实验五 轴类零件绘制与三维实例
五轴联动加工实验指导
8.五轴加工的特点 8.五轴加工的特点
(4)有利于制造系统的集成化 出于发展的考虑，现代机械加工部向着加工 中心、FMS方向发展，加工中心能在同一工位 上完成多面加工，保证位置精度且提高加工效 率．国外数控镗铣床和加工中心为了适应多面 体和曲面零件的加工，均采用多轴加工技术， 其中包含有五轴联动功能，因此在加工中心上 扩展五轴联动功能可大大提高加工中心的加工 能力，便于系统的进一步集成化．
20
14. 五坐标联动数控机床的结构形式
(2)五坐标联动双摆头机床的结构形式为：
21
14. 五坐标联动数控机床的结构形式
(3)五坐标联动摆头及转台机床：
22
15. 五坐标联动数控铣床的结构形式
常见五坐标联动数控铣床的结构形式有36种 按其转动坐标和平动坐标的配置，可分为九种类型
23
实验用五轴联动数控机床
16
12. 五坐标联动数控机床的分类
(2)五坐标联动双摆头机床 双摆头机床摆动坐标驱动功率较小，工件装卸方便且坐标转换 关系简单．．
17
13. 五坐标联动数控机床的分类
(3)五坐标联动一摆头一转台机床 一摆头一转台式机床性能则介于上述两者之间
18
14. 五坐标联动数控机床 五坐标联动数控机床的坐标轴
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19.MasterCAM 数控三轴铣削编程及其应用 19.
(1) Paraellel平行铣削，可对空间曲面进行平行等距铣削，其轨迹平行于XY平 面上的直线。 (2) Par.Steep陡斜面铣削，主要对空间曲面进行陡斜面铣削加工。 (3) Radial放射加工，以平面上的某点为圆心，轨迹沿径向以放射状加工。 (4) Project投影加工，将已有轨迹投影到曲面上重新产生新的刀具轨迹，用户可 根据刀具轨迹的实际需要进行优化设计。 (5) Flowline曲面流线，轨迹沿曲面的U/V方向的曲面流线进行加工。 (6) Contour环绕等距，轨迹沿曲面的外形，按环绕轮廓的形式进行XY平面内的 等距加工。 (7) Shallow浅平面加工，用于曲面变化比较平坦的场合。 (8) Pencil笔式清根，针对曲面之间的相交区域进行笔式清根加工。 (9) Scallop等高外形，轨迹沿曲面外形轮廓环绕，按Z轴等高的形式进行曲面加 工。 (10) Restmill残余加工，对上道工序的残余留量进行曲面精加工或半精加工
实验五 三维实体的绘制
用长方体命令BOX，在实体旁建立一个长为10， 宽为28，高为30的长方体。再用移动命令MOVE， 将长方体移到该位置。
13
命令: _union 选择对象:（选择大实体） 选择对象:（选择长方体） 选择对象:（回车）
14
图 8.13 画长方体并平移
图 8.14 合并实体
46
实验五 三维实体的绘制
点击下拉菜单：视图—着色—带边框体着色
12
图 8.11 画长方体并平移 1.2.6 画长方体并渲染
本步使用的绘图命令： 命令和功能键
Copy（复制） Box（长方体）
图 8.12 切槽
下拉菜单 修改(M)→复制(Y) 绘图(D)→实体(I)→长方体(B)
图标
Union（并集） Shademode（带边框体着色）
修改(M)→实体编辑(N)→并集(U) 视图(V)→着色(S)→带边框体着色(T)
图 8.5(b) 拷贝直线
下拉菜单 绘图(D)→ 实体(I)→ 剖切(L)
命令: _slice 选择对象: (点击实体框线） 选择对象:（回车） 指定切面上的第一个点或依照 [对象(O)/ Z 轴(Z)/视图(V)/XY 平面(XY)/YZ 平面(YZ)/ ZX 平面(ZX)/三点(3)] <三点>:（捕捉D点） 指定平面上的第二个点:（捕捉E点） 指定平面上的第三个点:（捕捉F点） 在要保留的一侧指定点或 [保留两侧(B)]:（捕捉H点）
47
图标
实验五 三维实体的绘制
Fillet（圆角）
修改(M)→圆角(F)
点击下拉菜单：视图—三维视图—东南等轴测，再用 长方体命令BOX建立一个长90，宽60，高14的长方体。
1
命令: _line 指定第一点:（捕捉A点） 指定下一点或 [放弃(U)]: @16<180 指定下一点或 [放弃(U)]: @16<90 指定下一点或 [闭合(C)/放弃(U)]:（回车）
五轴加工中心加工复杂零件案例分析
Research and Exploration |研究与探索.探讨与创新五轴加工中心加工复杂零件案例分析吴卫江(广东省核工业华南高级技工学校，广东韶关512026)摘要：对五轴加工进行概述，分析了其在复杂零件加工中的优势，并以小轿车模型为例，分析了五轴数控加工技术的 实际应用及效果。
关键词：五轴数控加工；小轿车；优势中图分类号：TG547 文献标识码：A文章编号：1671-0711 (2017) 01 (下）-0182-021五轴加工概述当前，随着自动化技术的发展，数控机床已经 成为当代制造业的主要设备，数控技术是提高制造 水平的保障，传统的加工技术正在逐渐被数控技术 替代，数据技术已经成为一个国家先进制造业的保 障。
五轴联动加工中心则是当前数控机床的最高水 平，但是由于制造业的发展水平有限，我国的高端 数控加工设备和先进发达国家相比还有差距。
因此，在多轴联动加工软件平台和数据库开发方面，需要 进一步进行研发。
和传统的三轴加工技术相比，五轴加工技术对 零件进行加工时，采用机床5个坐标轴，分别为X、Y、Z3个坐标轴和任意2个旋转轴。
其中，绕X、Y、Z的旋转轴分别称为A、B、C轴，其余为A、B、C中的任意2个自由度。
五轴数控加工主要应用在 轮船、水电水利、航空航天等高端产品的核心部件 制造，其应用非常广泛，比如制造水利水电设备中 的发电机转子，汽车发动机中的涡轮及模具，这些 核心部件对产品的质量和性能直接产生影响。
当前，西方装备制造业较发达，五轴联动加工中心的应用 已经十分广泛，并且加工精度也越来越高，因此，为了提高我国的制造业加工水平，开展五轴加工技 术的研究十分重要。
2五轴加工复杂零件优势在复杂零件加工过程中，五轴加工具有以下优 势：（1)采用五轴加工技术通过一次装夹零件可以 完成零件的大部分加工，缩短了加工时间和零件制 造周期，并且降低了工作人员的工作量。
（2)在复 杂零件加工过程中，利用刀具的旋转实现零件的切 削，由于采用不同的切削原理、刀具与被加工工件 的接触角度不相同，导致工件的加工质量和切削结 果也不相同。
实验五轴系结构测绘
实验五轴系结构测绘一、测绘目的熟悉并掌握轴、轴承、轴上零件结构形状与功用，工艺要求，尺寸装配关系以及轴、轴上零件的定位固定方式，为轴系结构设计学习提供感性认识。
二、测绘要求、轴系结构分析分析和测绘轴系实物〔或模型〕的结构，明确轴系结构设计需要满足的要求。
应了解轴的各部结构作用，形状尺寸，它与强度、刚度、加工装配的关系，轴上各零件用途，轴承类型、布置、安装调整方式，轴和轴上零件的定位及轴向固定方法，润滑和密封结构等。
2、画轴系结构装配图一张将测量各零件所得的尺寸，对照轴系实物，画出轴系结构装配图，图纸可用方格纸，图幅及比例自定。
要求结构合理，装配关系清楚，绘图正确，注明必要的尺寸〔如轴承间距，齿轮直径与宽度，主要零件的配合尺寸〕，写标题栏和明细表。
对于因拆卸困难或需专用量具等原因而难以测量的有关尺寸，允许根据实物相对大小和结构关系估算出来，或利用标准查出来。
对支承的箱体局部只要求画出与轴承和端盖相配的局部。
三、测绘设备圆柱齿轮轴系，蜗杆轴系，蜗轮轴系，小圆锥齿轮轴系，大圆锥齿轮轴系等，每个学生可任选一种进行分析和测绘。
轴系可以是实物或模型，均应包括轴、轴承、轴上零件、端盖、密封件等。
工具采用300mm 钢板尺，游标卡尺，内、外卡钳等。
四、思考题1、轴为什么做成阶梯形状，那些部位叫做轴颈、轴头、轴身或轴肩，他们的尺寸是怎样确定的，轴各段的过渡部位结构应注意什么？2、轴系中是否采用了卡圈、挡圈、紧定螺钉、压板、定位套筒等零件，它门的作用是什么，结构形状有何特点？3、轴承采用什么类型，它们的布置和安装方式有什么特点，轴承的锁紧和固定是什么结构，如何调整轴承间隙及轴承轴向位置？4、轴系采用什么密封装置，为什么？5、轴上传动件及轴承采用什么润滑方式，是否在轴承里侧采用了挡油环，它门的作用是什么？6、轴系各零件的材料是什么？〔如测绘模型样品，那么要求选定各零件的材料〕1。
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 。
五轴加工实例
五轴加工实例
以某航空器零部件制造为例，探讨五轴机床在碳纤维复材制品加工中的应用。
该零部件具有复杂的三维曲面和严格的力学性能要求。
首先，分析零部件结构和性能要求，确定采用碳纤维复合材料制作。
然后，按照以下步骤进行加工：
1. 准备毛坯：采用预浸料叠层法制备碳纤维复合材料毛坯，严格控制层数和叠层顺序。
2. 定位安装：将毛坯放置在五轴机床的工作台上，使用专用夹具进行定位和固定。
3. 加工处理：根据航空器零部件的曲面特征，采用五轴联动的方式进行高效加工。
同时，合理设定切削参数，确保加工质量和效率。
4. 测量检查：加工完成后，对零部件进行尺寸精度和表面质量的测量检查。
采用非接触式测量技术，如激光跟踪仪等，以提高测量精度和效率。
经过检测，本次加工的碳纤维复材制品符合设计要求，具有良好的性能表现。
绘制零件图和装配图实验指导书.
实验五绘制零件图和装配图实验指导书一、绘制画图5-1的零件图。
图5-1 修改命令练习题①如图5-1，选择中心线层，用line命令在恰当的地方作水平中心线。
②选择0层，在任意地方作一个24x61的矩形，然后将它移动到以先前的中心线为对称中心的地方。
选择目标：矩形/---------/--------\移动/---------------/\--------------------------------/ 任点一下 @24,61 □选矩形 找到矩形最左边的线段的中点---------------------------------/□将中点移动到中心线的左端点上图5-2 作图步骤注意先在目标（物体）捕捉对话框中将选择中点（Midpoint）打钩，并注意按F3将目标捕捉功能打开。
③如图5-2（2），在任意地方作一个53x32的矩形，然后将它的左边中点移动到前一个矩形的左边中点处。
选择目标：矩形/---------/-----------\移动/---------------/\--------------------------------/ 任点一下 @53,32 □选矩形∆找到矩形左侧边的中点--------------------------------------/∆将中点移动到前一个矩形的同一中点处④如图5-2（3），用修剪命令剪除多余图线修剪/------------------/\----------------/用虚框选全部目标剪去多余线段⑤用编辑多义线将图线连成一条多义线修改/对象/多段线/------------------/-----\-----------------/\□选矩形中任意一边 j 用虚框选全部⑥如图5-2（4），倒角倒圆倒角/-----\---------------\\\-----------------------/--------------------------/\d 2 （倒角距离）□选第一个倒角的一边□选第一个倒角的另一边---------------------/-----------------------/选第二个倒角的一边□选第二个倒角的另一边倒圆：Fillet/-----\------------\\\-----------------------/--------------------------/\r 3(倒圆半径）□选第一个倒圆的一边□选第一个倒圆的另一边---------------------/-----------------------/□选第二个倒圆的一边□选第二个倒圆的另一边⑦如图5-2（4），用等距复制画φ２０和φ１４的两边。
《机械设备维修技术(机工社第4版)》教学课件—05轴套类零件的测绘
第五讲 轴套类零件的测绘
教学任务
典型轴类零件结构和功用 依据国家标准判定零部件的实际状态，确定测 绘步骤 零件草图的绘制方法
重点难点
轴套类零件的测绘方法与步骤 零件草图的绘制方法
一、主轴
图1 典型轴类零件实体图
1.主轴的结构和功用
图2 X62W（X6132）卧式万能铣床主要结构
图2 轴类零件三维实体图
11) 测绘花键轴和花键套时，应注修理的轴应当注意零件工艺基准是否完好及 热处理情况，作为修理工艺的依据；
13) 细长轴放置妥当，防止测绘时发生变 形；
14) 对于零件的材料、热处理、表面处理、 公差配合、形位公差及表面粗糙度等要求，在 绘制草图时都要注明；
(4) 表面粗糙度 一般情况下，支承轴颈的表面粗糙度 为Ra0.16～0.63，配合轴颈的表面组糙度为Ra0.63～ 2.5。
对于通用零件、典型零件．以上各项一般都有相应表 格和资料可查。
5. 轴类零件的测绘
轴套类零件测绘时的注意事项 1）在测绘前必须弄清楚被测轴、套在机器中的部 位，了解清楚该轴、套的用途及作用，如转速大小、 载荷特征、精度要求以及与相配合零件的作用等； 2）必须了解该铀、套在机器中安装位置所构成的 尺寸链； 3）测量零件尺寸时，要正确的选择基准面。基准 面确定后，所有要确定的尺寸均以此为基准进行测量， 尽量避免尺寸换算。对于长度尺寸链的尺寸测量，也 要考虑装配关系，尽量避免分段测量。分段测量的尺 寸只能作为校对尺寸的参考；
(3) 相互位置精度 轴类零件中的配合轴颈（装配传动 件的轴颈），相对于支承轴颈的同轴度是其相互位置精度 的普遍要求。由于测量方便的原因，常用径向圆跳动来表 示。普通配合精度轴对支承轴颈的径向圆跳动一般为 0.01～0.03，高精度轴为0.001～0.005 。此外还有轴向 定位端面与轴心线的垂直度要求等。
五轴联动加工实例
第二节 球面刻字加工实例
一、球面刻字加工工艺分析 首先分析完成这个加工任务需要哪几个步骤。
图9-64 第一次粗加工后效果
第67页/共130页
第二节 球面刻字加工实例
图9-65 第二次粗加工后效果
第68页/共130页
第二节 球面刻字加工实例
图9-66 球面精加工后效果
第69页/共130页
第二节 球面刻字加工实例
图9-84 精加工参数
5.创建加工操作并产生加工刀具路径
第88页/共130页
第二节 球面刻字加工实例
(1)球面粗加工 选择“mill—contour”类型的子类型“CAVI T Y — M I L L ” ， 创 建 一 个 层 铣 操 作 ， 命 名 为 “ C AV I T Y — M I L L 1”。
第一节 多面体加工实例
图9-28 “进给和速度”对话框
第30页/共130页
第一节 多面体加工实例
图9-29 切削参数——策略
第31页/共130页
第一节 多面体加工实例
图9-30 切削参数——余量
第32页/共130页
第一节 多面体加工实例
图9-31 切削参数——连接
第33页/共130页
第一节 多面体加工实例
第一节 多面体加工实例
图9-24 “自动进刀/退刀”对话框
第26页/共130页
第一节 多面体加工实例
图9-25 “避让几何”对话框
第27页/共130页
第一节 多面体加工实例
图9-26 “安全平面”对话框
第28页/共130页
第一节 多面体加工实例
图9-27 “平面构造器”对话框
第29页/共130页
第一节 多面体加工实例
轴类零件建模实例
轴类零件建模实例（自顶向上的建模方法），利用基本面素，采用绕中心线旋转面素或采用面素沿法向拉伸1、问题描述图3-21 所示为某产品上的一根轴。
2、建模思路根据轴的对称性，可利用面体素中的矩形形成一个平面，而后用这个平面绕其中心线进行旋转而生成轴体。
轴类零件在生成有限元模型时，由于其结构特点，采用四面体单元相对简单些。
3、操作步骤（1）定义工作文件名和工作标题①定义工作文件名：执行Utility Menu > File > Change Jobname命令。
在对话框中输入“SHAFT1”并选择【New log and error files】复选框，单击OK按钮。
②定义工作标题：Utility Menu > File > Change Title,在对话框中输入“The Shaft Model”，单击OK按钮。
③重新显示：Utility Menu > Plot > Replot。
（2）显示工作平面①显示工作平面：Utility Menu > WorkPlane > Display Working Plane。
②关闭三角坐标符号：Utility Menu > PlotCtrls > Window Controls > Window Options，在对话框中的【Location of triad】下拉框中选择“Not Shown”，单击OK按钮。
③显示工作平面移动和旋转工具栏：Utility Menu > Workplane > Offset WP by Increments。
（3）利用矩形面素生成面①生成矩形面：Main Menu > Preprocessor > Create > Areas > Rectangle > By > Dimension。
弹出【Create Rectangle By Dimension】对话框。
实验五轴类零件绘制与三维实例(精)
实验五轴类零件绘制与三维实例
一、轴类零件绘制
1.绘制并标注图1
图1 轴类零件
图2 轴类零件局部放大
2.绘制图3，并利用所学知识将图中存在的问题更正（注：轴肩倒角1.6，其他倒角为1，退刀槽宽度为4，圆角为0.5）
图3 轴类零件2
二、三维实例
1. 绘制青花瓷盘
步骤：
a 绘制二维线框创建面域
b 三维旋转成实体
c 使用贴图建立渲染材质
d 使用着色边使不同材质应用与不同实体面
e 渲染得到效果图
图4 瓷盘二维线框图5 渲染效果
图6 青花瓷素材
2. 水瓶
a 设计一个水瓶的基本二维线框造型，使用多段线绘制并创建面域
b 三维旋转成实体
c 通过布尔运算对实体进行进一步编辑，完成造型
d 建立渲染材质，材质设置可参考图7自行调整
e 使用着色边使不同材质应用与不同实体面
f 渲染得到效果图
图7 材质选项参考图8 渲染效果
3. 羽毛球
a 设计一个羽毛球的基本二维线框造型，并创建面域（建议杆的端部
半径为0.6）
b 三维旋转成实体，拉伸羽毛片，厚度自定
c 以羽毛杆的中心为圆心建立ucs，并将羽毛杆移至球帽边缘
d 沿杆的轴向三维旋转羽毛的角度，再沿杆的法线方向旋转至合适位
置如图11所示
e 三维阵列羽毛部分，个数：16，制作一个蓝色圆环调整至合适位置
f 渲染得到效果图
图9 羽毛球二维线框
图10 建立ucs
图11 三维旋转羽毛部分
图12 羽毛球效果图。
五轴联动加工实例
图9-80
自动块毛坯
第二节 球面刻字加工实例
图9-81 球面偏置后的效果
3.设定加工刀具
第二节 球面刻字加工实例
图9-82
刀具参数
4.设定加工方法
第二节 球面刻字加工实例
图9-83
图9-94
选择驱动边界
第二节 球面刻字加工实例
图9-95
边界驱动参数
6.后处理
第二节 球面刻字加工实例
图9-96
第一个字的雕刻刀具路径
第二节 球面刻字加工实例
图9-97
所有字的雕刻刀具路径
第二节 球面刻字加工实例
图9-98
操作顺序
三、球面刻字实际加工过程
第二节 球面刻字加工实例
这个任务的加工过程中的具体操作，和第一节中多面体加工的实 际加工步骤是一致的，大同小异，因此，这里不再赘述，只作简 要说明。
粗加工参数
第二节 球面刻字加工实例
图9-84
精加工参数
5.创建加工操作并产生加工刀具路径
第二节 球面刻字加ຫໍສະໝຸດ 实例(1)球面粗加工 选择“mill—contour”类型的子类型“CAVITY—M ILL”，创建一个层铣操作，命名为“CAVITY—MILL1”。
图9-85 粗加工切削层设定
第二节 球面刻字加工实例
1.加工前的准备工作 2.装夹工件和对刀 3.加工
第三节 叶轮加工实例
图9-99
叶轮示意图
第三节 叶轮加工实例
图9-100
层和组合示意图
一、叶轮各部分曲面分层放臵
第三节 叶轮加工实例
5轴新型数控铣床仿真建模的实现
U G 造型软件可以对工件进行实体造型 , 生成工件 加工时的排刀文件 ( . cls) 。该文件采用 X , Y , Z, , 和 的数据格式 , 存储刀具相对于工件坐标系的位 置姿态信息。而并联机床及数控铣床无法直接控制 这 6 个变量 , 因此需要做一接口处理模块 , 把. cls 文 件转化为下平台的 X 和 Y 两个方向上的移动量及 上平台的位置姿态信息 , 进而求出丝杠的杆长量 , 作 为建模参数。 为了减少多次矩阵变换的复杂性, 减少大量变 换矩阵的存储, 采用了矩阵堆栈的技术。存储当前 坐标系后, 利用 UG 处理后的 X , Y 数据量和数控铣 床结 构参 数 化 的数 据 , 由 g lT r anslat ef ( ) 和 aux SolidBox ( ) 等函数完成下平台的建模。同样, 利用 上平台的位置姿态信息、 杆长信息和结构参数, 通过 坐标系的平移旋转变换进行上平台及丝杠的建模。 建模过程中需要反复利用矩阵堆栈的进栈函数 ( g l PushM at rix ( ) ) 、 出栈函数 ( glP opMat rix ( ) ) 构建不 同的实体坐标系, 为实体的创建提供坐标基准。 为了增强虚拟样机的真实感 , 以便对样机进行 评价和修改 , 利用 OpenGL 的渲染功能对 3 维建模 进行色彩、 材质、 纹理、 光照和图形消隐等处理。 由于在加工过程中 , 上平台的位置姿态角处于 不断变化中 , 图像的处理量较大 , 屏幕更新时会出现 闪烁现象。为了解决该问题 , 采用了双缓冲区绘图 方式, 通过交换前后缓冲区的内容 , 消除闪烁现象。 同时利用 OpenGL 提供的显示列表方式 , 在列表中 各构建模型的绘制被预先计算好并放入计算机内存 中 , 需要时可直接调用 , 不必再进行计算。图 4 为实 现的仿真模型, 上平台带有姿态角, 下平台处于工作 台的左前位置。
典型零件多轴加工 课件 项目三 多轴加工案例
任务1 “3+2定位”五轴加工
任务实施
（一）相关知识
（4）创建程序。 如果零件比较复杂，所创建的操作会过多，甚至使 用的机床有多种类型。这样极易出现因用户管理操 作不当，使操作放置杂乱，整理需要浪费大量的时 间，甚至各操作在进行不同的后处理时容易发生混 淆而造成事故。程序作为管理操作的文件夹，可以 把不同种类的操作分组放置，这样便于修改和后处 理。“创建程序”对话框如图3-1-8所示。 创建程序比较简单，输入程序名称即可。软件默认 为第一个为PROGRAM，第二个则为PROGRAM_1，第三 个为PROGRAM_2，以此类推。创建其他的对象也是 一样的命名规则。
任务实施
任务3 “叶轮”五轴加工
（一）相关知识
此外，一些通用的软件，如UG、CATIA、Pro/E等，也可以用于叶轮的加工。目前，国内大多数 生产叶轮的厂家，多采用国外引进的CAD/CAM软件，利用这些软件，在输入叶轮有关参数时，可以生 产要加工的叶轮的数控加工程序，本任务选用目前流行且功能强大的UG NX10.0对复杂曲面整体叶轮 进行加工轨迹规划。
任务要求
02
1．能够通过UG NX10.0软件分析零件，确定零
件加工刀具。
2．掌握型腔铣加工方法中干涉面的使用方法。
3．掌握可变轴轮廓铣曲面区域驱动方法及相关
参数设定。
4．掌握可变轴轮廓铣中的刀轴控制，垂直于驱
动体的使用方法及参数设定。
任务实施
（一）相关知识
1．多轴加工基础
如图3-2-1所示为“可变轮廓铣”参数设置 对话框。 （1）几何体。
哈尔滨工业大学机械设计大作业5轴系部件5.1.1
哈尔滨工业大学机械设计大作业5轴系部件5.1.1Harbin Institute of Technology机械设计大作业说明书轴系部件设计课程名称：机械设计设计题目：轴系部件设计院系：能源科学与工程学院班级：1202101班设计者：滕令凯指导教师：***学号：**********设计时间：2014-12-02哈尔滨工业大学目录机械设计作业任务书................................................................ - 1 -1选择材料，确定许用应力..................................................... - 3 -2按扭转强度估算轴径............................................................. - 3 -3设计轴的结构......................................................................... - 4 -4轴的受力分析......................................................................... - 7 -4.1画轴的受力简图 ...................................................... - 7 -4.2计算支承反力 .......................................................... - 7 -4.3画弯矩图 .................................................................. - 8 -4.4画转矩图 .................................................................. - 9 -5校核轴的强度......................................................................... - 9 -6轴的安全系数校核计算....................................................... - 11 -7校核键连接的强度............................................................... - 13 -8校核轴承的寿命................................................................... - 14 -8.1计算当量动载荷 .................................................... - 14 -8.2校核寿命 ................................................................ - 14 -9轴上其他零件设计............................................................... - 15 -10轴承座结构设计................................................................. - 16 -11轴承端盖（透盖）............................................................. - 16 -12参考文献............................................................................. - 16 -哈尔滨工业大学机械设计大作业任务书题目 ___轴系部件设计___ 设计原始数据：传动方案如图5.1图5.11选择材料，确定许用应力通过已知条件和查阅相关的设计手册得知，该传动机所传递的功率属于中小型功率。
机械零部件测绘指导
机械零部件测绘指导. 机械零部件测绘实验指导书（试用）目录实验一机械零件的三视图绘制实验二机械零件的剖视图绘制实验三机械零件的轴测图绘制实验四机械零件的立体图绘制实验五机械零件的尺寸标注实验六机械零件的配合公差实验七机械零件的基本量测实验八机械零件的表面粗糙度测量实验九机械零件的形位公差实验十机械零件的形位公差测量实验十一机械零件的加工工艺分析实验十二机械零件的装配分析实验十三机械零件的CAD制图实验十四机械零件的CAM加工实验十五机械零件的CNC加工实验十六机械零件的三维打印实验十七机械零件的材料力学性能测试实验十八机械零件的热处理工艺实验十九机械零件的表面处理工艺实验二十机械零件的质量检验实验二十一机械零件的故障分析实验二十二机械零件的维修技术实验二十三机械零件的安全操作实验二十四机械零件的环保技术实验二十五机械零件的创新设计实验一：机械零件的三视图绘制在机械设计中，三视图是最基本的图形表达方式之一。
它包括主视图、俯视图和左视图。
主视图是一个物体的最主要的视图，通常是物体的前视图或侧视图。
俯视图是物体从上方看的视图，左视图是物体从左侧看的视图。
三视图的绘制是机械设计的基础，也是其他图形表达方式的基础。
实验二：机械零件的剖视图绘制剖视图是机械设计中常用的一种图形表达方式。
它通过将物体沿着某个平面切割，并将切面展开，来表达物体内部结构和特征。
剖视图的绘制需要掌握切割平面的选择、切割方向的确定、切割线的绘制和展开图的绘制等技能。
实验三：机械零件的轴测图绘制轴测图是机械设计中常用的一种图形表达方式。
它通过将物体沿着某个轴线投影到一个平面上，来表达物体的三维形态和特征。
轴测图的绘制需要掌握轴线的选择、投影面的确定、视点的选择和投影线的绘制等技能。
实验四：机械零件的立体图绘制立体图是机械设计中常用的一种图形表达方式。
它通过将物体的三维形态直接表达出来，来更加直观地展示物体的结构和特征。
立体图的绘制需要掌握透视原理、视点的选择、投影面的确定和投影线的绘制等技能。
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实验五轴类零件绘制与三维实例
一、轴类零件绘制
1.绘制并标注图1
图1 轴类零件
图2 轴类零件局部放大
2.绘制图3，并利用所学知识将图中存在的问题更正（注：轴肩倒角1.6，其他倒角为1，退刀槽宽度为4，圆角为0.5）
图3 轴类零件2
二、三维实例
1.绘制青花瓷盘
步骤：
a)绘制二维线框创建面域
b)三维旋转成实体
c)使用贴图建立渲染材质
d)使用着色边使不同材质应用与不同实体面
e)渲染得到效果图
图4 瓷盘二维线框图5 渲染效果
图6 青花瓷素材
2.水瓶
a)设计一个水瓶的基本二维线框造型，使用多段线绘制并创建面域
b)三维旋转成实体
c)通过布尔运算对实体进行进一步编辑，完成造型
d)建立渲染材质，材质设置可参考图7自行调整
e)使用着色边使不同材质应用与不同实体面
f)渲染得到效果图
图7 材质选项参考图8 渲染效果
3.羽毛球
a)设计一个羽毛球的基本二维线框造型，并创建面域（建议杆的端部
半径为0.6）
b)三维旋转成实体，拉伸羽毛片，厚度自定
c)以羽毛杆的中心为圆心建立ucs，并将羽毛杆移至球帽边缘
d)沿杆的轴向三维旋转羽毛的角度，再沿杆的法线方向旋转至合适位
置如图11所示
e)三维阵列羽毛部分，个数：16，制作一个蓝色圆环调整至合适位置
f)渲染得到效果图
图9 羽毛球二维线框
图10 建立ucs
图11 三维旋转羽毛部分
图12 羽毛球效果图。