数控机床三维建模与设计.doc
精密和超精密机床精度建模技术
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几何精度建模
3.几何精度建模理论发展 4.多体误差分析与建模运动学理论概述 多体系统几何结构（描述方法：1.基于图论；2.低序体阵列） 作用：几何描述 （典型体Bj相对于Bi的运动情况—方阵—多体系统坐标系） 转变矩阵（理想运动） 坐标变换，平移，旋转
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几何精度建模
转变矩阵（实际运动） 函数变分概念 变分阵=应变阵+旋转阵+纯平移阵 静止状态——误差取决于联接精确性和内外因素影响 运动状态——误差取决于运动精确性和运动量 线误差和角误差的变换阵 5.多体系统动力学方程 零级运动方程？（理想和实际） 6.多体系统约束 结构约束（自由度） 相对运动约束（约束方程）
3.精密车削的建模和分析
拓扑结构和特征矩阵 刀具模型方程-车刀轨迹参数方程 仿真
4.非球面面形建模和分析 a.杯形砂轮（加工陡度高）；b.平行砂轮；c.球形砂轮（修整） d.离轴非球面的加工方式 误差分析：加工残留误差直接影响工件的面形精度 砂轮形状误差（磨损，安装倾角）
3
5.单点超精密车削
刀具及加工表面形貌建模
误差辨别过程：测量误差——建立方程——求解 3.十二线法（9条边+3条对角线） 4.试验系统 结论：九线法与十二线法的结果比较接近， 只有垂直度误差差距较大。
初始点出发3条边——位移误差 另外6条边——颠摆和偏摆误差 3条对角线——滚摆误差
九线法，十二线法，十四线法，十五线法，二十二线法
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1.虚拟加工
2.精密机床的发展和误差描述 加工的尺寸、形状精度： 精密加工技术：0.1~1μm，Ra≤30nm 超精密加工技术：0.1~100nm，Ra≤10nm
超精密加工条件 误差分析：外部误差，内部误差。 建模目的：主要建立机床几何误差和刀具成形误差的模型。 机床几何误差项（每个轴有6项基本误差） 精密和超精密机床加工精度要求
数控机床仿真教学软件的设计与实现
ｖｉ ｒｗ ｌ ｅ ｃｂ （ ｔ ｔｐ／ 关键的直线插补函数 ｏｄｄａ ｉ ａ ｕ ｉ ｅ ）／ ｎ ｎｓ
备 好 的 数 据 ，
则 取 出相应缓
｛
ｉｔ ｅ ６ ０Ｙ ＝ ５ ； ｎ ＝ ０ ，ｅ ４ ０ Ｘ
冲 区 的信 息 ，
释 和 刀 具 补 偿 。第 一 次 扫 描 则 执 行 程 序 装 入 和 语 法 检 查 两 个 步 骤 ． 第 二 次 扫 描 则 执 行 程 序 装 入 和 解 释 及 刀
补 这 三 个 步 骤 。 ４个 步 骤 又 称 译 码 进 程 的 ４ 个 子 过 程 ，
的工 作 环境 。一 套 数 控仿 真 系统 应 满 足 以 下 几 点 ：） １
２１ 画 ０／ １６
果 缓 冲 区 。在
零 件 轮 廓 段 的 起 点 和 终 点 之 间 计 算 出 若 干 在 允 差 范 围
插 补 程 序 启 动 后 ，一 旦 检 测
到 Ｂ Ｌ ＵＦ ＡＧ ＝
２． 表 明 有 准 即
内 的 中 间 点 的 坐 标 值 。 是 数 控 的 核 心 任 务 ， 数 控 的 这 而 其 它 任 务 大 多 是 围绕 着 它 进 行 的 。
译 器 功能结 构框 图 。
２ 几 何 建 模 ， 对 于 简 单 三 维 实 体 建 模 ， 可 利 用 ）
Ｏ ｅ ＧＬ 提 供 的 三 维 建 模 功 能 ： 对 于 较 复 杂 的 ． 可 用 ｐ ｎ Ａｕ ｏ ＡＤ２ ０ ３ ｔＣ ０ ５、 ＤＭＡＸ、 ｏ ｉＷ ｏ ｋ Ｓｌ ｄ ｒ ｓ等 建 模 工 具 来 实 现 。 然 后 通 过 接 口 程 序 实 现 在 Ｏｐ ｎ ｅ ＧＬ 中 读 取 ｄ ｆ 件 格 ｘ 文
三维建模课程设计教学大纲
三维建模课程设计教学大纲引言：随着工业的发展和科技的进步，数控机床、自动化装备、数字媒体等工具的广泛应用，促进了三维建模技术的发展。
在建筑设计、工业设计、艺术设计等领域，三维建模成为了不可或缺的技术手段。
因此，设计一份科学合理的三维建模课程设计教学大纲显得尤为重要。
一、课程简介三维建模课程是一门基础性课程，主要介绍三维建模的基本概念、方法和技能，帮助学生掌握基本的三维建模技术，为将来学习高级建模技术打下基础。
二、教学目标1.了解三维建模的基本概念及其应用；2.掌握三维建模的基本方法、技能和流程；3.培养学生的设计思维和解决问题的能力；4.提高学生的职业素养和实践能力；5.培养学生对三维建模技术的创新能力。
三、教学内容1.三维建模的基本概念和应用介绍三维建模技术的基本概念和应用，包括三维建模界面组成、工具栏、模型构建方式、基本图形的操作、材质贴图等，并通过实例讲解三维建模的应用。
2.三维建模的基本方法和技能介绍三维建模的基本方法和技能，包括三维建模的基本流程、选择、移动、复制、缩放、旋转、编辑等三维建模技巧。
3.三维建模的作业通过练习三维建模的基本技能和方法，布置三维建模作业，提高学生的实践能力。
四、教学方法1.讲授式教学通过传授基本概念和应用，让学生了解和掌握三维建模的基本技术和流程。
2.案例式教学通过案例实例的分析和讨论，让学生形成对三维建模的应用能力。
3.实践式教学通过实际操作进行三维建模，让学生更好地掌握三维建模的方法和技能。
五、教学评价1.课程考核通过期中成绩、作业成绩和期末考核等多种方式，全面考核学生对三维建模的掌握情况。
2.课程评价通过学生问卷调查、教师评价以及课程改进等方式，对课程进行评估和改进。
六、教学素材1.三维建模教材通过精选的教材，帮助学生更好地理解和掌握三维建模的基本概念和应用。
2.三维建模软件通过使用各种三维建模软件，让学生更好地掌握三维建模的方法和技能。
七、教学心得三维建模是一门非常重要的课程，可以培养学生的实践能力和创新能力。
中型0-90°角度头设计及三维建模说明书
前言角度头是机床的一种附件，可以调高机床的加工适应性，减少多次装夹产生的误差提高效率，现已广泛应用于各个加工领域，在我国目前角度头的加工面临诸多问题，本次设计内容主要为角度头的结构设计、轴承配置、外观设计，对传动结构的计算，锥齿轮的设计计算，轴的强度校核，用CAD软件进行二维绘图，用PROE进行三维建模。
目录1绪论 (1)1.1 选题目的及意义 (1)1.2 发展现状 (1)1.3 所面临的问题 (2)1.4 研究思路与方法 (2)1.5 角度头的分类及介绍 (3)1.6 设计参数 (3)2 总体方案设计 ........................... 错误！未定义书签。
2.1 提出方案............................... 错误！未定义书签。
2.2 传动方案的确定......................... 错误！未定义书签。
3 结构设计 ............................... 错误！未定义书签。
3.1 总传动比及各级传动比................... 错误！未定义书签。
3.2 计算传动装置的运动和动力参数.......... 错误！未定义书签。
3.2.1 各轴转速.......................... 错误！未定义书签。
3.2.2 各轴传递转矩及功率............... 错误！未定义书签。
3.2.3 各轴转矩......................... 错误！未定义书签。
3.3选定齿轮类型、精度等级及材料 ........... 错误！未定义书签。
3.3.1按齿面接触疲劳强度计算设计 ........ 错误！未定义书签。
3.3.2 确定公式内各个参数................ 错误！未定义书签。
3.4 第二根轴的设计与校核................... 错误！未定义书签。
3.4.1 第二根轴的最小直径计算............ 错误！未定义书签。
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。
基于UG的轮盘三维建模及仿真加工数控技术毕业论文
毕业论文课题名称基于UG的轮盘三维建模及仿真加工分院/专业机械工程学院/数控班级学号学生姓名指导教师：2013年6月1日┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊摘要UG是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。
它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。
UG的目标是用最新的数学技术，即自适应局部网格加密、多重网格和并行计算，为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再使用的软件基础。
本文使用UG软件的建模模块完成产品的三维造型设计，并使用UG的制造模块对其进行了数控模拟加工并生成程序。
关键词：UG 造型设计模拟加工自动编程┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊AbstractUG is an interactive CAD/CAM (computer aided design and computer aided manufacturing) system, it is powerful, can easily construct various complex entity and modeling. It is at the beginning of the birth is mainly based on the workstation, but with the rapid growth in the development of PC hardware and individual users, its application in PC has achieved rapid growth, has become a mainstream application of three-dimensional design of mold industry.The goal of UG is to use mathematical technology, namely the local adaptive mesh refinement, multigrid and parallel computing, provide a flexible and reusable software base for solving complicated practical problems.Model module using UG software complete the 3D product modeling design, Manufacture module and UG for NC simulation machining and production procedure of.Keywords:UG design Machining simulation automatic programming┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第1章绪论 (1)1.1 CAD/CAM与数字化制造 (1)1.2 CAD/CAM系统的功能使用方法及应用过程 (1)第2章基于UG的三维造型设计 (4)2.1 几何造型技术 (4)2.2 结构形状分析与造型思路 (6)2.3 轮盘的三维建模造型设计 (7)第3章轮盘的数控仿真加工 (12)3.1工艺方案分析 (12)3.2仿真加工 (14)3.3生成NC文件 (17)致谢 (19)参考文献 (20)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章绪论1.1 CAD/CAM与数字化制造CAD/CAM（计算机辅助设计及制造）与PDM（产品数据管理）构成了一个现代制造型企业计算机应用的主干。
数控机床三维空间误差建模及补偿技术研究
ｒ ｒ ｍ ｏ ｅｉ ｙ ｕ ｉ ｇ ｍ ｕｌ — ｏ ｙ ｔｍ ｈ ｏ ｙ ａ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｏ ｄ ｌ ｎｇ ｂ ｓｎ ｔ ｂ ｄｙ ｓ ｓｅ ｔ ｅ ｒ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄ． Ｏｎｅ ｉ ｆｉｅ ｃ ｉ ｓｏｆ ｎ ｏｍ ｐ ｎｓ ｔｏ ｉ ｅ ａｉ ｎ， ｔ ｔ ｅ ｓ ｈｅ ｏ ｈ ｒｉ
机床 是 由 多个 部 件 以运 动 副 的 形 式 连 接 起 来 ， 用 以实现 刀具 与 工 件相 对 运 动 的 加工 设 备 。 一般 来 说 ， 床结 构 中 的运 动 副 只有 一 个 自由度 ， 由 于机 机 但 床 本体 结 构 和 实 际 的装 配误 差 ， 个 运 动 副 往 往 都 每 存 在 ６个 自由度 。下 面 以移 动 副 为例 来 分 析机 床 结 构 中存 在 的误差 元 素 ， 图 １所 示 ， 如 当拖 板 沿 坐 标 系 轴运 动 时 ， 在 ３个平 动 误 差 和 ３个 转 动 误 差 ， 存
ｅ ｂｅ ｅ ｏ ｐｅ ａ ｉ ｎ． Ｏ ｆ ｉ ｅ ｏ ｐ ｎ ａ ｉ ｍ ｄｄ ｄ ｃ ｍ ｎｓ ｔｏ ｉ ｎ ｃ ｍ ｅ ｓ ｔ ｏｎ， ａ ｋｉ ｏ ｏ ｒ ｃ ｉ ｎ ｃ ｍ ｐ ｎ ａ ｉ ｎ ａ ｅ Ｎ Ｃ ｏ ｎｄ ｆ ｃ ｒ ｅ ｔｏ ｏ ｅ ｓ ｔｏ ｂ ｓ ｄ ｏｎ ｐｒ — ｇｒ ｍ ，ｒ ａ ｉ ｅ ｈ ｏ ｐ ｎ ａ ｉ ｎ ｏ － ｍ ｅ ｓ ｏ ｏ ｕ ｅ ｒ ｃ ｅ ｒ ｒ ｆ ＣＮ Ｃ ａ ｈｉ ｅ ｔ ｏ ｓ ｂｙ ｍ ａ ｐｉ ｈ ａ ｅ ｌｚ ｓ ｔ ｅ ｃ ｍ ｅ ｓ ｔｏ ｆ ３ Ｄｉ ｎ ｉ ｎ ｖ ｌ ｍ ｔｉ ｒ ｏ ｓ ｏ ｍ ｃ ｎ ｏ ｌ ｐ ｎｇ ｔ ｅ
中高精 度 零 部 件 占很 大 比率 ， 加 工 质 量 的要 求 也 对
基于UGNXISV的数控加工仿真
基于UGNX/IS&V的数控加工仿真设计总说明中国的制造业面临着巨大的机遇和严峻的挑战。
机床工业是装备制造业的核心，关系国家的经济命脉和安全。
虚拟机床是虚拟制造技术的热点研究课题之一。
以数控加工仿真为主要内容的虚拟机床技术可以在计算机上解决实际加工中遇到的各种问题，提高编程速度，缩短开发周期，降低生产成本，提高产品质量，并得到了广泛的实际应用。
因此本文通过运用CAD/CAM软件UG和UG IS&V模块，针对VS1575型三轴立式数控铣床进行了虚拟机床技术的研究。
本文通过查阅大量文献资料，系统研究了虚拟机床技术的产生、研究内容、研究现状及应用前景。
并通过察看说明书等资料和实际动手操作，全面了解了VS1575型三轴立式数控铣床的结构、功能、主要参数及数控系统。
同时深入学习了CAD/CAM软件UG的各个模块，重点学习了其中的建模、加工及后处理模块，对IS&V模块进行了全面的学习。
以上是虚拟机床技术研究的前期工作。
本文利用软件UG的CAD模块建立了数控机床、被加工零件及毛坯的参数模型，同时在CAM模块中完成了数控编程工作，并运用后处理模块生成了可被机床直接执行的G代码;在调入由UG输出的机床及被加工零件的STL模型和数控代码的基础上，本文运用后处理构造器进一步创建了数控系统文件和刀具文件，实现了数控加工过程仿真，并进行了刀具轨迹优化和加工质量检验，实现了完全的虚拟加工过程，保证了数控程序的正确性。
IS&V 是UG 软件中一个功能强大用于数控机床集成仿真和验证的专用模块。
介绍了该模块的结构组成及工作原理, 并在IS&V 环境下建立了一台三轴数控铣床的仿真模型。
在该模型的基础上分别对零件加工过程中的刀具路径和铣床运动进行仿真, 预见和评估其加工过程中可能出现的问题并加以解决, 最终提高企业的生产效率并使其获得" 首试成功" 的加工制造。
目前多数三轴数控机床仿真系统，一般只提供二维的动画仿真，而且仿真系统的几何造型功能十分有限，零件和机床模型需要在其他CAD 软件中进行建模，然后导人数控仿真系统。
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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。
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。
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Байду номын сангаас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。
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。
KEYWORDS:Computer modelling，Parametrization，Numerical control machine，Main axle part，Assembly process，Master drive，The knife movementtrading
1绪论
1.1数控机床的产生与发展
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 CONTROLMACHINETHREE DIMENSIONAL MODELLING AND DESIGN
ABSTRACT
Numerical 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.