般工程制图的习惯不一致，使得工程人员不能在短期内掌握，而p c c a d 作图的思 路和工程人员的习惯完全一致，即使计算机操作不熟练的工程技术人员也可在三天内学 会，半月内熟练使用p c c a d 。 ( 7 ) 制图完全符合国家标准，p c c a d 系列软件已率先通过国家机械c a d 标准化 审查，利用p c c a d 绘制的工程图纸完全符合国家标准的制图规范。 ( 8 ) 方便的二次开发手段，利用p c c a d 提供的二次开发工具，设计人员就可以 方便地扩充p c c a d 的功能，建立自己的符号库和零件库，迅速开发出适合本行业、本 企业专用的微机c a d 系统。 1 5 本课题研究的目的与意义 1 5 1 本课题研究的主要目的 本设计的目的就是通过一种全新的工艺方法提高辙叉的加工质量，完全省去人工划 线、找正、人工对刀的工序；并且将现行工艺中，分散在三台机床上完成的轨面加工、 轨腰加工、轮缘槽加工工序集中在一台机床完成；工件自动找正、自动对刀、各工步自 动循环；机动时间高度重合，辅助时间高度节省；提高生产率、减少操作工人：机床采 用新型的复合铣床结构，相对于体积较大的龙门铣床而言，大大的节省设备投资，便于 工人操作机床。 1 5 2 本课题研究的主要内容 本课题是兰州理工大学受企业的委托，研制一套高效率铁路辙叉的加工设备的项目 中的一部分。铁路辙叉体积较大、加工面较多，其加工难度相当高，鉴于此