毕业设计（论文）-小型车铣加工中心设计

摘要为了将铣、镗、钻、车、扩以及攻螺纹等加工工序集为一体，以便提高加工效率，则需要设计一种可以实现这些多种工序的加工机床。本文以车和铣两道工序为基础设了一种可以通过换刀实现工件车铣两道工序的加工机床，这种加工机床可以实现快速化生产，减少产品的生产期限，使得加工精度得到很大程度的提高。程度上提高机床的工作效率，缩短生产周期，加大准确精度和加工范围。在第二次世界大战期间，各国工业飞速发展，为了能更快生产出军备器械，需要比较先进的制造技术，因此复合加工技术被越来越多的发达国家所重视，后来随着战后经济的复苏，复合加工技术得到了进一步的发展，随着一些新技术的出现，机器的零件形状变得越来越复杂，而且对于零件的加工精度也越来越高，因此，这种能一次完成多到加工工序的机床就此出现。本文的设计的车铣加工中心主要是将其作为一种教学用具，以便学生通过理论与实践相结合的方式来学习相关知识，一方面可以让学生学习车铣加工工序方面的知识，另一方面，还可以让学生学习机床的相关知识，为推动以后复合机床的发展起推动作用。本文主要设计了加工中心的机械部分，主要包括关键主轴的设计，以及回转工作台的设计，还有滚珠丝杆的设计。先通过理论计算，再利用UG建立其模型，并进行运动仿真。关键词：车铣加工中心，教学用具，UGDesktopsmallcarmillingcompoundprocessingcenter Abstract：Inmodernsociety,thecomplexinoneofthemachineshasbecomeaninevitabletrendinthedevelopmentofthemachinetoolindustry,justaftertheverticalmillingmachinecanbeinstalledinacard,canbeaccomplishedbymillingtoolchangepositionisnotworkingmember,drilling,boring,expandingprocessingavarietyofprocesses,andtapping,etc.,itisasetofhighdegreeofautomation,processhighlyconcentratedelectromechanicalintegrationequipment,letaloneifitcanaccountforalargeproportionofthelathesandmillingmachinestogether,thenThereisnodoubtinlargeparttoimprovetheefficiencyofmachinetools,shortenproductioncycles,increaseaccuracyandprecisionmachiningrange.Inthemiddleoflastcentury,theriseofcompositeprocessingtechnologyisanadvancedmanufacturingtechnology,underthelatterwiththevigorousdevelopmentofindustrialtechnology,thepartshapetendstocomplicatethepursuitofprecisionpartsandimprovetheefficiencyofvariousbackground,complexinonemachinewasborn,itcandemandmorethanonecardtocompleteinstallationprocessorallprocesses.Thisdesignismainlybasedonmechanicaltransmissionpartsbased,supplementedbyelectriccontrolpart,themechanicalpartconsistsofthreeparts,thefirstpartofthetransmissionrelations,designlathespindle,spindleandservomotorswiththree-jawchuckbetweenthefirsttwoparts,thedesignoftherotarytable,therotarytabledriveX,Y-axisdirectionofthescrewdesign,andthethirdpartofthemillingspindledesign.Wanttodesignsuchasmallorganizationwithalatheandmillingmachinemotionmovementmechanismforturningandmillingpartsofthemachinecanbeusedasteachingaidsinordertofacilitatethevitalenergyofcontemporarycollegestudentsinclosecontacttoensureasafesituation,tounderstandthesetwomachinemovementprinciple.Forlathes,millingmachinesandeventhedevelopmentofadvancedcompositemillingmachinewithonebigboost!Keywords：Onemillingmachine,aidsdesign，UG

第一章绪论1.1课题的来源、研究的意义及现状分析1.1.1课题的来源在20世纪末期，为了能使加工工艺水平得到进一步提高，突破某些领域的瓶颈，需要更精密的加工工艺，这就使得加工机床技术需要得到进一步的发展，在结合精密仪器和机械制造的基础上，结合先进的控制技术，发展出了车铣一体加工技术，这种加工技术能大大的提高产品的加工质量现在，这种车铣一体加工技术已经发展的比较成熟，已经设计出了各种结构形式的加工中心。车铣加工中心的结构一般是由硬件和软件组成，而且无论是硬件还是软件都已经实现了模块化设计，而且都有各自的标准模块，因此，现在的车铣一体加工中心已经能实现工件的高精度加工。随着全球工业技术的发展，越来越多的国家注重工业的发展，因此，复合加工技术得到了越来越多国家的重视，而且在全球各地有越来越多的大企业和大公司投入大量的资金进行研发复合加工技术，复合加工技术在机床上的引用很广泛。以前每到加工工序都需要特定的机床进行加工，这样既会消耗更多的人力，而且还会降低工件的加工质量和精度。因此，随着复合技术的加入，以前单一的加工机床，现在已经变成了多功能的加工中心。使得加工出来的零件具有更高的精度，而且加工效率也得到河大的提高，这为现在一些前沿科学设备的生产加工提供了保证，能使得人类文明得到更进一步的发展。1.1.2课题研究的意义从前面所介绍的东西，很容易推断出，如今的中国在一带一路的推动下，为了进一步加快经济的发展速度，需要进一步发展中国的工业水平，因此，作为当代大学生，需要担负起中国工业发展的重担，所以，我们需要好好学习相关知识。我这次所设计的加工中心，就是为了能更加方便学生学习相关的知识，实现理论与实际相结合，让学生更加清楚车削和铣削这两道工艺过程，以及将两者合为一体，实现复合加工与分开加工有什么区别。而且本文所设计的加工中心，为了实现教学用途，也考虑到了学生在学习时的安全性，因此，本文所设计的加工中心比实际机床更具有教学意义，针对性专门加工六方螺丝刀柄。1.1.3现状的分析按机床加工分类，可以分为车削和铣削二大类，而机床行业通常将使用最广的铣削中心称为加工中心，以铣削加工为主的加工中心从机构上可以分如下图所示的种类。图1-1种类分类由于国外最先开始实行工业革命，因此，国外的工业化国家为了能更进一步发展自己国家的工业，就需要更加先进的制造技术，机床加工就是为了能更好的提高加工精度，所以机床技术在国外得到飞速发展。为了发展我国自己的机床技术，沈阳机床厂等相关的机床生产企业，在政府的支持下，投入大量的资金和人力物力，大力发展自己的机床技术，而且在数控机床等领域取得较好的成绩。例如：沈阳机床有限公司通过学习国外的机床技术，再通过自己的设计，设计出了自己的卧式五轴联动功能铣削加工中心系列产品。它是汽车，铣削，钻孔和无聊的组合。高弹性的机床，对于一些形状复杂，精度要求较高的异型旋转体零件，可以只需要一次装夹，就可以完成其它所有的加工工序，能够很大程度提高加工精度，降低生产成本。1.2课题研究的内容和要求本文从三个模块来设计加工中心，首先，设计相关程序，设计好转向系统的相关控制方案，转向电机的选择以及转向系统传动方案的确定。皮带轮等的传动比，其次，对铣削电机进行选择，并设计好相关的控制程序，再根据所确定的驱动方案，完成滚珠丝杆的设计，最后再对滚珠丝杆进行校核。最后，旋转工作台在X和Y方向上的移动，各方的全行程确定，电机的类型，电源的选择，滚珠丝杠类型的选择和验证等等。第二章机床设计方案分析及确定2.1总体方案的设计本加工中心采用卧式机床的形式，主要分为外壳、基座、换刀架、铣刀部件以及相关的控制系统所组成。本文主要对其机械结构部分进行设计，通过前期对各零部件的基本尺寸的计算，先设计出上面所说的各零部件的结构并用UG进行建模和装配，最后将其进行总装得到本文所设计的加工中心，其机构如图2-1所示：图2-1整体示意图2.2伺服进给系统的设计所谓伺服系统，它在整个机械系统中属于控制这一环，它在控制系统中起到反馈的作用，在机器运转时，各部件都有其反馈信号，如果信号不能及时的传递到控制中心，就会导致机器的运转精度降低。而且对于数控机床而言，如果没有高精度的伺服系统，整个数控机床的控制系统的反应速度就会大大的降低，从而导致机床的加工精度降低。精度精度是指在系统得到输入信号后，输出的信号是否达到预期的样子，或者也可以叫准确度，即准确度。当然，一些错误是不可避免的。快速响应特性快速响应功能是指在系统收到输入信号之后，系统反馈信号的快慢，也就是系统做出判断的时间的快慢。提高快速响应有利于处理效率和轨迹的跟踪精度，但速度并不尽可能快。系统的稳定性在外部干扰的影响下，如启动状态和输入状态的变化，输出可以在经过几次衰减后迅速恢复到原来的状态并发生振荡，或者快速适应新的状态并正常跑。他是数控机床操作的基本条件，也是加工零件精度的先决条件。2.3驱动方案的分析及确定方案一：为了实现X,Y,Z三个方向上的进给，首先可以考虑利用直线电机作为驱动。优点：直线电机具有驱动速度快，消耗功率低，驱动精度高等特点。缺点：直线电机技术还处于发展阶段，技术不是很成熟，很多方面的功能不能实现，如停电自锁保护功能，只需一条直线电力评论，租赁安全性不匹配，成功率低。方案二：以伺服电机作为驱动，并利用滚珠丝杆实现X,Y,Z三方向进给优点：技术成熟，控制效果好，而且伺服电机价格便宜。缺点：滚珠丝杆机构的加工要求较高，加工难度较大。方案三：采用直线电机与伺服电机组合驱动的方式，X,Y水平方向以直线电机作为驱动，竖直Z方向采用滚珠丝杠优点：由于直线电机直接驱动技术在垂直方向上不成熟，因此在水平方向上使用线性电源。机器方面，使用螺杆的垂直方向，使直线电机与使用滚动螺杆的，最大的发挥它们的精度，效率和Z轴也可实现自锁缺点：这样混合使用，给编程控制带来了很大不便。通过对比以上三种方案的优缺点，由于本文所设计的加工中心是作为教学用途，因此，只是为了给学生演示加工中心的加工过程。所以再设计时，不需要有很高的加工精度，而且再设计时，应该尽可能使结构简单，方便基础差的学生进行理解。因此本文选择伺服电机的方案。2.4传动方案分析及确定方案一：采用齿轮作为传动部件，利用齿轮机构实现减速，齿轮轴与伺服电机之间采用联轴器连接。图2-2进给系统简图优点：通过减速齿轮，可以将电机所输出的功率增大，从而使得电机所需的功率减小。缺点：传动精度不高方案二：不需要齿轮减速机构，直接使用滚珠丝杆作为触动部件，并选择伺服电机作为驱动，便可以很方便的完成各机构的运动。图2-3进给系统简图优点：具有较高的准确性缺点：由于没有齿轮减速机构来放大功率，从而需要增大电机的功率，才能够给机构提供相应的扭矩，功率越大导致伺服电机的价格越高。通过对比以上两个方案，一方面为了简化结构，另一方面为了调高精度，选择第二个方案作为最终的驱动方案。2.5车削主轴系统方案分析及确定方案一：采用电主轴方案特点：电主轴具有较好的控制性，而且结构不复杂，但是加工难度较大，而且不具备换刀功能。方案二：使用普通主轴方案特点：普通主轴已经具有标准化的设计，不需要另行设计，价格比较便宜，但是控制性能较差，而且结构比较复杂。方案确定：因为要选择比较简单的结构，而且整体机构要小，所以选择方案一。

第三章车削部件主轴的机械结构设计与计算3.1选择电机3.1.1电机参数对比表3-1电机型号电气参数4.0kw’/750rpm5.5kw/1000rpm7.5kw/1500rpm15kw/3000rpm电机型号（KW）额定功率（kw）额定电压（v）额定电流（A）额定转矩（N*M）额定频率(HZ)极数(P)额定转速(RPM)最高转速（rpm）转动惯量（GD）风机功率（w）风机电压CTB-44P08XX07-4XX4.03808.250.925475030000.029642380CTB-45P58XX10-4XX5.538011.252.530.34100045000.029642380CTB-47P58XX15-4XX7.5310/38019/15.547.8504150060000.029642380CTB-40158XX30-4XX1538028.847.81004300060000.02964238047P5BXX15547P5BXX155图3-1电机相关功能对比3.1.2电机主轴功率计算大部分普通类型类型的机床在普通的切削条件下的相关核心参数。刀具的材料：高速钢切削方法：外圆纵车通过查查询《机械制造技术基础》一书中的表3-9可以得到，切削深度ap=3mm，进给量fs=0.3mm/r，切削速度（1）求切削力(3-1’)（2）求切削功率切割功率是指在切割过程中消耗的功率，并以Pc表示。单位是KW。因为背力Fp所产生的移动距离很小，所以可以忽略掉背力即(3-1)式中FcVcFfNwf由于进给速度很小，因此进给力所需要的功率很低，只占总功率的1%——2.5%，在忽略掉进给力的影响后，可得到下式：（3-2）Pc=2384.1*1.5*0.001Pc=3.576KW由于功率在传递过程中有功率的损耗，因此以功率作为电机选型的依据时，需要考虑到机床整体各结构之间的传动效率。取=80％，那么机器马达的比率Pe应该是：因此选择电机型号为CTB-3.2轴的相关计算及其结构设计（1）计算输出轴的相关技术参数根据前面所选的电机型号，可知其功率为7.5KW，转速为n2=1500r/min假如选择大带轮传动部件的传动效率为=0.97，则（2）计算大带轮的受力状况圆周力：（3（3）计算最小轴径如下（3轴的材料为经过调质处理后的45号钢根据表(15-3)，取（3输出轴的最小直径显然是位置，=14mm,=25mm（4）设计轴的机械结构轴在安装时有一定定位要求，因此可以根据轴每段定位条件来逐步确定轴的各段尺寸。在Ⅰ-Ⅱ部分，根据三抓卡盘的安装要求，需要制造因此取Ⅱ-Ⅲ段的直径D主轴轴承的选择根据各种轴承的类型，本文所设计的主轴需要承受垂直和水平两个方向的力，所以选择单列圆锥滚子轴承，DII-III=16mm，初步选择0因此，DIII-IV=17mm，III-IV=45mm，IV-VIII=10mm，DVII-VIII=17mm安装在大皮带轮上的轴部分IV-V的直径是DIV-V=19mm。套筒位于大滑轮的端部和轴承之间。已经大的皮带轮毂的宽度为15mm，以便制成套筒的端面。为了稳固地按压大皮带轮，轴部分必须小于轮毂宽度，因此取lIV-V=14mm，大皮带轮左侧定位为凸肩，轴环直径DV-VI=21mm，领的宽度，取lV-VI=5mm根据实际需要，采用DVI-VII=20mm，lVI-VII=28mm3.3计算轴的强度(a)Z轴X轴(b)图3-2轴的结构与受力分析（1）轴的受力分析轴所受的力的分布情况如图3-（2）轴所受支撑力计算①水平方向（3②水平方向（3轴承1的总支撑反力为（3④轴承2的总支撑反力为（3）画弯矩图弯矩图如图3-2(c),(d),(e)所示在水平面上，带轮左侧为（3-8）在垂直面上，带轮左侧为（3-9）合成弯矩，带轮左侧为（3-10）（4）画出转矩图转矩图如图3-2(f)所示T2=694776N。mm根据之前选定的轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1差得=60MPa，因此，故安全。

第四章滚珠丝杆的设计与选型4.1滚珠丝杆的结构特点为了实现螺旋运动与直线运动的转化，通过设计滚珠丝杆已完成这一运动，在本文的传动系统中，以电机的旋转作为驱动，因此想要实现直线进给就需要采用这种机构。它由三部分组成：螺丝，球和螺母。由于摩擦阻力小，可逆性强，效率高，精度高的特点，其重要意义在于将运动从一种形式转换为另一种形式。螺丝广泛用于各种高精密仪器中。方案的确定-滚珠丝杠和滑动螺丝滚珠丝杆实现运动转换的机理是通过滚珠的运动实现的，在螺旋槽中有很多滚珠，因此其所受的力可以分摊给各滚珠，而且摩擦系数小，相对于滑动螺丝来说，所需的扭矩小很多，因此利用滚珠丝杆可以提高加工中心的中作效率。4.2滚珠丝杠相关参数的确定加工中心工作底座的重量工件在夹持状态下的总重量工作底座的行程直线导轨之间的摩擦系数快速进给速度定位精度为全行程重复定位精度为要求寿命为10000小时（单班制工作十年）表1各种切削方式的纵向切削力Fa,速度V和时间比例q切削方式纵向切削力

Pxi(N)垂向切削力

Pzi(N)进给速度

Vi(m/min)工作时间百分比

%丝杠轴向载荷

(N)丝杠转速

r/min强力切削200012000.610220060一般切削10005000.830115080精切削500200150620100快速进给00４５1000375（1）确定滚珠丝杠副的导程：工作台最高移动速度：电机最高转速；I：传动比，i=1由上表查得=4m/min，查《现代机床设计手册》取（2）确定当量载荷与当量转速①各种切削方式下，滚珠丝杠转速由上表查的,,,代入得，（5-2）②各种切削方式下，滚珠丝杠轴向载荷：，：，：由上表得，(i=1,2,3,4)分别为1200N,500N,200N,0N(i=1,2,3,4)分别为2000N,1000N,500N,0N又得知，＝300N，＝100N代入得(i=1,2,3,4)分别得③当量转速工作时间百分比:当量转速（5-④当量载荷（5（3）初选滚珠丝杠副查表（3.7-52）——表（3.7-54）得＝1，＝1，＝1，＝0.53，=1.3又得知，＝10000代入数据可求得＝13589N=13.58KN（4）确定所允许的最小螺纹底径①重复定位精度(1/4—1/5)：最大轴向变形量已知重复定位精度10定位精度25①＝3，②＝6取两种结果最小值＝3②估算最小螺纹底径（5-10：最小螺纹底径mmL＝（1.1—1.3）行程+(10—13)静摩擦力=已知行程200mm，＝300N,=0.2代入数据得L=280mm（5）确定滚珠丝杠副得规格代号①选内循环浮动式法兰，直筒螺母型垫片预紧形式②=4=22000N>=13589N由计算出的，，在杠副FF1604（6）确定滚珠丝杠副预紧力=其中＝3600＝1/3*3600=1200N（7）行程补偿与拉伸力①行程补偿值C=11.8（5-12）式中＝查《现代机床设计手册》＝200＝110，＝（2—4）＝15温差取代入数据得C=30②预拉伸力＝1.95（5-13）代入得＝4807N（8）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力（5-14）②所选轴承类型③轴承内径d略小于＝20，=（5-15）取d＝15带入数据得＝1/3*8308=2770N轴承预紧力：预力负荷⑤按当d＝15mm，预加负荷为：所以选15TAC47A型号规格的轴承内径：15mm外径：47mm宽：15mm圆角：1mm（9）传动系统刚度①丝杠抗压刚度丝杠最小抗压刚度（5-16）：固定支承距离:丝杠底径代入数据＝528N/丝杠最大抗压刚度（5-17代入数据得7200N/②支承轴承组合刚度1)一对预紧轴承的组合刚度（5-18）Z：滚珠数：滚珠直径mm：轴承接触角：最大轴向工作载荷N15TAC47A轴承是预加载荷得3倍=245N/2)支承轴承组合刚度＝490N/3)滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度（5-19）：＝2150N/,=Fmax=3600N,=1200N代入数据得＝1621N/（10）刚度验算及精度选择=2，，＝①（5-20）代入前面所算数据得＝（5-21）代入前面所算数据得已知＝300N,=0.2,=0.2*300=60N：静摩擦系数，:静摩擦力，：正压力②验算传动系统刚度＝=1.6*60/10=10=10﹥7.6③传动系统刚度变化引起得定位误差＝（－）(5-23)代入＝3④确定滚珠丝杠副得规格代号公称直径：16mm基本导程：4mm钢球直径：2丝杠大径：15.5mm地径：16mmP类三级精度

第五章直线导轨的设计直线导轨就是只允许机构实现直线运动，约束了构件的其它五个自由度，因此，导轨之间的摩擦力具有对其滑动具有较大的影响。导轨设备是机械中常用的部件之一。几乎所有的机械设备都会用到，直线运动是各种机构的常见运动，导轨往往是很多设备实现其运动功能的基础，导轨有时候不仅起到约束副的作用，有时候还起到导向的作用，让机构向其所需的方向发展，因此，导轨在一个机器中具有很重要的地位，导轨质量的好坏直接影响到其工作效率。5.1设计导轨结构5.1.1不同导轨类型及其设计要求导轨的类型可以分为圆周和直线两种类型，他们有不同的运动规律。总的来说他们的设计要求如下：(1)形状精度要求，由于导轨起导向作用，所以需要较高的形状公差；(2)在其动作时也需要较高的精度：首先要保持机构在运动时具有较高的稳定性，再就是导轨的安装精度要较高；(3)由于导轨不仅起导向作用，还要承受较大的力，因此为了使其有较长的使用寿命，需要有较大的强度和刚度；(4)为方便后期的维护，不能具有复杂的结构，要具有较好的互换性；(5)为了减少运动过程中的摩擦力，减少损耗，需要有较好的润滑方法；5.1.2导轨的设计过程方法及其设计原则（1）在确定导轨的相关几何尺寸时，需要根据导轨的使用情况，以及所受载荷的大小来确定；（2）在完成导轨的形状设计后，一方面根据导轨表面的配合要求，需要对其表面进行处理，其次还需要对导轨的强度进行校核；（3）为了提高导轨的使用寿命，应该在设计导轨时应该添加预紧机构；(4)在设计导轨时，还应该添加防护和润滑装置。(5)根据导轨的使用情况，制定出其所需要的技术和精度要求。导轨的设计原则：由于不同的工况下，导轨的精度要求不一样，在设计高精度导轨时，其设计要求同样也较高，因此在设计时，需要遵循以下原则：首先要能实现误差的相互补偿，要实现这一要求需要满足以下条件：（1）在设计导轨连接件时，应该将其设计为弹性的，这样才能实现补偿的功能，如滚动体，粘合剂，静压油膜等。（2）为了提高导轨的误差补偿精度，应该留有一定的预紧力，预紧力的大小要在适当的范围内。（3）想要提高导轨的使用精度，首先必须提高其制造精度，只有当导轨的制造精度较小时，才能实现导轨的高精度导向。5.1.3料与热处理(1)导轨材料的要求和匹配：由于导轨属于经常使用的构件，因此需要具有较大的耐磨性，动摩擦系数差异小。导轨应该要使用多种材料组成，不同的材料可以使导轨适用于多种工作情况。导轨使用的材料大都需要较好的耐磨性，因此，在选择导轨的多种材料时，都需要考虑其耐磨性。表中列出了材料匹配对耐磨性的影响：表4-1导轨材料匹配及其相对寿命导轨材料及热处理相对寿命导轨材料及热处理相对寿命铸铁/铸铁1淬火铸铁/淬火铸铁45铸铁/淬火铸铁23铸铁/镀铬铸铁34铸铁/淬火钢>2塑料/铸铁8(2)导轨的热处理方法在导轨完成加工后，一般不能直接进行热处理，为了消除其内部的残余应力，还应该对其进行时效处理，不同精度要求的导轨时效处理方法不一样。对于精度要求不高的只需要一次时效处理即可，对于精度要求高的，往往需要二次时效处理。常用的淬火方法：高、中频淬火，，显微硬度600HM左右。这种淬火方法主要用于大型铸件导轨。5.1.4导轨副的机械结构本文的加工中心所使用的导轨根据其工作情况采用直线导轨的方式，其结构为：导轨，滑块，钢球，反向器，保持架，密封端盖和挡板组成。当加工中心铣刀需要移动时，导轨上的钢球沿导轨上的四个滚道滚动，。在滑块末端，钢球通过反向器进入反向孔。再次进入滚道后，钢球将以循环方式进行滚动运动。变频器两端安装防尘密封盖，有效防止灰尘和碎屑进入滑块内部。特点：（1）这种方式的摩擦力较小，而且误差补偿性能好，在铣刀进行铣削时可以提高铣削精度。（2）承载能力大，刚性高。在铣削时可以提供更大的铣削力，增加加工中心的加工范围，可实现更高功率的铣削。（3）可实现高速直线运动，瞬时速度比滑动导轨高10倍。（4）可以简化加工中心的装配过程，直线导轨本来就具有结构简单的特点，所以在装配时很方便，而且由于直线导轨自身长度较长，所以可以通过它减少加工中心的整体装配误差，其自身精度本来就比较高，因此，采用直线导轨可以满足加工中心的精度要求。额定寿命计算：滚动直线导轨副额定寿命的计算与滚动轴承基本相同。式中L——P—z—导轨上滑块数；ɛ—，当滚动体为滚珠时，ɛ=3，当滚柱时，ɛ=10/3；—，滚柱时，；—

第六章加工中心UG模型的建立6.1关键零件的建模对于加工中心而言其三抓卡盘和尾部顶端是其关键的核心部件，本文所设计的加工中心的三抓卡盘及尾部顶端的三维UG模型如下图所示：图6-1外壳装配图图6-2外壳装配图6.2加工中心各部件的装配在完成各零部件的建模后分成各部件进行装配，本文在建模过程中将整体模型分为4个部件，这四个部件包括外壳部件、基座部件、铣刀部件以及换刀架部件。外壳部件是整个加工中心的最大部件，其他所有的部件都是以它作为基准，其它部件都是安装在外壳里面的，因此，在设计时需要考虑到其空间的利用率，而且还要考虑到整体的美观性。本文的加工中心外壳是一种框架式的，其整体框架是由底板、连接杆和外壳板组成，其具体装配图6-3如下所示：图6-3外壳装配图在完成外壳部件的装配后，进一步对基座部件进行装配。基座部件是加工中心用来装夹加工零件，因此它是处于外壳的中间位置，其装配图6-4所示：图6-4外壳装配图一般的加工中心都有相应的道具库，以方便在加工过程中换到，减少加工时间，提高加工效率。本文所设计的加工中心，采用换刀架的方式来完成此项工作，换刀架有安装地板、导轮、取刀手以及刀带组成，通过刀带的运动带着所有道具运转，再利用取刀手夹取每次加工所需的刀具，其装配模型如图6-5所示:图6-5换刀架装配图最后就是本文最重要的刀具部件，根据前面的理论设计，本文的刀具部件采用滚珠丝杆作为传动，伺服电机作为驱动，因此其结构比较复杂，在建模是根据计算所得的滚珠丝杆相关参数，在网上下载其标准模型，再根据自己计算所得的主轴，画出主轴模型，最后根据所选电机型号，根据其安装要求，画出其安装底板，最后下载其模型，最后进行装配，其装配结果如图6-6所示：图6-5换刀架装配图6.3总体装配图的建立在完成以上各部件的建模后，最后将其进行总体装配。对加工中心进行虚拟样机建模能使前面章节的方案设计与结构设计更加直观的检查，也为后续加工中心的仿真与研制奠定基础。根据加工中心的方案设计和结构设计，利用SiemensNX8.0软件的三维建模功能，对加工中心相关零部件进行虚拟实体建模，为之后的运动仿真分析提供基础模型，也为实体样机的试制提供参考并奠定基础。虚拟样机中的标准件如螺栓、弹簧垫圈、滚动轴承、联轴器等可以在NX