卧式双面铣床结构的虚拟装配床身和工作台(附件)
随着计算机技术的发展，在计算机上处理图形变得方便。虚拟装配技术得以发展。为了响应新时代工业发展需求，虚拟装配技术越来越受到重视。虚拟装配技术带来的环保和经济上的双重收益，使之成为先进化制造的必不可少的一环。 本论文先叙述了虚拟装配的研究意义和现状。大致介绍了虚拟装配技术在卧式双面铣床中的基础运用。整个过程包括了零件建模，虚拟装配，模拟运动三个方面。建模过程选取了两个复杂零件进行详细介绍装配过程介绍了配合较多的部位。最后分析了虚拟装配为环保和经济性带来的正面影响。关键词 虚拟装配，床身，工作台，Solidworks，3D建模，模拟运动
目 录
1 绪论1
1.1 概述1
1.2 课题研究背景及意义1
2 卧式双面铣床床身和工作台部分总体结构 2
3 零部件建模 3
3.1 床身建模过程 3
3.2 底座建模过程 10
3.3 其余所需零件 16
4 总体虚拟装配19
4.1 床身装配过程 19
4.2 台面装配过程24
5 运动模拟28
5.1 床身运动模拟28
5.2 工作台运动模拟28
6 环保与经济性29
结论 31
致谢32
参考文献33
绪论
1.1 概述
近年来，随着计算机图形处理功能的逐渐完善，以及计算机图形处理的速率提升，伴随Solidworks，Pro/E等为代表的三维图形软件的到来，工程领域迎来了大洗牌。原先的二维图纸经由专门人员使用这类软件绘制成3D模型后，使得生产时更易找到合适的加工方法。得益于此，先进制造技术和制造模式的采纳,极大地提高了制造体系中的产品设计效率和生产加工的自动化，集成化水平。然而，相对的是，制造过程中的后序步骤装配技术发展较慢，已经成为先进制造技术这个“木桶”的短板。在工业生产中，有33%的人力负责装配，在这些人中，又有30%～50%负责装配中的调配，这浪费了大量的人力以及时间。木桶效应，既是短板决定木桶容量的上限。由此可见 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
装配技术的发展必须与先进制造技术的发展相匹配。由此，虚拟装配的出现解决了这一难题。借助于Solidworks，Pro/E这类软件上的装配体功能，实现了无须实物就可以对零部件装配过程实行运动模拟，检查装配关系是否正确，干涉检查等。有效减少了零件从设计到生产以至于未来装配可能会遇到的问题。以此缩短了产品开发周期，降低生产成本以及优化产品性能。
本论文（说明书）主要讲述了卧式双面铣床的床身和工作台部分从零件设计到装配成型再到仿真运动的答题过程。卧式双面铣床质量稳定，用途广泛如果使用适当铣床附件，可加工齿轮、凸轮、弧形槽及螺旋面等特殊形状的零件，配置万能铣头、圆工作台、分度头等铣床附件，采用镗刀杆后亦可对中、小零件进行孔加工。由于零件复杂繁多，整个设计过程实现无手画图纸设计，使用虚拟装配提高了整个过程的可控性，是虚拟装配技术实际运用的基础尝试。
1.2 课题研究背景及意义
虛拟模型和仿真技术是一项涉及多个学科领域的前沿技术，发达国家在1980年前后首次提出了相关概念，然而这项技术在2005年后才获得了迅速发展并达到实用阶段。德国的BMW建立了virtual Process Week体系来对增强汽车装配过程的合理性，日本的N.Abe开发了机械零件可装配性验证和装配机器可视化系统，华盛顿州立大学和国家标准技术研究所共同开发的虚拟装配环境设计环境已成功通过了工业实例的测试。
和一些先进国家相比，我国在这个领域还有一定差距，但已经引起了国家有关部门和科学家们的重视，国内一些髙校和研究部门在紧跟国际先进技术的同时，也积极投入到了这一领域当中并且取得了一定的研究成果。清华大学计算机科学与技术系对虛拟现实和临场感方面进行了研究，在克服立体图闪烁的措施和深度感试验方面釆用了一些独特的方法。他们针对室内环境的特点，提出借助图像变换，使立体视觉图像中对应水平特征呈现形状一致性，以利于实现特征匹配，并获取物体三维结构的新颍算法。哈尔滨工业大学机械系在机构的三维运动仿真方面进行了不少研究，他们使用OpenGL开发的机构三维仿真软件成功地模拟出了一些常用机构的运动状态，并在此基础上加入了一些计算机辅助设计和分析的功能。该校计算机系成功地幕拟出了人的脸部动作，如表情的合成和唇动的合成。浙江大学CAD&CG国家重点实验室开发出了一套桌面虛拟建筑环境实时漫游系统，实现了立体视觉，同时提供的交互工具使系统的真实感达到了较髙的水平。
综合国内外的研究现状，虚拟装配技术正在以一个飞快的速度发展，未来虚拟装配也将逐渐成为先进化制造业中核心的一环。并且，随着虚拟装配技术的需求越来越高，会有更多的软件开发来更好地实现构件的造型和运动仿真。像是开发专业的运动软件，利用具有真实感的应用软件进行三维实体造型和运动仿真，针对成熟软件的二次开发方法。对于虚拟装配的需求，催生出了这些成熟的软件包括AutoCAD?、UG、Pro/E、Solidworks等，其中AutoCAD二次开发多用于平面图形，很少用与三维实体造型，其佘几种软件本身就是工程软件，对机械零件的造型能力很强，其二次开发的接口也比较成熟，开发具有很大的灵活性，二次开发的产品很多己经进入工程使用阶段。
卧式双面铣床床身和工作台部分总体结构
床身的结构简图如图21所示，工作台结构简图如图22所示。
床身的装配主体由床身，拖板，拖链组成。拖板通过滚珠直线导轨之间的配合在床身上进行运动。大部分零件装载在拖板上。拖板运动，带动零件一起运动。床身上装的行程开关对拖板的运动起到限制。
工作台的装配主体由底座，台面之间的配合组成。丝杠前后安装座固定在底座上，通过与滚珠丝杠的配合，与台面达成配合。滚珠丝杠上加装手轮，手轮转动带动滚珠丝杠转动，通过与台面的配合，达到移动台面的目的。
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图21 床身总体视图
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图22 工作台总体视图
零部件建模
3.1 床身建模过程
1）通过二维图纸，掌握床身的大致尺寸。总长4680mm 如图31所示，/
图31 床身主视图
目 录
1 绪论1
1.1 概述1
1.2 课题研究背景及意义1
2 卧式双面铣床床身和工作台部分总体结构 2
3 零部件建模 3
3.1 床身建模过程 3
3.2 底座建模过程 10
3.3 其余所需零件 16
4 总体虚拟装配19
4.1 床身装配过程 19
4.2 台面装配过程24
5 运动模拟28
5.1 床身运动模拟28
5.2 工作台运动模拟28
6 环保与经济性29
结论 31
致谢32
参考文献33
绪论
1.1 概述
近年来，随着计算机图形处理功能的逐渐完善，以及计算机图形处理的速率提升，伴随Solidworks，Pro/E等为代表的三维图形软件的到来，工程领域迎来了大洗牌。原先的二维图纸经由专门人员使用这类软件绘制成3D模型后，使得生产时更易找到合适的加工方法。得益于此，先进制造技术和制造模式的采纳,极大地提高了制造体系中的产品设计效率和生产加工的自动化，集成化水平。然而，相对的是，制造过程中的后序步骤装配技术发展较慢，已经成为先进制造技术这个“木桶”的短板。在工业生产中，有33%的人力负责装配，在这些人中，又有30%～50%负责装配中的调配，这浪费了大量的人力以及时间。木桶效应，既是短板决定木桶容量的上限。由此可见 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
装配技术的发展必须与先进制造技术的发展相匹配。由此，虚拟装配的出现解决了这一难题。借助于Solidworks，Pro/E这类软件上的装配体功能，实现了无须实物就可以对零部件装配过程实行运动模拟，检查装配关系是否正确，干涉检查等。有效减少了零件从设计到生产以至于未来装配可能会遇到的问题。以此缩短了产品开发周期，降低生产成本以及优化产品性能。
本论文（说明书）主要讲述了卧式双面铣床的床身和工作台部分从零件设计到装配成型再到仿真运动的答题过程。卧式双面铣床质量稳定，用途广泛如果使用适当铣床附件，可加工齿轮、凸轮、弧形槽及螺旋面等特殊形状的零件，配置万能铣头、圆工作台、分度头等铣床附件，采用镗刀杆后亦可对中、小零件进行孔加工。由于零件复杂繁多，整个设计过程实现无手画图纸设计，使用虚拟装配提高了整个过程的可控性，是虚拟装配技术实际运用的基础尝试。
1.2 课题研究背景及意义
虛拟模型和仿真技术是一项涉及多个学科领域的前沿技术，发达国家在1980年前后首次提出了相关概念，然而这项技术在2005年后才获得了迅速发展并达到实用阶段。德国的BMW建立了virtual Process Week体系来对增强汽车装配过程的合理性，日本的N.Abe开发了机械零件可装配性验证和装配机器可视化系统，华盛顿州立大学和国家标准技术研究所共同开发的虚拟装配环境设计环境已成功通过了工业实例的测试。
和一些先进国家相比，我国在这个领域还有一定差距，但已经引起了国家有关部门和科学家们的重视，国内一些髙校和研究部门在紧跟国际先进技术的同时，也积极投入到了这一领域当中并且取得了一定的研究成果。清华大学计算机科学与技术系对虛拟现实和临场感方面进行了研究，在克服立体图闪烁的措施和深度感试验方面釆用了一些独特的方法。他们针对室内环境的特点，提出借助图像变换，使立体视觉图像中对应水平特征呈现形状一致性，以利于实现特征匹配，并获取物体三维结构的新颍算法。哈尔滨工业大学机械系在机构的三维运动仿真方面进行了不少研究，他们使用OpenGL开发的机构三维仿真软件成功地模拟出了一些常用机构的运动状态，并在此基础上加入了一些计算机辅助设计和分析的功能。该校计算机系成功地幕拟出了人的脸部动作，如表情的合成和唇动的合成。浙江大学CAD&CG国家重点实验室开发出了一套桌面虛拟建筑环境实时漫游系统，实现了立体视觉，同时提供的交互工具使系统的真实感达到了较髙的水平。
综合国内外的研究现状，虚拟装配技术正在以一个飞快的速度发展，未来虚拟装配也将逐渐成为先进化制造业中核心的一环。并且，随着虚拟装配技术的需求越来越高，会有更多的软件开发来更好地实现构件的造型和运动仿真。像是开发专业的运动软件，利用具有真实感的应用软件进行三维实体造型和运动仿真，针对成熟软件的二次开发方法。对于虚拟装配的需求，催生出了这些成熟的软件包括AutoCAD?、UG、Pro/E、Solidworks等，其中AutoCAD二次开发多用于平面图形，很少用与三维实体造型，其佘几种软件本身就是工程软件，对机械零件的造型能力很强，其二次开发的接口也比较成熟，开发具有很大的灵活性，二次开发的产品很多己经进入工程使用阶段。
卧式双面铣床床身和工作台部分总体结构
床身的结构简图如图21所示，工作台结构简图如图22所示。
床身的装配主体由床身，拖板，拖链组成。拖板通过滚珠直线导轨之间的配合在床身上进行运动。大部分零件装载在拖板上。拖板运动，带动零件一起运动。床身上装的行程开关对拖板的运动起到限制。
工作台的装配主体由底座，台面之间的配合组成。丝杠前后安装座固定在底座上，通过与滚珠丝杠的配合，与台面达成配合。滚珠丝杠上加装手轮，手轮转动带动滚珠丝杠转动，通过与台面的配合，达到移动台面的目的。
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图21 床身总体视图
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图22 工作台总体视图
零部件建模
3.1 床身建模过程
1）通过二维图纸，掌握床身的大致尺寸。总长4680mm 如图31所示，/
图31 床身主视图
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