T5 型数控钻孔攻牙机垂直进给机构设计说明书.docx
T5 型数控钻孔攻牙机垂直进给机构设计7张CAD图
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T5
型数控钻孔攻牙机垂直进给机构设计7张CAD图
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XX本科毕业设计（论文）T5 型数控钻孔攻牙机垂直进给机构设计摘要为满足现代机床对高速精确方面的要求，多轴传动机构得以发展，主要使 得珠丝杠螺母传动副在数控机床上的运用十分普遍，主要用于机床主轴的传动， 滚珠丝杆是将回转运动转换成直线运动，或将直线运动转换成回转运动的理想 产品，主要将来自电机的旋转运动转化为执行部件的直线运动。为了提高进给 运动的位移精度，减少传动误差，除了要保证各个传动部件的制造精度、装配 精度 。本文主要就是介绍在垂直方向滚珠丝杆在机床传动的原理以及根据机床的 受力大小，对滚珠丝杆等相关传动部件的设计。通过对滚珠丝杠、螺母、轴承、 轴承座等的计算选型，完成垂直进给机构的整体设计。关键词：垂直机构传动、滚珠丝杠、螺母、轴承IXX本科毕业设计（论文）AbstractIn order to meet the requirements of modern machine tool for the development of high speed precision, can be multi axis drive mechanism, the screw nut transmission pair mainlyon CNC machine tools are used widely, mainly used for the transmission of machine tool spindle, The ball screw is the rotary motion into linear motion, or linear motion into rotary motion intothe ideal products, will mainly come from the motor rotary motion into linear motion actuator.In order to improve the precision of the feeding movement, reduce the transmission error, guarantee the manufacturing accuracy of the driving parts, the assembly precision. This paper mainly introduces the ball screw drive mechanism and the role in themachine according to the size of the force of the machine tool, the design of ball screwtransmission parts.Keywords:Vertical transmission, ball screw, force、nut, bearingIIXX本科毕业设计（论文）目 录摘要AbstractV第一章：绪论11.1 ：课题背景11.2 ：加工中心的发展史11.3 ：加工中心的发展概况及发展趋势21.3.1 ：加工中心的发展概况21.3.2 ：加工中心的发展趋势31.4 ：加工中心的国内外研究状况41.4.1 ：国外研究状况41.4.2 : 国内研究现状51.5 ：本课题的研究任务及内容5第二章垂直进给机构方案设计72.1 加工中心的传动系统72.1.1 主传动系统72.1.2 主轴电动机与传动72.1.3 加工中心主轴组件72.1.4 直线进给传动系统82.2 垂向进给机构的传动原理92.3 垂向机构的设计参数102.4 垂向进给机构部件选择102.5 垂向进给机构方案的拟定102.6 本章小节11第三章.垂向进给机构分析计算123.1 切削力计算123.2 初选滚珠丝杆副133.3 直线导轨的选型183.3.1 LM 滑块的负荷大小193.3.2 静的安全系数（如前所述的使用条件的机械或装置中所使用的 LM 滑轨的静安全系数 fs）203.3.3 平均负荷（计算每个滑块上所作用的平均负荷）213.3.4 额定寿命Ln（根据LM 导轨的额定寿命计算公式）213.4 伺服电机选择213.4.1 控制类型的选择213.4.2 降速比计算213.4.3 惯性的计算223.4.4 电机力矩计算22第四章垂向进给机构的零件选择244.1 滚珠丝杆专用轴承座选用244.2 联轴器的选用254.3 定位螺钉的选用：284.4 垂直机构立柱的设计294.5 本章总结：29第五章零部件三维结构建模315.1 pro/e 三维软件介绍315.2 零部件三维结构建模365.2.1 滚动导轨结构建模365.2.2 滚动滑块的建模：365.2.3 轴承的三维建模;375.2.4 联轴器的三维建模;385.2.5 滚珠丝杆的三维建模：385.2.6 滚珠丝杆螺母的三维建模：395.2.7 垂直立柱的三维建模405.3 总装配三维结构405.4 本章小结41第六章总结与展望426.1总结426.2展望43致谢45主要参考文献47XX本科毕业设计（论文）第一章 绪论1.1 ：课题背景由于现代社会生产力的需求，特别是机械行业的发展，传统的金属切削机床 如钻床、铣床等在已经不能满足当下的生产力，数控技术随之孕育而生，而它在 钻孔攻牙方面应用的比较广泛，为之代表的是数控钻孔攻牙机。现代的生产要求 高效、节能、便捷，而数控钻孔攻牙机垂直机构的研究设计正是为了使机床的操 作更加高效、便捷，尽可能的满足生产的需求，加之横向、纵向的进给方向，机 床将具有三轴进给方向，增加了很多以前不能实现的功能，垂直结构的研究设计 具有很重要的意义。1.2 ：加工中心的发展史由于我国加入世贸和对外开放还是不很久，所以加工中心行业在中国来说 还正处于迅速发展时期。中国很久以前在外国人眼中就是一个加工产，是一个低 等活的地方。中国在以前也是，多数都是以手工操作为主要手段。说到加工中心最初是从数控铣床发展而来的。在第二十世纪开始，逐渐在数控 机床上的美国，1952，麻省理工学院，伺服电机实验室研制出第一台数控铣床， 并用于 1957。和第一个数控加工中心是美国第一设计完成。此机床在数控卧式镗铣床的基础之上加上了非手动换刀装置，进而让工件经过一次装夹以后便可以 进行、钻削、铣削以及攻丝和铰削 等等好多种工序的集中操作。这个为制造科技发展中的又一个比较大的突破，彰显着制造行业中的数控机床加工世纪的开 端。数控机床的加工为制造技术的最基本的要素，这个研究相对于制造业来说， 更有时代的意义和影响。世上主要的工业发达国家比较重视数控加工科技的研究 以及发展。直到 1968 年，数控加工中心已发展迅速，可以自动改变 headstock 数控加工中心设备，它有几个 CAN 自动替换盒配备多轴机床，可以加工多个孔的处理）。8中国数控机床的发展开始于 1958 年，是 10 年来最成功的将国外，由管床配备CNC 数控系统的三坐标数控机床，1965 年开始批量生产数控铣床机械系统与大学晶体管经过几十年的发展，目前的加工中心和火花机、钻孔攻牙机一样已实现了 计算机控制并在工业界得到广泛应用，在模具制造行业的应用尤为普及。加工中心最初是从数控铣床发展而来的。加工中心首台还是 由美国卡尼- 特雷克公司于 1958 年首例研发完成的。它在数控机床的基础之上加了非手动换刀装备，进而实现了一次装夹工件后就可以进行铣削、镗削以及铰削和攻丝等等 工序集中的加工。 70 年代以来的第二十世纪，加工中心得到迅速发展，开始改变自我启闭设备加工中心，并配备了许多武器可以自动更换主轴箱的加工可以同 时进行，在工件上多个孔。加工中心的分类按加工工序分类可分为镗铣与车铣两 大类。（1）镗铣（2）车铣按控制轴数分类按控制轴数可分为： （1）三轴加工中心（2）四轴加工中心（3）五轴加工中心。 根据主轴和工作台的相对位置分为：（1）卧式加工中心：是指加工中心主轴轴和表的并行设备，主要适用于箱体类零件的加工。 卧式加工中心通常有分度转台或者数控转台，可以加工件的每个侧面；也可以作为多个坐标的联合运动，以方便加工比较复杂的空间曲 面。(2)立式加工中心：指的是主轴线与工作台垂直放置的加工中心，主要适用 在加工板类、模具以及小 型壳体类复杂的零件。 立式加工中心一般不带转台， 仅作顶面加工。此外，有立式和卧式两复合加工中心主轴，主轴可以调整到水平轴，垂直 轴或水平立式加工中心可调，可在五个方面的工作处理。1.3 ：加工中心的发展概况及发展趋势1.3.1 ：加工中心的发展概况加工中心最初是从数控铣床发展而来的.第二十个世纪以来，70 年后，加工中心得到迅速发展，加工中心可以改变主轴箱，配有各种轴主轴箱可以主动更换 设备工具，可以对工件加工的同时，多孔。产的柔性不仅体现在对特殊要求的快速反应上而且可以快速实现批量生产，提高市场竞争能力。加工精度高，加工 中心同其他数控机床一样具有加工精度高的特点，而且加工中心由于加工工序集 中，避免了长工艺流程，减少了人为千扰，故加工精度更高，加工质量更加稳定。 加工生产率高，零件加工所需要的时间包括机动时间与辅助时间两部分。经济效 益高，使用加工中心加工零件时，分摊在每个零件上的设备费用是较昂贵的，但 在单件、小批生产的情况下，可以节省许多其他方面的费用，因此能获得良好的 经济效益。例如，在加工之前节省了划线工时，在零件安装到机床上之后可以减 少调整、加工和检验时间，减少了直接生产费用。此外，由于加工中心加工零件 不需要手工制作的模型、凸轮以及钻模板等其他的工具，省去了很多工艺的装备， 减少了硬件的投资而且由于加工中心的加工稳定，减少了废品率，使生产成本 进一步下降。利于生产的管理的现代化，用加工中心加工的零件，可以准确地计 算出零件加工的工时，并且有效地简化了检验和工夹具、半成品的管理工作。这 些特点有利于使生产管理现代化。当前有许多大型 CAD/CAM 集成软件已经开发了生产管理模块，实现了计算机辅助生产管理。做好基础自动化工作仍然是中国制 造业的一项很紧迫的而且很艰难的任务。但是加工中心无论是数量还是利用率都 比较的低。可以编程控制器使用的并不是很普及，工业机器人的应用比较有限。 所以，我们需要立足于我国的实际情况，在看到国际制造业发展趋势同时扎扎实 实地干好基础工作。1.3.2 ：加工中心的发展趋势三轴立式加工中心传输的趋势五轴数控机床是一种技术含量高，精度高，特 别适用于复杂曲面的加工机器，一个国家的航，航空航天，军事，航天研究，精 密仪器的机床系统，高精医疗设备行业有着举足轻重的作用，影响。复合机，用 机器人来提高生产效率，为了提高生产效率，降低生产成本，与机器在一起有效 的工业机器人，让从事简单重复工作的机器人。不仅可以节省大量的人力成本， 同时，机器人不会疲劳，不会产生错误，从而稳定产品质量起到了很大的作用。 该机更注重细节和环境保护的“绿色机器”是一种近年来机床行业的发展趋势， 强调三人之间的关系，机器，环境，目标是提高降低对操作者健康的环境危害影响机床生产效率。车削，铣削，磨削，钻削加工和金属切削加工技术、电火花加工等特殊工艺 加工的要求，数控机床，近年来各种各样的发展，中国机床工具行业市场的需求 不断升级，在双促进国家政策和市场需求结构升级。技术创新，整个行业的增长， 产品结构优化。智能制造技术可以看作是第一个开发的两代柔性制造技术的基础 技术。柔性制造系统在上世纪 80 年代生产的第一代，其可靠性度量的特点是可以连续工作 24 小时，在上世纪 90 年代的第二代，连续工作 72 小时。当今的智能制造系统，它要求可以连续 720 小时运行。因此，能够长时间不间断高可靠性运行的机床设备成为另外一个发展趋势。智能制造三代发展中，人力成本不断下降，智能化制造中人的参与很少，但 机器人的复杂程度明显提升。1.4 ：加工中心的国内外研究状况1.4.1 ：国外研究状况如今，国内数控机床发展十分迅速，年产量逐年增长，但是所生产的机床 精度还是达不到严格要求。一直以来，欧，美，亚在国际市场上开展激烈竞争， 数控机床在 20 世纪 80 年代以后便得到了加速发展。数控机床是由计算机，微电子，信息，传感器和测试，具有很高的机械和电气机械制造为一体的产品整合， 包括数控金属切削机床，锻压机械，铸造机械，木工机床及相关配件。现在，数 控机床主要是指数控系统及相关配件，包括金属切削机床和锻压机。数控机床的发展中，比较值得一提应该是加工中心了。它是具有自动换刀装置的一种数控 机床，它不但可以实现工件一次性装卡而且多工序的加工。而且这种产品最初在1959 年 3 月，由美国公司开发的，这种机床在刀库中装备有丝锥，钻头，以及铰刀和铣刀等刀具，根据穿孔带指令自动的选择刀具，并且通过了机械手将刀具 装在了主轴上，对工件进行多方面的加工。它可以缩短机床零部件的装卸的时间 和更换刀具的时间。数控加工中心已成为一个重要的品种，不仅有立式车床，加 工中心等箱体类零件的卧室，可用于全回转中心的零件加工，磨削中心等。在当 今世界工业国家所有权的数控机床可以反映该国的经济实力和国防能力。机电一体化在国外的 发展异常迅速。西方国家的工业数控机床占有率一般可以达到20%。美国比较重视机床的发展，美国国防部等其他部门因为军事方面的需求 进而不断的提出了基层的发展方向，科研任务，并且提供足够的经费要求，并且 网罗世界各地人才特别将“效率”以及“创新”，注重基础科研。1952 开发出世界上第一台数控机床，1958 开发了加工中心，成功的 70 年代开发的FMS 的开始，开放式数控系统等 1987 集。现在美国使用的高性能数控机床，忽视技术在上个世纪的应用，80 年数控机床产量增加较缓慢，在 1982 超过日本后，大量的进口。德国政府一向重视基础工业的重要战略位置，在多方面大力扶植下，在1956 年研制出了第一台数控机床。它在机，电，液，气，光，刀具以及测量， 数控系统等各种功能部件，在质量上，性能上居于世界领先水平。1.4.2 : 国内研究现状机床制造业在 80 年代的时候是高速发展的阶段，我国数控机床无论从产品的种类，技术的水平，以及质量和产量上都取得了十分满意的发展，而且，在一 些关键技术上取得了比较重大的突破。但是从总体上来说，技术水平不够高，质 量不够好。因此在 90 年代初期的时候，面临着国家经济中心由计划性经济市场经济转移调整。自从2000 年上海的数控机床展览会和2004 年国际机床展览会上， 我们可以看到很多品种产品的繁荣景象。我国数控机床反映了以下列的问题：（1）低技术水平产品的竞争激烈，互相靠着压价促销； （2） 高新的技术水平、全功能的产品主要靠着进口；（3） 配套高质量的功能部件、数控系统附件主要还是靠进口； （4） 应用技术水平比较低，联网技术没有得到完全的推广使用；（5） 自行开发能力比较差，相对于有较高技术水平的产品主要靠着引进图纸、合资生产或者进口件的组装。1.5 ：本课题的研究任务及内容本课题拟根据现代机械行业对高速钻铣加工的需求，针对 T5 型数控钻孔攻牙机的设计功能需求，开展垂直进给机构的设计工作。要具备机械原理 、机械制造技术基础、互换性与公差测量、SolidWorks 三维 CAD 建模与仿真、机械设计的基本知识和能力，进行必要的设计计算、结构设计校核、 校核；技术要求：Z 轴工作台行程 300mm，Z 轴快速进给 48M/min具体工作内容：1) 查阅与课题相关文献资料 10 篇以上，其中英文资料 2 篇以上，英文资料翻译 5000 汉字以上；2) 在分析 T5 型数控钻孔攻牙机设计功能要求的基础上，研究其垂直进给机构的总体设计方案，并撰写课题开题报告；3) 垂直进给机构设计（滚动丝杆螺母副、滚动导轨副、伺服电机、支承组件等）；4) 加工中心立柱的结构设计5) 设计图纸量：折合约 3 张A0；6) 设计说明书一份 。第二章垂直进给机构方案设计2.1 加工中心的传动系统2.1.1 主传动系统1.对加工中心主轴系统的要求加工中心主轴系统主要由主轴动力、主轴传动、主轴组件等部分组成。因为 加工中心相对于一般数车床来说具有更高的加工效率，比较宽的使用范围，更高 的加工精度，所以，它的主轴系统应该满足下面的要求：(1) 应该具有更大的调速范围并实现无级变速(2) 应该具有较高的精度与刚度，传动平稳以及噪声低(3)应该有良好的抗振性和热稳定性(4)应该具有刀具的自动夹紧功能2.1.2 主轴电动机与传动1） 主轴电动机加工中心常用的主轴电动机有交流调速和交流伺服电动机两种。调速交流电 动机通过改变电动机供电的频率可以对电动机的转速进行调整，此电动机的成本 比较低，但是不能够实现出电动机轴的径向准确定位。交流伺服主轴电动机是一 种高效能的主轴驱动电动机，这种电动机轴不但能实现任意径向的定位，还能以 大转矩实现微小角度的转动。2） 主轴传动系统低速主轴常采用齿轮变速机构或同步带构成主轴的传动系统，从而可增强主 轴的驱动力矩，适应主轴传动系统性能与结构。 图 2-1 为 VPl050 加工中心的主轴传动结构。主轴转速范围为 10 r/min4000r/min。当滑移齿轮。2.1.3 加工中心主轴组件部分主要部件： 1）主轴的部件 如图所示，主轴 1 的前端拥有 7:24 的锥孔，用在装夹BT40 的刀柄上。主轴的端面装有端面键，用以传递扭矩及周向定位。主轴材料常采用的有 38CrMoAlA、9Mn2V、GCrl5 等。主轴锥孔及与支承轴承配合部位均应经渗氮和感应加热淬火。主轴 1 的前支承配置了三个高精度的向心推力角接触球轴承 4，用以承受径向载荷和轴向载荷，前两个轴承大口朝下，后面一个轴承大口朝上。前支承按预加载荷计算的预紧量由螺母 5 来调整。后支承为一对小口相对配置的向心推力角接触球轴承 6，它们只承受径 13 向载荷，因此轴承外圈不需要定位。该主轴的选择轴承类型以及配置的形式，应该满足主轴 高转速以及承受较大的轴向载荷的要求。主轴受热变形以后会向后伸长，但是不 影响加工的精度。2）刀具的自动夹紧机构:主轴内部和后端安装的是刀具自动夹紧机构。它主要 由拉杆 7、拉杆端部的四个钢球 3、碟形弹簧 8、活塞 10、液压缸 11 等组成。机床执行换刀指令，机械手从主轴拔刀时，主轴需松开刀具。2.1.4 直线进给传动系统1. 对进给传动系统的要求进给运动是机床成形运动的一个重要部分，其传动质量直接关系到机床的加工 性能。加工中心对进给系统的要求如下：1） 高的传动精度与定位精度这是加工中心进给系统最重要的性能指标。2） 普通加工中心进给速度一般为几 mm几万 mm /min；低速定位要求速度能保证在 0.1mm/min 左右；快速移动速度则高达几十 m/min 到几百m/min。3） 用得最普遍的是直联式。它是通过挠性联轴节把伺服电机和滚珠丝杠联 接起来的。图中所示“锥环”，是无隙直联方式的关键元件。XX本科毕业设计（论文）图 2-5 挠性联轴节1压阀；2联轴套；3、5球面垫圈；4柔性片；6锥环；7电动机；8滚珠丝杠2.2 垂向进给机构的传动原理图 2-6.数控机床垂向进给机构1-伺服电机、2-联轴器、3 轴承套、4-滚珠丝杆螺母、5-滚珠丝杆、6 轴承10垂直进给机构主要由滚珠丝杆副、滚珠螺母、电机、轴承等构成，首先电机 通过联轴器带动滚珠丝杆的转动，滚珠丝杆上的螺母随之转动进而带动工作台的 线性运动，完成进给运动。2.3 垂向机构的设计参数T-5 型数控攻牙机的主轴箱的重量为 3000N，工件的重量为 300N，工作台的导轨摩擦系数为 U=0.1，静摩擦系数为 Uo=0.2，Z 轴快速进给速度 Vmax=48m/min、定位精度 20um/300mm，全行程 25um，重复定位精度 10um，要求寿命 2000 小时。切削方式Pai（N）Pbi（N）Pci（N）进给速度m/min工 作 时间 百 分比（%）丝 杆 轴向载荷（N）丝杆转速（r/min）强力切削2000100025001101500100一般切削100080015003401000120精切削5005008005401300150快速进给000481020002000表 2.32.4 垂向进给机构部件选择动力选择伺服电机，其他传动部件为 滚珠丝杆、滚珠螺母、轴承、轴承支座。滚珠丝杆和滚珠螺母的配合使用来完成将旋转运动转化成为直线的运动，轴承以 及轴承支座用来固定住滚珠丝杆副达到滚珠螺母的直线运动。2.5 垂向进给机构方案的拟定首先通过 T-5 型数控钻孔攻牙机垂向进给机构所受的轴向力和垂直轴向的径向力，确定滚珠丝杆的导程，进而对滚珠丝杆进行计算和选型，并对它进行强 度和刚度的校核验算确保达到预算的使用寿命，之后根据所确定的滚珠丝杆的底 径选择配套的滚珠丝杆螺母，同样根据丝杆的底径以及所承受的载荷选择轴承以 及配套的轴承支座，确定滚动滑块的型号，通过受力进行计算，对滑块的 型号XX本科毕业设计（论文）进行确定，并验算它的刚度和寿命，最后通过丝杆的扭矩及总的转动惯量选择合 适的电动机。确定好各部件的型号之后对各零部件进行绘图，进行最后总装配图。2.6 本章小节本章主要通过所给定的设计参数对垂向进给机构进行传动的方案设计，以达 到预期的功用。首先介绍了垂直传动的机构和作用部件，并对其各部件进行进行 相关力的计算和校核。讲解了传动的原理， 通过图解，详细的介绍了整个垂向传动的作用过程以及各部件之间的协作功用。11XX本科毕业设计（论文）第三章垂向进给机构分析计算3.1 切削力计算根据工作情况的不同，可以将其分为 4 中工况，强力切削、一般切削、精切削、快速进给：切削方式Pai（N）Pbi（N）Pci（N）进给速度m/min工 作 时间 百 分比（%）丝 杆 轴向载荷（N）丝杆转速（r/min）强力切削2000100025001101500100一般切削100080015003401000120精切削5005008005401300150快速进给00048102000200013确定当量转速与当量载荷:表 3.1（1） 各种切削方式下，丝杆转速 ：n = Vi10 由上表查得：v1 =1, v2 =3, v3 =5, Phiph=48代入得 n1 = 40， n2 = 120， n3 = 200， n4 = 1920（2） 各种切削方式下，丝杠轴向载荷：Fi=W1-Pai- （Pbi+Pci） 式中：Fi ：丝杠轴向载荷，Pai：纵向切削力，Pci：垂向切削力Fi=W1-Pai- （Pbi+Pci）式中：Fi ：丝杠轴向载荷Ni=1,2,3,4 Pai：纵向切削力Ni=1,2,3,4 Pci：垂向切削力Ni=1,2,3,4由上表得 Pai（i=1,2,3,4）分别为 2000,1000,500,0Pbi（i=1,2,3,4）分别为 1000,800,500,0 Pci（i=1,2,3,4）分别为 2500,1500，800,0已知W =3000 N代入得Fi (i=1,2,3,4)分别为 650N，1770N,2820N,3000N（1）当量转速nm:当量转速r/min t1,t2,t3,t4:工作时间百分比nm = nm = n1 * t1 /100+ n2 * t2 /100+ n3 * t3 /100+ n4 * t4 /100数据代入得 nm = 324r/min（1）当量载荷Fm =带入数据得Fm 2231 N3.2 初选滚珠丝杆副由公式现代机床设计手册（3.724）知106cf * f * f * f3Lh =*( a * thak ) 60nmFmfw通过现代机床设计手册表（3.751）表（3.754）得： ft 1， fh 1， fa 1， f k 1， f w =1.5， Lh 20000h代入数据可求得 ca 10178N=10.2KN 确定允许的最小螺纹底径:（1） 估算丝杠允许的最大轴向变形量 dm （1/31/4）重复定位精度 dm (1/41/5 )定位精度dm ：最大轴向变形量 mm已知重复定位精度 10 mm定位精度 25 mmXX本科毕业设计（论文） dm 3 mm ， dm 5 mm取两种结果最小值dm 3 mm（2） 估算最小螺纹底径丝杠要求预拉伸，取两端固定的支承形式20d2m= 10= 0.039式中:d2m ： 最 小 螺 纹 底 径 mm L（1.11.2）行程+(1014) Ph静摩擦力：F0 = m0W1已知行程 300mm， W1 3000N,m 0 =0.2代入数据得L=570， F0 600N, 5）确定滚珠丝杠副得规格代号d2m =10.1mm（1） 选择CTF 型外循环插凸出式滚珠丝杆副，直筒螺母型垫片预紧形式（2） 根据计算的 Ph ，cam ，d2m 在现代机床设计手册中进行相应规格的选取滚珠丝杠副的型号为CTF3225-1.5 。Ph =25,6) 确定滚珠丝杠副预紧力其中：Fmax 3000NFP 1000N7) 行程补偿值与拉伸力ca =10.3kN cam =10.2kNFP =Fmax（1）行程补偿值C=11.8Dtlu*10-3式中：lu Lk + Ln + 2La查现代机床设计手册 Lk 300d2(2)预拉伸力Ln 85， La （24） Ph 70Dt 温差取 3代入数据得C=19 mm代入得：Ft 4296NFt 1.95 D t28）确定滚珠丝杠副支承用得轴承代号，规格（1） 轴承所承受得最大轴向载荷FB max 429630007296N（2） 轴承类型两端固定的支承形式，选背对背 60 0 c 角接触推力球轴承（3） 轴承内径d 略小于 d2 27.1， FBP =1/3 FB max ，取d30 带入数据得 FBP 2432N（4） 轴承预紧力：预力负荷 FBP（5） 按现代机床设计手册选取轴承型号规格当d32mm，预加负荷为： FBP所以选择 52306 轴承9)滚珠丝杠副工作图设计(1)丝杠螺纹长度由表查得余程 Le（2）两固定支承距离 L1 ，丝杠L (3)行程起点离固定支承距离 L0Ls 525， L1 625Le 70， L0 50 10）传动系统刚度（1） 丝杠抗压刚度1） 丝杠最小抗压刚度Ls = Lu + 2Le式中：ks min 6.6*d*l/4l0(l1-l0)*10d2 :丝杠底径kml1 ：固定支承距离代入数据 s m in 560N/ m2） 丝杠最大抗压刚度ks max 6 .6d 2 *l* 21*102 4l0 (l1 - l0 )代入数据得 1081 N/ mm（2） 支承轴承组合刚度Qa max1）一对预紧轴承的组合刚度 KB0= 2* 2.34* 3 d z2 Fsin5 b式中：d Q ：滚珠直径mm， Z：滚珠数Fa max ：最大轴向工作载荷 Nb：轴承接触角由现代机床设计手册查得dQ =3.5，Z17， b 6007602030TVP 轴承 Fa max 是预加载荷得 3 倍Famax9000N/ mm（2）支承轴承组合刚度KB0 =1169 N/ mmkb = 2kb 2338N/ mm（3)滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度Kc=Kc*（Fp/0.1Ca）kc ：现代机床设计手册上的刚度k mcFc 953 N/ m ,a =10.2KN,p =1500N代入数据得 kc 1084 N/ mm 11）刚度验算及精度选择（1）代入前面所算数据得：1/Kmin =1/Ksmin+1/Kb+1/Kc 1/Kmax =1/Ksmax+1/Kb+1/Kc1/Kmin =1/313 N/um 1/Kmax =1/435 N/um代入前面所算数据得F0 = m0 w1式中：已知 w1 3000N,m 0 =0.2,F0 =600NF0 :静摩擦力， m 0 ：静摩擦系数，F：正压力（2） 验算传动系统刚度kmin 1.6F0/反向差值；已知反向差值或重复定位精度为 10kmin 31396（3） 传动系统刚度变化引起得定位误差11dk F0 （ kmin kmax ）代入dk 0.54 mm（4） 确定精度v300 p ：任意 300mm 内行程变动量对系统而言v300 p 0.8定位精度 dk定位精度为 20 mm /300v300 p 14.3 mm ,丝杠精度取为 3 级v300 p 12 mm nmax =20003.3 直线导轨的选型型号形式：HSR 型号尺寸：25使用状态：直立使用拟平行用 2 根导轨，每根导轨用 2 个滑块(1)使用的条件滑块宽度w B =40mm推力位置 1 B =200mm 2 B =80mm 导轨跨距w=400mm滑块跨距 L =30mm重量 1 m =200kg 2 m =15kg 3 m =5kg 滑块长度L B =80mm如图 3.1 所示:d 2 =32,Lc 2 = l1 - l0图 3.1G1G2G3G4G550mm400mm450mm200mm300mmG6G7G8G9650mm350mm250mm850mm3.3.1 LM 滑块的负荷大小(1)上升时 径向负荷PUnPU1 =+m1g*G3/2L1 +m3g*G6/2L1+m2g*G9/2L1=3278N PU12=-m1g*G3/2L1 -m3g*G6/2L1-m2g*G9/2L1=-3278N PU13=-m1g*G3/2L1 -m3g*G6/2L1-m2g*G9/2L1=-3278N PU14=+m1g*G3/2L1 +m3g*G6/2L1+m2g*G9/2L1=3278N横向负荷:PtUnPtU1=+m1gG4/2L1+m3gG4/2L1+m2Gg7/2L1=1278N PtU2=-m1gG4/2L1-m3gG4/2L1-m2Gg7/2L1 =-1278N PtU3=-m1gG4/2L1-m3gG4/2L1-m2Gg7/2L1=-1278N PtU4=+m1gG4/2L1+m3gG4/2L1+m2Gg7/2L1=1278N下降时径向负荷:PdnPd1=+m1g.G3/2L1+m1g.G6/2L1=2333N Pd2=-m1g.G3/2L1-m1g.G6/2L1=-2333N Pd3=-m1g.G3/2L1-m1g.G6/2L1=-2333N Pd4=+m1g.G3/2L1+m1g.G6/2L1=2333N横向负荷:PtdnPtd1 =+m1g.G4/2L1+m3g.G4/2L1=889N Ptd12=-m1g.G4/2L1-m3g.G4/2L1=-889N Ptd3=-m1g.G4/2L1-m3g.G4/2L1=-889N Ptd4 =+m1g.G4/2L1+m3g.G4/2L1=889N合成负荷:（1） 上升时：（2） 下降时PEu1=PU1+PtU1=4556N PEu2=PU2+PtU2=4556N PEu3=PU3+PtU3=4556N PEu4=PU4+PtU4=4556NPEd1=Pd1+Ptd1=3222N PEd2=Pd2+Ptd2=3222N PEd3=Pd3+Ptd3=3222N PEd4=Pd4+Ptd4=3222N3.3.2 静的安全系数（如前所述的使用条件的机械或装置中所使用的 LM 滑轨的静安全系数 fs）fs=C0/PEu2=34.4*10 /4556=7.6XX本科毕业设计（论文）3.3.3 平均负荷（计算每个滑块上所作用的平均负荷）Pm1=（1/2Lk （PEu1Lk+PEd1Lk）=4000NPm2=（1/2Lk （PEu2Lk+PEd2Lk）=4000NPm3=（1/2Lk （PEu3Lk+PEd3Lk）=4000NPm4=（1/2Lk （PEu4Lk+PEd4Lk）=4000N3.3.4 额定寿命 Ln（根据 LM 导轨的额定寿命计算公式）25已知fw=1.5L1=（C/fw*Pm1）*50=1824N L2=（C/fw*Pm2）*50=1824N L3=（C/fw*Pm3）*50=1824N L4=（C/fw*Pm4）*50=1824N寿命时间:式中;Lh=8.3Ln/l*n =12431 hl：直线运动部件单向行程长度，m n：直线运动部件每分钟往返次数，1/min3.4 伺服电机选择3.4.1 控制类型的选择根据精度要求，选择闭环的控制3.4.2 降速比计算采用电机与丝杠的直连传动3.4.3 惯性的计算(1）计算滚珠丝杠的转动惯量 JsJs=0.77d0 d0*l10（n=-12） 代入数据得Js= 0.40.001（kg.m）(2）计算工作台的转动惯量 JwJw=（Ph/2 ）W 10(n=-6)式中：W：工作台（包括工件）的质量，已知W=800N代入数据得Jw=12.7*0.001（kg.m） (3)负载折算到马达轴上的转动惯量 JrJr=Js+Jw=13.1*0.001(kg.m)3.4.4 电机力矩计算(1）计算加速力矩 MaMa=Jr*n/9.6T式中：T：系统时间常数，sn：电机转速，r/min，当Nmax =N 时计算 Mamax 代入数据得：Ma=27.3N*m(2）计算摩擦力矩 MfMf=（F0Ph/2 i）*0.001式中： F0 ：导轨摩擦力，Ni：齿轮降速比 ：传动链总效率，一般 =0.700.85 取 =0.70，已知i=1， F0 =300N代入数据得Mf = 1.7N*m (3)计算附加摩擦力矩 M0M0=（Famax*Ph/2 i）（1- 0）*0.001式中：n0：滚珠丝杠未预紧时的效率，一般 n00.90 取n0 =0.90代入数据得M =0.323 N*m(3）计算快速空载启动时电机所需力矩 MM=Mamax+Mf+M0=29.3 N*m根据计算的电机选型变量表初选电机型号： is22/4000第四章垂向进给机构的零件选择4.1 滚珠丝杆专用轴承座选用由于轴承和轴承座的不同的要求，轴承座的分类也不完全相同，在使用的时 候要根据设计，认真核对选用。按轴承座的形状分类：外球面带座轴承，也称轴 承单元。不带轴承的时候就叫外球面轴承座。外球面轴承座其根据轴承的系列分 为 200 系列。300 系列。XOO 系列。外球面轴承座按形状分为立式座（P 座），方形座（F 座），菱形座（FL 座）， 圆形座（C 座），凸台圆形座（FC 座），凸台方形座（FS 座），暗孔座（PA 座）， 吊式座（FA 座）。整体式（即非分离式）立式轴承座组座，带螺丝紧固的轴承箱盖。这些立式轴承座组座最初是作为轻轨道卡车的轴箱开发的，但也可用于传 统的立式轴承座组。非分离式立式轴承座组座比分离式轴承座刚性高，有些可承 受更重的载荷。外球面轴承座也属于整体式座。本课题所应用的轴承座可根据所选择的轴承，配套选用：图 4.1图 4.2选用上图的UCP 205-14 轴承座型号，实体图如下：图 4.34.2 联轴器的选用：一、联轴器在传动系统中的作用：XX本科毕业设计（论文）联轴器是联接两轴或轴和回转件，在传递运动和动力(转矩)过程中一同回转而不 脱开的一种装置，在传递过程中不改变转动方向和转矩的大小，这是各类联轴器 的共性功能。 各类联轴器在传动系统中的功能和作用不尽相同，但共同的基本作用为传递转矩和运动。所以用量比较广泛，例如：重型机械、冶金机械工业、 矿山机械、工程机械、农业机械、石油机械、化工机械、起重运输机械、纺织机 械、轻工机械、印刷机械、汽车、拖拉机、机车、船舶、机床、水泵、风机、压 缩机等机械产品轴系传动中使用联轴器，其主要功能是传递转矩。 二、各类联轴器的特性： 1、刚性联轴器： 作用和功能： 结构简单、体积小，成本低，只适用两轴线许用相对位移量小的条件。可起联结作用，但只能传递动动和转矩， 不具备其他功能。 特性： 不仅能传递运动和转矩，而且具有不同程度的轴向， 径向、角向偏移补偿功能。噪音大、需要润滑、补偿角向大，所以只适应于重型、 低速传动。其中十字万向联轴器已取代旧式铜滑块式、球笼式联轴器。 3、非金属弹性元件挠性联轴器： 其材料主要是橡胶，工程塑料(尼龙)A、特点：具有较高的阻尼减振特性，消震能力强 具有结构多样及良好的绝缘性能 耐油性、耐热性，负荷性能不稳定 在运转中无需润滑，维护简便B、功能与特性：传递转矩和运动，有不同程度减振、缓冲作用和较小的轴向、径向、角向补偿性 能，改善传系统工作性能。成本低，使用面广，但不以适应于有腐蚀的工况条件。本课题所应用的联轴器可根据下表选用：26XX本科毕业设计（论文）图：4.4所选实体图如下：图 4.5294.3 定位螺钉的选用：紧定螺钉一般用于固定两个受力不大的零件的相对位置。常见的象套类零 件在轴上的轴向、周向定位。紧定螺钉种类很多，常见的如下图：按端部分为 锥端、平端、凹端、长圆柱头等；按头部分为：开槽、内六角、方头等。带尖的锥端螺钉、凹端螺钉可利用其锐利的端头直接顶紧零件，凹端更可靠，能承受 更大的力；无尖的锥端螺钉必须在零件打眼。平端用于顶紧平面，不伤害零件， 但承受载荷有限。 开槽的螺钉拧紧力小，而且经常容易拧脱，一般更喜欢用内六角头的；方头拧紧力最大，但不能埋入零件，使用受限制。为防止螺纹零件松动退出,可在骑缝处钻个紧定螺钉。最上端的长圆柱头螺钉用在轴的键槽内锁紧和防止圆周旋转效果比较好。也可用在一般不重要场合当键在轴的键槽内滑 动。紧定螺钉一般硬度都比较高，但是如果你的顶紧面淬火了，那在选用带尖 的锥端螺钉、凹端螺钉。本课题的所选用的螺钉为 M10x1、M4x1.25 标准规格的紧固件，如下图：图 4.64.4 垂直机构立柱的设计加工中心立柱主要是对主轴箱起到支承作用，满足主轴的 Z 向运动。因此， 立柱应具有较好的刚性和热稳定性。这里设计的 T-5 型数控式加工中心立柱， 采用框架封闭结构，内部采用斜向肋板提高立柱的抗弯、抗扭能力，而且单位重 量的刚度比其他结构的刚度要高。主轴箱装在立柱中间，沿立柱导轨上下运动。 这种结构符合刚度大、热对称性好和稳定性好的特点。整个结构也是采用 Q235-A 钢焊接实现。如图 4 所示：这种结构的特点是：（1）由于力的作用点在立柱的中央，因此立柱受扭矩力的因素少;（2）热对称性好，主轴箱式机床的主要热 源，而它正好处于框形中间，使立柱结构成为热对称结构，这就减小了热变形的 影响；（3）稳定性好，由于立柱结构采用框架结构箱式布置，立柱的抗弯、抗 扭刚以及构件的固有频率都能得到提高。设计如下图。图 4.74.5 本章总结XX本科毕业设计（论文）本章主要介绍了在本课题中起到固定作用的以及支撑、连接作用的功用部 件，主要有，支撑座、联轴器、定位螺钉的选用，这些对于整个装配有很重要的 作用，缺一不可，它们不但对整个系统的稳定运作有着极其重要的作用，还对系 统的高效性做出了贡献。它们保证了系统对外力的承受能力，很好的辅助了系统 能够完成一系列功能要求提供了必要的作用。36第五章零部件三维结构建模5.1 pro/e 三维软件介绍pro/E （ Pro/Engineer 操 作 软 件 ） 是 美 国 参 数 技 术 公 司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械 CAD/CAE/CAM 领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的 CAD/CAM 软件之一。Pro/E 第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决牲的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择， 而不必安装所有模块。Pro/E 的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。Pro/E 采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。目前Pro/E 最高版本为 2006 年 4 月发布的 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0(野火 3.0)。 1 参数化设计和特征功能Pro/Engineer 是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角， 您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计 上从未有过的简易和灵活。 2 单一数据库Pro/Engineer 是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的 CAD/CAM 系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库， 使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之， 在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环 节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与 工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更 优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。 一、 Pro EngineerPro/Engineer 是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程 图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer 是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括： 筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种 手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计 方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接 指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关 系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为 方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机 上或一些支持Postscript 格式的彩色打印机。Pro/Engineer 还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据 交换格式来实现，用户更可配上Pro/Engineer 软件的其它模块或自行利用C 语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下(没有任何附加模块)具有大部分的设计能力，组装能力 (人工)和工程制图能力(不包括ANSI， ISO， DIN 或JIS 标准)，并且支持符合工业标准的绘图仪(HP， HPGL) 和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。Pro/Engineer 功能如下： 1 特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）；1. 参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）；2. 通过零件的特征值之间，载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积等） 的关系来进行设计。3. 支持大型、复杂组合件的设计(规则排列的系列组件，交替排列，ProPROGRAM 的各Pro/ENGINEER 的应用环境里具备完整的关联性，这个自动化工具提供的参数化、特征技术 适用于整个设计工序的每个环节。 七、 Pro DEVELOPPro/DEVELOP 是一个用户开发工具，用户可利用这软件工具将一些自己编写或第三家的应用软件结合并运行在 Pro/ENGINEER 软件环境下。Pro/IDEVELOP 包括 C 语言的副程序库, 用于支援 Pro/ENGINEER 的交接口， 以及直接存取Pro/ENGINEER 数据库。 八、 ProDESIGNPro/DESIGN 可加速设计大型及复杂的顺序组件，这些工具可方便地生成装配图层次等级，二维平面图布置上的非参 数化组装概念设计，二维平面布置上的参数化概念分析以及 3D 部件平面布置。Pro/DESIGN 也能使用 2D 平面图自动组装零件。它必须在 Pro/Engineer 环境下运行。其功能有：1 3D 装配图的连接层次等级设计；2 整体与局部的尺寸、比例和基准的确定；3 情况研究-参数化详细草图（2D 解算器、工程记录和计算）绘制； 4 组装：允许使用 3D 图块表示零组件了定位和组装零件位置； 5 自动组装。 九、 ProDETAILPro/ENGINEER 提供了一个很宽的生成工程图的能力，包括：自动尺寸标注、参数特征生成，全尺寸修饰，自动生 成投影面，辅助面，截面和局部视图，Pro/DETAIL 扩展了Pro/ENGINEER 这些基本功能，允许直接从 Pro/ENGINEER 的实体造型产品按ANSI/ISO/JIS/DIN 标准的工程图。 Pro/DETAIL 支持的功能包括：1 支持 ANSI，ISO，JIS 和 DIN 标准； 2 全几何公差配合： * 特征控制标志 * 基本尺寸标注* 公差基准面和轴；3 测量标准 * 毫米尺寸 * 公差尺寸 * 角度尺寸4 字符高度控制； 5 图内可变字符高度； 6 用户自定义字体； 7 图内多种字体； 8 双尺寸标准； 9 纵向尺寸标注； 10 扩展视图功能： * 零组件剖视图 * 自动画面剖线 * 半剖图 * 多暴露视图 * 旋转面剖视图* 比例视图（所有视图不同比例）* 轴测图(ISO 标准); 11 表面光洁度标记； 12 用户自定义绘图格式和绘图格式库； 13 图表； 14 用于Pro/DETAIL 设置隐含标准的配置文件； 15 用于注释表面光洁度和球星的多引线种类； 16 尺寸与尺寸线平行；17 可选择的消隐线显示观察； 18 具有输入用于注释的 ASCII 文件能力；19 多层零件图和布置图。 Pro/DETAIL 也包括 2D 非参数化制图功能，可用于生成不需要 3D 模型的产品图。 Pro/DETAIL 提供下列功能： 1 具有读其它符合 IGES40、SET 和 DXF 标准的 CAD 系统生成的图形能力。 2 具有修改输入图形来影响设计修改或更新能力。 3 具有利用 Pro/PROJECT 提供图形储存、恢复等功能来管理这些图形的能力。 4 具有通过 IGES 到 PTC 支持的绘图仪输出这些图形能力。 5 具有将非相关性几何体加到 Pro/DETAIL 图形的能力。 6 具有生成用户自定义的符号和符号库的能力。 7 具有生成用户自定义的线型能力。 十、 ProDIAGRAMPro/DIAGRAM，是专将图表上的图块信息制成图表记录及装备成说明图的工具。应用范围遍及电子线体、导管、HVAC、流程图及作业流程管理等。 十一、 ProDRAFTPro/DRAFT 是一个功能二维绘图系统，用户可以直接产生和绘制工程图，丽无需光进行三维造型。Pro/DRAFT 允许用户通过 IGES 及 DXF 等文件接口接收一些其它CAD 系统产生的工程图。十二、 ProECAD参数化印刷线路板(PCB)的设计图可以通过Pro/ENGINEER 生成，或者经由 ECAD 系统输入。PCB 的组成元件可以经由Pro/ENGINEER 的元件库取得，并自动装组到 PCB 里。元件造型亦可以传送到Pro/ENGINEER 以制作实体元件，然后自动组装到 PCB 上，还包括此 PCB 组件的卡笼(CardCage)及结构设计(Housing Designs)可以作为修订、“度身订造”、群体特性及风格等等之评估。 十三、ProFEATUREPro/Feature 扩展了在Pro/ENGINEER 内的有效特征，包括用户定义的习惯特征，如各种弯面造型(Profited Domes)、零件抽空(Shells)、三维式扫描造型功能(3D Sweep)、多截面造型功能(Blending)、薄片设计(Thin 一Wa)等等。通过将 Pro/ENGINEER 任意数量特征组台在一起形成用户定义的特征， 就可以又快又容易地生成。Pro/FEATURE 包括从零件上一个位置到另一个位置复制特征或组合特征能力，以及镜像复制生成带有复杂雕刻轮廓的实体模型。 1用户定义特征是参数化的， 当然也很容易修改。 2 一个用户定义的特征可在同一零件上生成并反复使用。或者在一个零件组里或在其它设计里使用的特征可以是一个“标准”特征。 3 对于Pro/FEATURE 标准特征库可以很方便地开发并使其对整个Pro/FEATURE 用户都是有效的。4 Pro/FEATURE 特征或特征组可以从个地方复制到另一个地方。 5 能象组合库一样支持局部组合 6 特征能象零件一样被镜像复制 7 先进的设计特征扩展了 Pro/ENGINEER 包括下列特征的特征库的能力： (l) 壳：产生各种“空心”实体，提供可变壁厚。 (2) 复杂拱形面：生成带有适合不同外形表面的实体模型。(3) 三维扫描：沿著 3D 曲线扫描外形以生成雕刻状实体模型。(4)薄壁特征：很容易地生成各种“薄壁”特征。 (5) 复杂混和：以一种非平行或旋转的方式(“复画”)将各种外形混合在一起。 (6) 组合零件：将二个零件组台成一个或将一个零件从另一个中去掉形成一个空腔。 (7) 混和/扫描：沿著一个示意轨迹的路径混合各种外形。 (8) 开槽特征：将 2D 图投影到任何 3D 表面以形成一个装饰几何体。 (9) 偏置面：将一个 2D 外形面投影到任何外表面以生成一个上升或下降特征，该特征表面与原外表面有一个偏差。 (10) 分割线：生成一个用于分割图案表面的分割线。(11) 管道：在零件上以及组件里的零件之间生成“管道”元素。 十四、ProHARDNESSMFCPro/HARDNESS-MFG 是一套功能很强的工具，在电子线体及电缆生产工序上，专用以生成所需的加工制 造数据。Pro/DIAGRAM 及 Pro/CABLING 提供的功能贯彻了整个由设计至加工制造过程。 Pro/HARDNESS- MFG 亦提供了指板(NAIL BOARD) 、 数字 工 程 图(Stick-figure dravings)、零件表(Parts Lists) 以及线体方位表(FromTo Wire List)。设计者只需通过一个快速“触按式”界面，就可以将三维的电缆拉直生成一个弄平的电缆。Pro/HARNESS-MFG 具备完整的关联性，它可以改变三维电缆的长度或形状，从而自动生成一张弄平的电缆。 Pro/HARDNESS- MFG 的效益包括：大量节省初始的生成，以及因变动对指板(Nail Board)进行的人工重整工作。 十五、ProINTERFACEPro/INTERFACE 是一个完整的工业标准数据传输系统，提供 Pro/Engineer 与其它设计自动化系统之间的各种标准数据交换格式它可用于 Pro/ENGINEER 几何的输入和输出。剖面可以参数化并被构造Pro/ENGINEER 内的任意特征种类。1 二维和三维图形：Pro/INTERFACE 提供了将 2D 和 3D 图形通过 IGES40 或 SET 输入到 Pro/ENGINEER 的绘图模式里的能力，输入后，正常制图功能都是有效的。2 三维线框图形：Pro/INTERFACE 提供了将 3D 线框几何体通过 IGES40 或 SET 输入到 Pro/ENGINEER 内的能力，该线框体能被用于生成全参数化，以特征为基础的实体模型。如果需要，可以复 盖到非参数化的实体模型上。5.2 零部件三维结构建模XX本科毕业设计（论文）5.2.1 滚动导轨结构建模利用三维建模软件，首先运用拉伸命令，在弹出的界面上根据提示进行被拉 伸体的界面的草绘绘制，界面绘制完成后，根据要求，输入合适的拉伸长度，最 终完成滚动导轨的三维模型制作。图 滚动滑块的建模：利用三维软件，打开三维建模界面后首先选择拉伸命令行，在提示下根据要 求先对需要放置草绘平面进行选择，然后确定后，开始在草绘条件下进行绘制被 拉伸体的界面，注意界面必须是封闭的，单一的图元，否则界面不能被创建成功， 截面绘制好以后，点击确定按钮，制定被拉伸的长度，之后一个立体的三维就被 创建好了，之后还要在拉伸好的立体上选择一个合适的面来放置下一个需要被切 除的立体。42图 轴承座的三维建模：对于轴承座的三维建模，和前面两个的方法一致，不过要用到另一个命令行， 那就是旋转切除的命令，首先进行整体的三维建模，之后在画好的图上进行局部 的切除，最终完成整个立体图的建立。图 5.3图 联轴器的三维建模选择拉伸命令，根据提示，选择合适的平面来放置需要绘制立体图界面的 草图，界面绘制完成之后，点击确定按钮，进行下一步的拉伸命令。图 滚珠丝杠的三维建模：对于滚珠丝杠的三维建模与前面相比增加了一个重要的命令，也是我们所必 须要学会的命令操作，那就是螺纹的绘制，此命令在螺纹紧固件上应用的比较广 泛，所以必须掌握，首先进行整个轴的总体绘制，点击旋转命令，通过旋转来得 到轴的整体，之后应用螺旋扫描命令，确定所要的螺纹的要求之后，将参数输入 到软件上点击确定，便可以得到所要的螺纹要求。图 滚珠丝杆螺母的三维建模：通过前几个模型的绘制，此图的命令又增加了一个命令，叫阵列，此命令应 用起来非常的有效，绘制图也比较快，此操作如下：首先应用拉伸命令绘制好部 分需要拉伸完成的部分，然后选择一个界面，应用拉伸的切除命令绘制出一个通 圆，之后选择阵列命令，选中之前绘制的那个圆，在阵列选项里面选择以轴的方 式进行此圆的阵列。之后输入需要阵列的数目，点击完成便可以得到所需要的图 形。图 垂直立柱的三维建模：立柱的设计是整个装配图上比较重要的一个部件，它决定了机床的上垂直方 向的传动的稳定性以及使用时间和使用德尔精准性，此不部件的设计主要应用到 的是拉伸命令，首先进行拉伸截面的绘制，之后拉伸到指定的长度。图 5.75.3 总装配三维结构：在完成了所有的主要零部件的三维的绘制，便可以进行装配，首先新建一个 装配页，进行总的装配，首先在新建的页面上选择零部件中的一个，作为初始的 安装标准，我先选择了机床上的立柱部分，在提示下选择缺省命令行，点击确定， 然后在添加另一个零部件，在添加另一个零件的时候需要注意与前一个零件的配 合方式，采用合适的约束方式，按照此方法便可以将其他剩余的需要装配的零件 安装上去。整体图形如下：图 5.85.4 本章小结：本章主要通过如何正确运用 Pro/e 三维建模软件对所要设计的零部件进行实体的绘制，使得部件表达的更加的形象，更具表现力。第六章总结与展望6.1 总结经过本次课题的研究与设计，我深深体会到了实践应用的重要性与必要性， 之前学校安排的基本都是理论性的教学内容，这让我不能深刻的感觉到理论的重 要性，通过本次毕业设计，让我能够将以前学过的知识联系起来，通过此次设计，它把我过去所学的知识来了一个全面性的总结，在过去的四年里我们大多数接触的是专业课，没有想到这次是那种系统的，独自的设计，自己查阅资料， 自己定设计的步骤，自己克服在计算过程中的种种困难，不过在其中也有指导老 师的大力支持，在自己遇到无法解决的困难的时候我也会想指导老师求助，指导 老师也会细心的给予我帮助，帮我查阅资料，给我提示设计的思路。以前的设计 我们都有现成的步骤，我们只要按照步骤走就可以了，但是现在的毕业设计我们 没有现成的步骤没有思路，我们要想设计好自己的课题，只能查阅相关资料，向 有过次相关经历的人讨教。我觉得这个过程给我们提供了好的实践平台。在本次毕业设计过程中，我 感触最深的就是查阅大量的设计手册以及与机床设计的相关书籍了。为了让自己 的设计更加完善，更加有说服力,更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册 是十分必要的，同时也是必不可少的。我们在做的是设计一切都要有据可依，有 利可寻，不可实际的构想胡乱编凑永远只能是构想胡乱编凑，永远无法升级为设 计。其中最让我头疼的就是在计算、估算、选定型号时，明明是确定的，但是在 后面的验算的时候总会出现或大或小的问题，以至于要回过头去重新计算、验算、 最终确定合适的，适合要求的负荷标准的型号。这样以来，如果可以的话一遍一 般是不会完成的，所以工作量在以前以为很小的就不知不觉的变的很大很大，但 是既然我们选择了这条路就要走下去即使是跪着爬着。其中的周进展报告，开始 的时候我感觉可以按照自己的步骤走的，但是在做着做着的时候发现自己定的步 骤完全在自己的计内完成不了的，所以在过程中计划总是赶不上变化的。不过， 最后我还是慢慢的不急不躁的把设计的计算部分完成了。作为一名机械专业的学 生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的，这次也是检验我们用CAD 制图软XX本科毕业设计（论文）件的熟练程度的，以及CAXA 软件的应用，在设计过程中我也自学了SolidWorks 软件，但是最后由于时间不够用就没有用SolidWorks 来作图了，在以后的工作中我们还要学会Peor、UG 等设计加工软件。在此次画图过程中我又一次巩固.CAD 的应用，发现其实只要我们用心画，一般的图我还是可以用CAD 画出来的。因为这是我第一次独立的设计，在设计过程中难免出现错误，还望指导老师批评指正， 我也会及时的改正，争取把此次毕业设计顺利完成。6.2 展望随着日益进步的社会，逐步发展的科技也在不停的进步，为了跟上社会的 脚步和更好的发展科技，高速加工
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