数控机床三维建模与设计
数控加工仿真软件
数控加工仿真软件数控加工仿真软件是一种应用于数控加工行业的重要工具，它模拟数控加工过程中的各种操作，帮助用户在虚拟环境中进行加工方案的设计、优化和验证。
随着数控加工技术的发展，仿真软件在工业制造中扮演着越来越重要的角色。
本文将从数控加工仿真软件的定义、功能、优势以及应用前景等方面进行探讨。
定义数控加工仿真软件是一种利用计算机技术模拟和模仿数控加工过程的软件工具。
通过数学建模、运动学分析和动力学仿真等技术手段，该软件能够准确模拟数控机床在加工工件时的运动轨迹、切削力、加工参数等关键信息。
功能数控加工仿真软件通常具有以下几项主要功能： - 三维建模：通过对工件、刀具、夹具等进行三维建模，形成数控加工环境的虚拟场景。
- 运动模拟：模拟数控机床在加工过程中的各种运动轨迹，包括快速移动、切削进给等。
- 碰撞检测：检测工件、刀具、夹具等之间是否存在碰撞，避免意外事故发生。
- 切削仿真：根据切削参数、材料性质等进行切削仿真，评估加工过程中的切削效果。
- 优化设计：根据仿真结果对加工方案进行调整和优化，提高加工效率和质量。
优势数控加工仿真软件相比传统加工方法具有诸多优势： - 省时省力：通过在虚拟环境中进行仿真，避免了实际加工过程中可能出现的错误和调试时间，提高了工作效率。
- 降低成本：在仿真软件中进行优化设计，可以减少材料、刀具等资源的浪费，降低加工成本。
- 安全环保：通过碰撞检测功能，能够有效避免意外事故发生，提高工作安全性，减少环境污染。
应用前景随着制造业的不断发展，数控加工仿真软件的应用前景十分广阔。
未来，仿真软件将更加智能化、自动化，结合人工智能、大数据等技术，为数控加工行业带来更多创新和突破。
同时，仿真软件也将更加普及，成为各类加工企业的标配工具，助力制造业实现数字化转型。
综上所述，数控加工仿真软件是数控加工行业的重要利器，具有诸多功能和优势，未来应用前景广阔。
我们有理由相信，随着技术的不断进步，仿真软件将在工业制造领域发挥越来越重要的作用。
典型零件的数控编程及加工仿真
• 典型零件的数控编程及加工仿真
班级： 161004 姓名： 王萌 指导教师： 李郁
全文结构
一、数控编程的概述 二、三维建模及工艺规划 三、典型零件仿真加工 四、后处理及代码输出 五、全文总结
一、数控编程的概述 生成数控机床进行零件加工的数控程序 的过程，称为数控编程，有时也称为零 件编程。数控编程可以手工完成，即手 工编程，也可以由计算机辅助完成，即 计算机辅助数控编程。
二、三维建模及工艺规划
该零件毛坯尺寸为130mmX130mmX45mm，主要结 构是由多个不同深度的平面组成的型腔，各平面上分 布有不同尺寸的孔，整体结构并不复杂。
三、典型零件仿真加工
三、典型零件仿真加工
四、后处理及代码输出
五、全文总结
三维建模及工艺规划
Hale Waihona Puke 典型零件仿真加工后处理及代码输出
UG(三维造型设计)课程标准
《三维造型设计（UG）》课程标准课程编码：适用专业：课程性质：专业必修课课程类别：理实一体化编制部门：学时：学分：编写执笔人及编写日期：审定负责人及审定日期：一、制订课程标准的依据本课程标准依据2021级数控技术专业人才培养方案的人才培养目标和培养规格以及对本科程课程的教学要求而制订，用于指导本课程的教学与课程建设。
二、课程定位和作用随着计算机技术、CAD/CAM三维造型与自动编程的发展，越来越多的企业选择计算机辅助完成复杂零件的设计与加工，并以此提高生产效率，提高产品质量。
为了提高数控技术专业学生的综合能力，为了后续学生更好地表达设计成果、设计理念及毕业设计，更好地适应社会发展，满足企业用人需求，根据数控技术专业人才培养目标开设该课程。
《UG（三维造型设计）》课程属数控技术专业的专业基础课程之一，共计4.5个学分，72学时。
《UG（三维造型设计）》课程前期课程为《机械制图与CAD》和《机械设计基础》，为本课程的学习奠定了良好的知识基础；后续课程有《机械 CAD/CAM 应用》、《加工中心编程技术》、《机床夹具与刀具应用》、《机械设计基础》和《顶岗实习》，后续课程的学习，学生平时表达设计成果、设计理念及毕业设计等都需使用到该课程所教授的知识及技能。
二、本课程与其他课程的关系综述：本课程要求学生理解计算机辅助设计与计算机辅助制造的基本知识，使学生具有运用CAD/CAM软件进行零件三维造型的能力，掌握运用CAD/CAM软件进行三维造型设计的方法与技巧，因此前期必须学习机械基础、机械制图等相关知识，具备一定的识读图能力，同时，本课程又为后续学生学习仿真加工技术，平时表达设计成果、设计理念及毕业设计等提供了重要的知识和技能基础。
前期课程与本课程的关系一览表后续课程与本课程的关系一览表四、课程学习目标（一）专业核心素养本课程培养的专业核心素养主要包括精益求精的精准意识、创新思维、分析问题及解决问题的能力和高度的责任担当四个方面。
Fusion360三维建模与制造教程
Fusion360三维建模与制造教程第一章：概述Fusion360是一款由Autodesk开发的先进的三维建模与制造软件。
它集成了设计工具、工程工具和制造工具，能够帮助用户高效地完成从设计到制造的整个过程。
本教程将指导读者从零开始学习Fusion360的基本操作和功能，并逐步深入掌握其高级特性。
第二章：基础操作2.1 界面导览Fusion360的界面分为工具栏、导航器、模型区域等多个部分。
读者将学习如何快速了解和切换不同部分的功能，以便更加高效地使用软件。
2.2 文件管理Fusion360支持多种文件类型，包括3D模型、装配体、工程图等。
本章将介绍如何创建、保存、导入和导出不同类型的文件，为后续操作做好准备。
2.3 基本绘图Fusion360提供了强大的绘图工具，可以绘制2D图形作为3D模型的基础。
本章将引导读者学习绘制直线、圆弧、矩形等基本图形，并了解如何使用约束工具将它们组合成复杂图形。
第三章：建模进阶3.1 参数建模Fusion360支持基于参数的建模，即通过调整参数来改变模型的形状和尺寸。
本章将介绍如何定义参数，如何使用参数控制模型的属性，并演示如何快速生成不同尺寸和形状的模型。
3.2 曲面建模曲面建模是Fusion360中一个很重要的功能，可以创建复杂的曲面几何体。
本章将介绍如何使用曲面工具创建和编辑曲面，以及如何将曲面转化为实体，为实际应用做准备。
3.3 装配体设计Fusion360支持创建多个零件组成的装配体，并模拟它们之间的关系和运动。
本章将介绍如何创建和编辑装配体，如何添加约束和关联，以及如何进行装配体的设计和分析。
第四章：制造准备4.1 刀具路径生成刀具路径生成是Fusion360的重要功能之一，它能够根据模型形状和加工要求自动生成最优化的刀具路径。
本章将介绍如何设置切削参数、选择刀具，并生成刀具路径来进行数控加工。
4.2 仿真与验证Fusion360提供了仿真与验证工具，可以模拟加工过程并检查刀具路径的正确性和安全性。
《产品三维造型与设计》课程标准
《产品三维造型与设计》课程标准1．课程简介产品三维造型与设计是数控技术专业的核心专业课程之一，是基于NX1926版本进行讲授的，在学生学习完《机械制图》、《机械设计基础》、《机械制造技术》等课程，已经具备零件CAD绘图及零件手工编程并加工能力的基础上，通过本课程学习，使学生具备对复杂零件和模具造型的能力，满足模具制造业和机械加工制造业中复杂曲面零件造型设计，通过本课程的学习，培养具有良好职业道德和创新精神，掌握本专业技术知识，具备相应实践技能以及较强实际工作能力，从事产品设计、造型的高素质技能型人才。
表1 产品三维造型与设计与专业模块对应表按照工作过程设计本课程的教学过程，对产品要素进行分析，按照由简单到复杂、由二维到三维的递进关系设计教学项目载体，将产品设计基本知识、二维绘图构建、三维造型等知识技能融入产品的设计加工工作过程中充分体现了工学结合、能力递进的课程设计思路。
根据学科特点，以“任务驱动法”将教学内容设置成一个个具体的教学任务贯穿本课，在任务驱动下，激发学生学习兴趣，引导他们学会去发现、去思考，寻求解决问题的方法。
二、课程目标1．坚定四个自信，树立制造强国的责任感和使命感；2．形成良好的职业道德和职业规范，具备精益求精的工匠精神；3．根据产品图纸，完成较复杂零件的数字化建模、设计能力；4．培养学生熟练的同步建模技能，增强模型改造后处理能力；5．培养学生职业道德、人生观；三、内容标准及实施建议1．课题/项目安排及学时分配为了达到本课程教学目标，使学生具备产品三维造型岗位所必备的素质、知识和技能，共设计5个项目，根据企业的产品实际工作过程和要求，尤其注重零件的三维建模能力，实施情况见表2：表2 课题/项目安排表1.本课程的达标要求：（1）必须通过的模块：模块1 ——模块4；（2）可以选修的模块：模块5；（3）本课程合格标准：模块1——模块4均需合格。
1．师资基本条件从事本课程教学的教师应具备如下的能力素质基本要求：（1）熟练掌握计算机辅助软件（UG）的使用；（2）熟练掌握典型零件的建模制定；（3）熟练掌握机械制图国家标准；2．实践教学条件学校是国家示范性数控高等职业教育实训基地建设单位，建有设备资产总值达1400余万元的现代制造中心，拥有包括中央与地方共建现代制造技术基础实验室在内的12个实验实训室。
五轴机床的三维建模和运动仿真
２ ５ ３
山 柬工案技术
五轴机 床 的三维建模 和运动仿真
李庆婷 ， 王 宽 （ 天津职业技术师范大学 ， 天津 ３ ０ ０ ２ ２ ２）
摘 要 ：为改变ｈ ￣ － Ｙ － － 模 式，提 高零件加 工精度 ，完成复杂型面加 工，加 工 中心 由传统 的三轴加 工向五轴加 工转 变。使用五 轴机床 加工，要 了解 五轴机床各部件的三维建模 过程 和特点。为完成零件 的形状加 工，运 动的仿真尤 为重要 。 关键词 ：五轴机床；三维建模；运 动仿 真
０ 引 言
பைடு நூலகம்
相 同的距离 。
２ ． ３ 机 床 配 置
五轴加 工的建模 和运 动仿真 一般 应用在 较复杂 的 曲面 加工 技术 在机床 运动结构定义 完成后 ， 需要进行机床初 始化设置 。 打开 配 上 ，如大型 船用 螺旋桨 。五轴机 床加 工中心 采用 了直流 电动机 、高 置 一“ 机床设定 命令 ，弹 出机床 设定对话框 。 速旋 转 电主轴 ，结合 了机 电、通 信 的优 势 。一台机 器就可 以对付 各 （ １ ）加 载 机床 文件 ： 选择 配 置 一机床 一打 开机 床 文件 命 令 ， 类加 工模 式 ，这 是未来 “ 加工 中心 全 能设 备 的体 现 ，将 能成 为真 选择 在 Ｐ ｒ ｏ ｅ 中画好 的模型 的存 储位 置 ，就 可 以把画 好 的机 床模 型 正实 用意 义上的加工 中心。 导入 ｖ ｅ ｒ ｉ ｃ ｕ ｔ 里面了。 （ ２ ）控 制 系统 的 导入 ： 配置 ． 控 制 一打开 控 制文 件 ，也 可 以在 项 目树中 “ 控制 节点下 打开 “ 机床库 ，在 文 １ 五轴机 床的概述和优 势 件 列表 框 中选 择 “ ｈ ｅ ｉ ５ ３ ０ － ｃ ｔ ｌ 便 将此 系统 加 载到 机床 文 件 中 （ ３ ） １ ． １ 五 轴 机 床 安装 圆形毛 坯 ： 在组 件树 中选 ｓ ｔ ｏ ｃ ｋ（ ０ ， ０ ， ０ ） ，在 添加模 型中 ，选择 五 轴联 动机床是 在传统 三个线 性坐标 （ ｘ，Ｙ，Ｚ ） 轴 的基础 上增 圆柱 。然后 在 “ 配置模 型”对 话框 中 ，选择 模 型 ，进 而输入 圆 加两 个可 旋转坐 标轴 ，工件 一次夹 装即可 以对五 个面 的同时加 工 ， 柱 的高 、 半径。 （ ４ ）新建 刀具 ： 在项 目树中双 击 “ 加工刀具 选 项 ， 也 可 以完 成复 杂空 间 曲面 的高精 度加 工 】 。五 轴机 床通常 有三 种结 弹出 “ 刀具 管理器 对 话框 ，然 后选取 “ 添 加 ”一 铣刀 向导 对 构： （ １ ） 单 转 台单 摆头五 轴联 动机 床；（ ２ ） 双 转台结 构五轴联 动机床； 话框 。由于一把 完整 的铣刀是 由刀 夹、 引伸、切 刀三部 分组成 ，设 （ ３ ）双摆 头五轴联 动机床 。 置 完刀具之 后 ，要进行 刀夹 的设置 ，根据 提示 ，完成一 系列 的刀具 １ ． ２ 五轴 机床的优势 设置。 （ ５ ） 加 工程 序 导入 ： 在项 目树 中 ，双 击 数 控 程 序 ，在 （ １ ）适应范 围广 程 序是可编写式 的 ，因此 当加工不 同零件时 ， “ 配 置 ＮＣ程序 添加 “ ＮＣ程序文 件 按钮 ，然后根 据提示选 择 ， 只 需改变程序 ，不 改动其他设备 。 （ ２ ）加工效率高 数控 设备加工时 根 据编 写的加工 工 艺过 程添 加 的相 应加 工程序 。 （ ６ ）Ｇ 代码 偏置 ： 可 采用较大 的切削量 ，能缩短零件 加工所需要 的时 间。 （ ３ ）产 品有 在 项 目树 中双击 “ Ｇ代码偏 置 ， 将偏 置名 由 “ 机床 零点 改为 “ 工 稳 定的加 工精度 ，提 高了加工 质量 。 （ ４ ） 劳动强度 较低 数控 设备的 作偏 置 ”， 将 寄存器 中的值 由 “ １ 改为 “ ５ ４ ， 单击 “ 添 加 按钮 ， 自动化程度高 ，无 需工人进行繁重 的作业操作 。 完 成 Ｇ 代码 的添加 。 ２ ． ４ 碰 撞千涉检查 的设 定 ２ 五 轴机床的 三维 建模 （ １ ）确定 已选 中的 “ 开 机床仿真 复选框 。在碰撞检 测标签中 ， 对于 ｖ ｅ ｒ ｉ ｃ ｕ ｔ 软件 ，由于 软件 本身 带有 三维建 模 的功能 ， 能 创建 选中 “ 碰 撞检测 复选 框 。在 “ 忽略 在切 刀和毛 料 间的碰撞 下拉 方块 、 圆柱 、 旋转面轮 廓等模型 ， 但是这 些只能创建一些 简单的机床 ， 列表框 中选 择否 。在 “ 碰 撞 间隙文 本框 中输 入 ２ ． ０ 。 （ ２ ）在 机床 对 于五轴机床 ，由于结构形式 的复 杂性 ，采用 ｖ ｅ ｒ ｉ ｃ ｕ ｔ 创 建不能实现 ， 设定 对话框 中，单击 “ 表 标签 ，单击 “ 添加 按钮 。在 “ 位置名 需要在 Ｐ ｒ ｏ ｅ 中创 建 机床 模 型 ，然 后在 导 入 到 ｖ ｅ ｒ ｉ ｃ ｕ ｔ 中 。在 ｖ ｅ ｒ ｉ ｃ ｕ ｔ 下拉列表框 中选择 初始机床位置 。 在“ 子 系统 名下拉 列表框中选择 １ 。 中机床部 件一般都 是相对于 机床坐标 系创建 的。在 Ｐ ｒ ｏ ｅ的机床模型 在 “ 值 ”文 本框 （ ３ ）在机 床设定对 话框中 ，单 击行程极 限标签 ，选 上 创建合 适 的坐标 系 ，将会 降低导 入过程 可能 出现 的仿 真模 型的错 中超程错误复选框 。 误 。还应该 注意在 Ｐ ｒ ｏ ｅ 中创建 完模型之 后 ，保存 文件 的格 式 ，应该 ２ ． ５ 加工仿真 是ｖ ｅ ｒ ｉ ｃ ｕ ｔ 能够识别 的格 式 。 利用 Ｖ ｅ ｒ ｉ ｃ ｕ ｔ 对 叶轮 零件 进行 加工 仿真 。在 仿真 之前 ，通过 面 ２ ． １ 新建一 个项 目文件 板设 定碰 撞 检 查和 行 程检 查 值 ，结合 信 息栏 对 仿真 进 行分 析 和 检 选择 “ 文件 ”一“ 新项 目” “ 毫米 ，写入你要 建立的文件 的名 测 。 字 。根据 加工 的仿真 要求 ，在项 目树文 件中对 项 目树写 的各项 ，如 数 控系统 、坐标 系统 、加工 刀具等进行相应 的设置。 ３ 结束语 ２． ２ 定 义 机 床 运 动 构 件 本文对 五轴机床的发 展做 了简单 阐述 ， 提 出了五轴机床 的概 念 ， （ １ ）定 义 Ｂ ａ ｓ ｅ 部 件。 由于底座 已经 在 Ｐ ｒ ｏ ｅ 中 画好 了，只需 要 对 比出了五 轴机床 的独 特地位 和优势 。另外 ，还整理 出五 轴机床 建 导入 到 Ｖ Ｅ Ｒ Ｉ Ｃ Ｕ Ｔ软 件就 可 以了 。首 先在 菜单 栏 中点击 显示 机床组 模和 仿真 的开发 思路和 研发成 果。该五 轴机床 以其 方便快 捷和 强大 件 按钮 ， 则 所有的节点就 显示在项 目树 中了。 然后在 Ｂ ａ ｓ ｅ （ ０ ， ０ ， ０ ） 节点 ， 的功能获得 了一致好评 。 点击 鼠标右 键 ， 选择 “ 添加模 型 ， 选择 “ 模型 文件 ， 然后导 出已画 底座模型 。 （ ２ ）右击 Ｂ ａ ｓ ｅ ，点击添加 ｘ线性轴 一 在 “ 位置 文 本中 参考文 献 ： 定 义 ｘ轴 零点 。在 ｘ轴上 ，右击 添加 Ｙ线 性轴 一 在 “ 位 置 文 本中 １ 何 志伟 ． 数控 加 工过程建模 和仿真 的研 究与应 用 ［ Ｊ 】 ． 组合 机床 定义 Ｙ轴零 点。 （ ３ ） 跟 ｘ线 性轴并行 的位 置 ， 定义线性 Ｚ 轴一 在“ 位 置” … 文本 中定 义 Ｚ轴零 点 。 （ ４ ）定义 Ｂ旋 转 轴 。在 Ｙ轴 下 ，右击添 加 与 自动 加 工 技 术 ， ２ ０ ０ ４ （ ０ ３ ） ： ５ － ７ ． Ｂ旋 转轴 （ Ｓ ｐ ｉ ｎ ｄ ｌ ｅ ） ，在 “ 快速 速度 ” 中定义 Ｂ速度 。然 后添加 模 【 ２ 】张健 ， 唐 清春 ， 马仲 亮等 ． 某 离心 式压 气机 叶轮 加工 工艺 的分 型 。右 击 Ｂ旋转 轴 ，点 击主轴 ，定义模 型 ，完 成操作 。定义 Ｃ旋转 析 ［ Ｊ ］ ．汽 轮 机 技 术 ． ２ ０ １ ３ ， ５ ５ （ ０ ３ ） ： ２ ３ ８ － ２ ４ ０ ． 轴 。在 Ｚ轴节点 下添加 Ｃ轴 ， （ ５ ）定义 Ｔ ｏ ｏ ｌ 轴 。在 Ｓ ｐ ｉ ｎ ｄ ｌ ｅ轴节点 下添加 Ｔ ｏ ｏ ｌ 轴。 （ ６ ）移 动 “ 附属 ”组件 。在 “ 附属 右击选择 剪切 ， 作者 简介 ：李庆 婷 （ １ ９ ８ ９ 一 ），女 ，山 东滕 州人 ，研 究生在 读 ，研 究 粘 贴在 Ｃ轴下 。按照 上述步 骤定义 完成主 要机床 部件 。调入各 轴组 件之前 ，为使 装配 位置不 变 ，在 添加 轴组件 模型 时让其 向方 向移动 方 向 ：五 轴 后 置 处 理 。
计算机辅助设计与制造的工具和方法
计算机辅助设计与制造的工具和方法计算机辅助设计与制造（Computer-Aided Design and Manufacturing，简称CAD/CAM）是一种结合计算机技术与制造工艺的应用，旨在提高产品设计和制造过程的效率和质量。
在这一领域中，有着许多工具和方法被广泛使用，本文将探讨一些常见的CAD/CAM工具和方法。
一、三维建模与设计三维建模是计算机辅助设计的核心环节，通过建立产品的三维模型，可以更直观地进行设计、分析和优化。
在CAD/CAM领域，常用的三维建模软件包括AutoCAD、SolidWorks和CATIA等，它们提供了丰富的功能和工具，支持用户进行各种形式的产品设计和模拟。
二、虚拟样机技术虚拟样机技术是CAD/CAM中的一项重要应用，它利用计算机模拟技术，通过虚拟样机来替代传统的物理样机，以减少产品设计和制造过程中的时间和成本。
虚拟样机技术可以通过数值仿真对产品的性能进行评估和验证，从而优化设计方案。
三、数控机床与加工过程模拟数控机床可根据CAD/CAM系统生成的加工程序自动控制加工过程，提高生产效率和制造精度。
同时，结合加工过程模拟技术，可以对加工路径、工艺参数等进行合理优化，以达到最佳加工效果。
数控机床与加工过程模拟技术是现代制造业必不可少的工具和方法。
四、材料选型与工艺规划在产品设计和制造过程中，材料选型和工艺规划是至关重要的因素。
CAD/CAM系统提供了丰富的材料数据库和工艺库，能够辅助用户进行材料选型和工艺规划。
通过CAD/CAM系统的分析和模拟功能，可以对不同材料和工艺方案进行评估，以提高产品的性能和制造效率。
五、数据管理与协同设计CAD/CAM系统支持对设计数据进行管理和共享，以提高团队协作的效率和准确性。
数据管理系统可以实现设计数据的版本控制、权限管理和共享，保证设计数据的安全和一致性。
协同设计功能可以实现设计人员之间的实时交流和合作，促进不同专业人员之间的协同工作。
数控机床程序编制的步骤与和手工编程
数控机床程序编制的步骤与和手工编程数控机床在制造工业中，特别是在大批量和高精度机械制造领域中发挥着重要作用。
数控机床程序编制是数字控制技术的重要组成部分。
通过使用计算机软件和硬件技术，可以编制出高效、可重复使用和精确的数控机床工作程序。
本文将介绍数控机床程序编制的步骤和与手工编程的比较。
一、数控机床程序编制的步骤数控机床程序编制通常包括以下几个步骤：1. 零件CAD 建模：使用计算机辅助设计（CAD）软件将机器零件进行三维建模，模型中包括零件的尺寸、形状和特征。
这个步骤比较重要，因为代码的输出取决于零件建模的质量。
2. 制定CAM 策略：制定计算机辅助制造（CAM）策略，这个步骤包括设定刀具、切削参数和刀具配对等操作，以确保最佳配置。
在制定策略时，需要考虑零件的形态、尺寸和材质等特征。
3. 定义刀具路径：为了确保机器能够准确切割零件，需要定义机器在零件表面上移动的路径并为每一个路径赋予合适的运动，并根据机器的性能参数进行优化。
4. 机器仿真：进行机器仿真来确保机器可以按照定义的刀具路径正常运转。
机器仿真可用于验证程序的正确性和特征，以减少机器错误和零件损坏。
5. 编译程序代码：主要是将CAM 策略、路径定义和机器参数编译为数控机床可以识别的机器代码。
6. 上传代码到机器：将编译好的程序代码上传到数控机床中，以便开始加工零件。
二、数控机床程序编制和手工编程比较在过去，机械制造领域中的机器操作都是采用手工编程完成。
手工编程需要操作人员有严格的机器操作知识和技能，并且需要相当的时间进行机器设置和工艺参数调整。
取代手工编程的数字式编程则解决了这些问题。
与手工编程相比，数控机床程序编制具有以下优点：1. 缩短了生产周期：数控机床程序编制自动化程度高，加工速度快，生产周期短。
2. 提高了工艺精度：数控机床程序编制可以实现高度精确的加工，避免了因人工操作产生的误差和瑕疵。
3. 减少了机器损坏风险：数控机床程序编制可以通过模拟和检查机器行为以避免机器错误和零件损坏。
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数控机床三维建模与设计摘要数控车床是装有数字程序控制系统的自动化车床。
其通过数字化信号由伺服系统对机床运动及加工过程进行控制，最终实现车床自动完成对零件的加工。
与其他控制相比，数控的最大特点是运动的执行与程序的编制相互独立。
其集中了自动化机床、精密机床和通用机床的优点，具有高效率、高质量和高柔性的特点。
计算机建模技术将机械设计的参数化应用于数控机床的设计与研究，以提高机床产品的质量，加快数控机床的更新换代。
在传统机械设计的基础上，使用功能强大的Pro/e 工程建模软件建立数控机床主轴部件的实体模型，并模拟机床主轴部件的装配过程、主传动、换刀运动等过程，使设计者在制造样机之前，及时发现设计过程中潜在的缺陷，为下一步的设计提供良好的条件。
关键字：计算机建模，参数化，数控机床，主轴部件，装配过程，主传动，换刀运动NUMERICAL CONTROL MACHINE THREE DIMENSIONALMODELLING AND DESIGNABSTRACTNumerical control (NC) lathe is an automatic lathe that installed numerical program control system. It transmits numerical signal to control the machine tool’s movement and machining process by servo system, eventually realizes that it automatically completes to processing of parts. With NC’s biggest characteristics that other control compare, Discharge movement and program mutually independent. It collects the advantages of automatic machine tools, precise machine tools and general purpose machine tools, having the characters of high-efficiency, high-quality and high-flexibility.The calculator is set up the mold technique to turn the parameter that the machine design to apply in the design and researches that the number control the tool machine, with the quantity of the exaltation tool machine product, the renewal that speeds number to control the tool machine changes the generation. On the foundation that the traditional machine design, the strong engineering of Pro/ e of the usage function sets up the entity model that the mold software builds up number to control the tool machine principal axis parts, and imitate the assemble process, lord of the tool machine principal axis parts to spread to move, change the knife the sport etc. process, make design is before make the kind machine, discovering to design the process in time in the latent blemish, provide the good condition for the design of the next move.KEYWORDS: Computer modelling，Parametrization，Numerical control machine，Main axle part，Assembly process，Master drive，The knife movement trading目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1 数控机床的产生与发展 (1)1.1.1 数控机床的产生与发展 (1)1.1.2 数控机床的技术发展趋势 (1)1.2 设计的主要任务 (2)2 主传动设计 (3)2.1 驱动源的选择 (3)2.2 转速图的拟定 (3)2.3传动轴的估算 (4)2.4齿轮模数的估算 (6)3 主轴箱展开图的设计 (7)3.1各零件结构和尺寸设计 (7)3.1.1设计的内容和步骤 (7)3.1.2 有关零部件结构和尺寸的确定 (7)3.1.3 各轴结构的设计 (8)3.1.4 主轴组件的刚度和刚度损失的计算： (9)3.2 装配图的图纸设计 (12)3.2.1 标注尺寸 (12)3.2.2 编写技术要求 (12)3.2.4 列出零件明细表及标题栏 (13)4 主轴部件的实体建模及运动模拟 (14)4.1 零部件的实体建模 (14)4.1.1 各轴的实体建模 (14)4.1.2 轴承的实体建模 (16)4.1.3 箱体的实体建模 (18)4.1.4 齿轮的实体建模 (18)4.2 主轴部件的装配 (21)4.2.1 主轴部件的装配 (21)4.2.2 主轴部件装配的动态模拟 (21)4.3 主轴部件的运动演示 (22)4.3.1 主传动的运动演示 (23)5 零件工作图设计 (24)5.1 零件工作图设计的基本要求 (24)5.1.1 零件工作图设计的基本要求 (24)5.2 主要零件工作图的设计要点 (24)5.2.1 轴类零件工作图的设计要点 (24)5.2.2 齿轮零件工作图的设计要点 (25)5.2.3 机体零件工作图的设计要点 (25)5.3主要零件工作图的绘制完成 (26)6 设计的总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)1绪论1.1 数控机床的产生与发展1.1.1 数控机床的产生与发展微电子技术，自动信息处理，数据处理以及电子计算机的发展，给自动化带来了新的概念，推动了机械制造自动化的发展。
采用数字控制技术进行机械加工的思想，最早在20世纪40年代提出的，当时美国的一个小型飞机工业承包商帕森公司在麻省理工学院伺服机构试验室的协助下，经过三年时间的研究，于1952年试制成功世界第一台数控机床试验性样机。
这是一台采用脉冲乘法器原理的直线插补三坐标连续控制铣床，这便是数控机床的第一代。
在早先的数控机床都采用专用控制计算机的硬逻辑数控系统，装有这类数控系统的机床为普通数控机床（简称NC机床）。
随着计算机技术的发展，小型计算机的价格急剧下降。
小型计算机开始取代专用数控计算机，数控的许多功能由软件程序实现。
这样的数控系统称为计算机数控系统（简称CNC）。
近20年来，微处理机数控系统的数控机床得到了飞速发展和广泛应用。
1.1.2 数控机床的技术发展趋势数控技术的应用不但给传统制造夜带来了革命性的变化，使制造也成为工业化的象征。
当前世界上数控技术及其装备的发展呈现出高速、高精密化发展趋势。
1）．高速新一代数控机床（含加工中心）只有通过高速化大幅度缩短切削工时才能进一步提高其生产率。
超高速加工，特别是超高速铣削与新一代数控机床特别是高速加工中心的开发与应用紧密相关。
依靠快速、准确的数字量传递技术对高性能的机床执行部件进行高精密度、高响应速度的实时处理，由于采用了新型刀具，车削和铣削的速度已达5000m/min-8000m/min以上，主轴转速在10000r/min以上；工作台移动速度：分辨率为1μm时在100m/min以上，分辨率为0.1μm时在24m/min以上；自动换刀速度在1s 以内；小线段插补速度达12m/min。
根据高效率、大批量生产需求和电子驱动技术的飞速发展，高速直线电机的推广应用，已开发出一批高速、高效的高速响应的数控机床。
2）．高精密度从精密加工到超精密加工，是世界个工业强国致力发展的方向。
其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级，其应用范围日益广泛。
随着科学技术的发展，对超精密加工技术不断提出了新的要求。
新材料及新零件的出现，更高精密要求的提出等都需要超精密加工工艺，发展新型超精密加工机床，完善现代超精密加工技术，以适应现代科技的发展。
1.2 设计的主要任务数控机床主轴部件是机床的核心部件。
目前，高速主轴单元在国外有很大的发展，其数控机床的转速已经达到10000-20000r/min,主轴功率可达22KW；较先进的数控机床主轴转速可达20000-60000r/min，主轴功率达20-60KW。
而我国对高速高精度机床虽然也取得了一定的成果，但无论在转速还是精度方面与国外先进水平还有很大的差距，其已成为我国发展超高速加工技术的“瓶颈”。
本设计主要通过对现有数控机床主轴部件现状的分析，探讨合理的结构形状，优化其参数，提高机床主轴部件的工作性能；采用计算机建模技术，设计数控机床主轴部件的数控样机。
因此，将数字化技术应用于数控机床的主轴部件的设计与研究，对于稳定机床产品的质量，提高生产率，推动机床功能部件的发展，加快产品的更新换代具有重要意义。
2 主传动设计2.1 驱动源的选择机床上常用的无级变速机构是直流或交流调速电动机，直流电动机从额定转速nd 向上至最高转速nmax是调节磁场电流的方法来调速的，属于恒功率，从额定转速nd向下至最低转速nmin是调节电枢电压的方法来调速的，属于恒转矩；交流调速电动机是靠调节供电频率的方法调速。
由于交流调速电动机的体积小，转动惯量小，动态响应快，没有电刷，能达到的最高转速比同功率的直流调速电动机高，磨损和故障也少，所以在中小功率领域，交流调速电动机占有较大的优势，鉴于此，本设计选用交流调速电动机。
根据主轴要求的最高转速4000r/min，最大切削功率5.5KW,选择北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机，其基本转速是300r/min，最高转速是4500 r/min。