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五轴联动数控雕刻机结构设计在数控雕刻机的设计中，五轴联动结构是目前较为常见的设计方案之一。
它可以实现对工件的多角度切削和精细加工，广泛应用于各种工业生产领域。
本文将主要介绍五轴联动数控雕刻机的结构设计和相关技术。
五轴联动数控雕刻机是一种高精度的加工设备，它可以在三维空间内沿着任意轴线进行加工，具有以下特点：1.高精度：五轴联动数控雕刻机具有较高的机床刚性和运动精度，可以保证加工精度和表面质量。
2.高效率：五轴联动数控雕刻机可以在一次装夹的情况下完成多个加工面，提高了生产效率。
3.广泛适用：五轴联动数控雕刻机可以加工各种难加工的工件，如曲面、复杂零件等。
4.易于操作：五轴联动数控雕刻机采用计算机控制和程序编写，具有灵活性和易操作性。
1.机床底座：机床底座是整个数控雕刻机的主要承重部分，它需要具有足够的刚性和稳定性，以保证加工精度和表面质量。
底座材料通常为优质铸铁、钢铁等。
2.主轴箱体：主轴箱体是数控雕刻机的核心部分，它包括主轴、伺服电机、减速器等部分。
主轴箱体需要具有较大的承载能力和刚性，以能够承受高速转动的主轴和高速切削力。
3.工作台：工作台是安装工件的平台，它需要具有足够的刚性和平整度，以保证工件的精确定位和加工精度。
在五轴联动数控雕刻机中，工作台可以沿着X、Y、Z三个方向移动，并且可以绕着A、C两个轴旋转。
4.五轴联动部分：五轴联动部分是数控雕刻机的核心部分，它由数控系统控制，可以实现对工件的多角度切削和精细加工。
五轴联动部分通常包括A轴、C轴、AB轴、BC轴等各个轴的伺服电机、减速器、轴承等部分。
5.数控系统：数控系统是五轴联动数控雕刻机的控制核心，它负责控制机床各个部分的运动和加工过程。
数控系统通常由计算机、控制卡、数控软件等部分组成，可以直接对加工程序进行编程和调整。
五轴联动数控雕刻机的工作原理是由数控系统对五个轴的运动进行控制，从而实现对工件的多角度切削和精细加工。
具体工作流程如下：1.准备工作：将工件固定在工作台上，并进行定位、检测等工作。
大连民族学院本科毕业设计（论文）基于Pro/E的五轴数控铣削加工编程与Vericut仿真验证学院（系）：机电信息工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：李东泽学号：2007022209指导教师：X德全评阅教师：完成日期：2011年6月6日XX民族学院摘要五轴联动数控加工技术以其特有的优越性在复杂、高精度零件加工方面起着越来越重要的作用。
五轴加工优越性的充分发挥离不开高质量的五轴加工编程和有针对性的后置处理程序。
由于刀具与工件相对运动的复杂性，五轴加工编程的复杂程度远远超过三轴加工的编程。
同时，五轴加工后置处理，由于开发难度大和技术XX等原因，也成为五轴加工设备充分发挥效率的制约因素。
针对上述两个方面的问题，本文作了相应的研究。
首先，五轴联动加工中心进行了数控铣削后置处理开发，通过基于Pro/e软件的辅助模块进行了后置处理程序的开发。
本文的研究对于如何提高五轴加工编程质量和解决后置处理问题，具有一定的实际意义。
关键词：五轴加工编程；后置处理；坐标变换；仿真加工AbstractFive.axis NC machining technology with its special advantages bees more and more important in the machining of plex and high precision Parts.Without the reasonable programming of five.axis NC machining and the pertinent special post processing，the advantages can not be exerted pletely.owing to the plexity of the motion between the tool and the workpiece,it is more difficult to get the programming of the five.axis NC machining than the three.axis.And the five.axis post processing is the main constraint in improving the effectivity of the machining tool just because of the difficult redevelopment，technique secrecy and so on.Based on resolving the two problems above，some relative research is done in this paper.There is one methods to realize the post processing :It is the redevelopment of the general post.processing module based on the pro/e.The research of the paper have some important significance at resolving the problem of post.processing and improving the effectivity of NC machining programmingKeywords:five.axisNCmachining programming;postProcessing;coordinate transformation;simulationformachining目录摘要 (I)Abstract (II)1.绪论 (1)1.1 数控编程技术的发展历程 (1)1.2数控编程技术的关键技术 (2)1.3 后置处理技术概述 (2)1.3.1后置处理的主要任务. ................................................... ............... .. (3)1.3.2 后置处理技术发展 (3)1.33 国内后置处理技术研究现状 (4)1.4课题的研究内容及意义 (4)2.五轴加工编程及后置处理算法 (5)2.1 五轴数控加工工艺有关内容 (5)2.1.1 刀具选择 (5)2.1.2 切削用量的选择 (6)2.1.3 五轴加工编程刀具轨迹生成 (8)2.1.4 刀位干涉处理 (11)2.2本章小结 (14)3五轴数控加工仿真几何模型的建立...... (15)3.1三维实体表示方法概述 (15)3.1.1 线框图表示法 (15)3.1.2 边界表示法... . (16)4 凸管模型数控加工.............................................. .. (17)4.1建立制造模型.......................................... .. (17)4.2体积块加工.......................................... .. (17)4.3 曲面铣削精加工. ................................. ........................................................ .. (21)4.4后置处理生成程序.................................. ........................................................ .. (24)结论. (25)参考文献 (26)致谢. (27)1. 绪论五轴数控技术是数控技术中难度最大、应用X围最广的技术[1]。
五轴联动立式加工中心结构设计简介作为难度最大、应用范围最广的数控机床技术，五轴联动立式加工中心在加工方面有着不可替代的优点：1) 能够加工一般三轴联动机床不能加工或者无法一次装夹加工完成的连续光滑的自由曲面。
例如航空发动机转子、大型发电机转子、大型船舶螺旋桨等，更多行业技术请关注微新机械公社圈由于五轴联动立式加工中心在加工过程中刀具相对于工件的角度可以随时调整，避免了刀具的加工干涉，因此五轴联动立式加工中心可以完成三轴联动机床不能完成的许多复杂的加工；2) 可以提高自由空间曲面的加工精度、加工效率和加工质量。
相对于三轴数控机床加工一般的型腔复杂的工件，工件一次装夹就可完成五面体的加工，并且由于五轴数控加工中心加工时可以随时调整位姿角，五轴联动立式加工中心可以以更好的角度加工工件，避免了多次装夹，大大提高了加工效率、加工质量和加工精度；3) 在零件加工过程中，大量的时间将消耗在搬运工件、上下料、安装调整等时间上，为了尽可能减少这些时间，五轴加工中心大量使用。
其加工效率相当于两台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资，大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。
因此，五轴联动立式加工中心的重要作用使其成为当今数控工业发展的热点和重点。
五轴联动立式加工中心结构设计底座 1，在底座 1 的上部两侧分别设有左床身 12 和右床身 2，在左床身12 和右床身 2 的上部内侧分别设有 Y 轴重载滚柱线轨 3，一 Y 向运动的横梁 5 安放在Y 轴重载滚柱线轨 3上，左床身 12 和右床身 2 的上部两端分别设有第一马达座和第一尾端座，在第一马达座和第一尾端座之间分别设有 Y 轴丝杠 4，Y 轴丝杠 4 与横梁 5 螺母法兰面结合并通过Y 轴丝杠 4 驱动做 Y 向运动，在横梁 5 的上端面和左侧面设置有 X 轴重载滚柱线轨，在横梁 5的 X 轴重载滚柱线轨 7 上设有可 X 向运动的滑座 11，横梁 5 的左侧斜面上安装有第二马达座，横梁5 的右侧侧斜面上安装有第二尾端座，第二马达座和第二尾端座之间安装有 X 轴丝杠 8， X 轴丝杠 8 与滑座11 的底部螺母法兰面结合并通过X 轴丝杠 8 驱动做做 X 向运动，滑座 11 的内侧侧面上设置有Z 轴重载滚柱线轨 10，滑座 11 的前端上部安装有第三马达座，下部安装有第三尾端座，第三马达座和第三尾端座之间设有 Z 轴丝杠 15，Z 轴丝杠 15 与一机头 9 右侧螺母法兰面结合并通过Z 轴丝杠 15 驱动做 Z 向运动，机头 9 内的主轴孔内装有可高速旋转的电主轴 6，机头 9 的上端安装有气缸导向板 18，滑座 11 的上端安装气缸支撑板17，气缸固定板 17 上安装有气缸 16，右床身 2 和左床身 12 之间安装有带高动态特性力矩电机的双轴转台 14，底座 1 的后部且在右床身2 和左床身 12 之间的空腔内安放有刀库 13。
五轴五联动加工中心项目需求及技术要求
一、项目简介
本项目又称五轴五联动加工中心,是指将点、面、孔、槽、走线等多
工序加工整合到一个加工中心,一次上料,可完成一次性加工的数控机床，采用五轴技术,实现多轴联动,是实现完全自动加工的高精度机床。
二、项目目的
本项目旨在开发一台具有高精度、智能化功能的四轴五联动加工中心,实现客户制模零件的高效率、高精度数控加工。
三、技术要求
1、强有力的系统稳定性:控制系统采用德国Siemens等知名品牌的控制器,电器采用名牌伺服驱动器,配合出色的系统稳定性。
2、高精度加工能力:多轴共轭加工,采用进口高精度伺服电机,驱动精度可达到0.02mm,建模精度可达到0.02mm。
3、智能控制功能:采用Siemens等专业控制系统,实现运动控制和夹
具切换等智能控制功能,可实现多工位联动加工,降低加工时间,提高加工
效率。
4、安全特性:添加双闭环保护功能,采用双作动器及双紧固功能,可防止机床自动运行时的事故,降低加工事故,保证机床的持久安全。
四、委托方需求
1、机床应具有良好的系统稳定性及可靠性、出色的加工精度、快速
方便的操作以及安全可靠的特性。
2、必须达到五轴五联动加工中心的各个加工工序的加工精度及质量需求。
五轴机器人主体结构设计及运动仿真摘要工业机器人是一种集多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备，随着科学与技术的发展，工业机器人的应用领域也在不断扩大。
虽然近年来我国工业机器人的需求量逐年增加，但目前国产的机器人大多还需要进口，这与我国快速的发展的工业水平不相适应。
本文以FESTO柔性生产线装配工作站的三菱工业机器人为基础，针对五轴工业机器人的主体结构进行设计，其中包括各运动关节电机和传动机构的选型设计；机器人主体机构三维建模；机器人关键零部件的三维建模和工程图绘制；通过机器人手腕、前臂、后臂、立柱和底座这几部分的结构设计及运动仿真，探讨在solidworks 软件环境下, 建立了机械手臂的三维实体建模、虚拟装配、动态模拟和干涉检查,并运用solidworks的motion模块进行机械手臂的运动仿真,实现Solidworks软件环境下机械手臂的虚拟设计。
本设计的工业机器人采用交流伺服电机及带传动的工作方式，机器人传动环节减少，结构简单，提高了系统的精度，减少维护工作量，同时也简化了生产工艺，降低了生产成本。
关键词：工业机器人、结构设计、仿真模拟、solidworksIV五轴机器人主体结构设计及运动仿真AbstractThe industrial robot is a set of advanced technologies in the integration of multidisciplinary important modern manufacturing equipment, with the development of science and technology, the industrial robot applications are constantly expanding. Although in recent years the demand robot of our country increases year by year, but at present homebred robot also need to be imported, and this does not suit to China's rapid industrial development level.This paper is based on the Mitsubishi industrial robot of FESTO flexible manufacture system assembly workstation based on five axis robot, structure design, including the movement of each joint motor and transmission mechanism design of the robot body mechanism; 3D modeling; robot key parts of the 3D modeling and engineering drawing; through the robot wrist, forearm, arm a column and a base, the parts of the structure design and the movement simulation, discusses in the SolidWorks software environment, to establish a mechanical arm of the 3D solid modeling, virtual assembly, dynamic simulation and interference check, and by using the SolidWorks motion module for mechanical arm movement simulation, implementation of Solidworks software environment for virtual design of mechanical arm. The design of the industrial robot driven by AC servo motor and belt transmission mode, the robot transmission link is reduced, and has the advantages of simple structure, improve the precision of the system, reduces the maintenance workload, but also simplifies the production process, reduce the production cost.Key words: industrial robot, structure design, simulation, SolidWorksV五轴机器人主体结构设计及运动仿真目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 国内外研究综述 (2)1.3 研究现状 (4)1.4 研究意义 (7)第二章设计选型 (8)2.1 机构选型 (8)2.1.1 运动机构 (8)2.1.2 传动机构 (10)2.1.3 控制机构 (11)2.2 电机选型 (13)第三章机械部分设计 (18)3.1 设计内容 (18)3.1.1 机器人手腕设计 (18)3.1.2 机器人前臂设计 (20)3.1.3 机器人后臂设计 (22)3.1.4 机器人立柱设计 (24)3.1.5 机器人底座设计 (27)第四章机器人装配及运动仿真 (29)4.1 机器人装配 (29)4.2 机器人运动仿真 (42)第五章市场前景 (44)5.1 市场分析 (44)第六章总结与展望 (45)6.1 总结 (45)6.2 展望 (45)致谢 (46)参考文献 (47)VI五轴机器人主体结构设计及运动仿真第一章绪论1.1 选题背景工业机器人是一种集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。
五轴高速数控雕铣机------铣头设计摘要随着制造业的发展，高速度、高效率、高精度和高刚度已经成为当今数控机床发展的主要方向。
为了满足当前数控机床市场的需要，五轴联动铣头已经成为了当今一个重要的发展趋势。
本次毕业设计的主要任务是五轴高速数控雕铣机的铣头设计。
五轴头是五轴联动加工中心上所联接的一种装置。
该机床具有很强的数控功能，可以高效率高精度加工空间曲面类零件，如各类模具、水轮机和汽轮机叶片、三元流离心压气机、船用螺旋桨和推进器及螺旋锥齿轮的关键设备。
可一次装夹工件在多种空间角度进行铣、镗、钻等工序加工，加工各种具有复杂轮廓表面、型腔的工件，可作铣、镗、钻孔等加工。
广泛适用于各种机械制造业，特别是模具制造业。
它可以实现五轴控制、五轴联动，高速运转。
在掌握PRO/E软件的基本功能后，对机床的各部件进行结构设计、建模，然后，进行装配和运动仿真，达到设计的目的。
关键词五轴控制五轴联动虚拟制造技术虚拟装配ABSTRACTAlong with the development of the manufacturing industry, high speed,high efficiency, high precision and high rigidity have been the main developing trend of numeric-control machine tools. To meet the need of numeric-control machine tools’development, five-axis head have become an important development trend now. The main task of the design is the design of 5-axis head.5-axis head is a kind of equipment in 5-axis With strong numerical function, the machine tool is the key equipment in the efficient and high-accurate machining of curly-faced . work-piece, namely. Variation molds, vane of water turbine and steam turbine, ship-used propeller, promoter and gears. It can clip a work-piece going through milling, boring and drilling, it can also process.A variety of work-pieces with complex outlook and cavities. It is capable of drilling and milling. It can be applied to all kinds of mechanic manufactures; especially molds manufacture. It can control five axis, simultaneous operate five axis. At a high speed the spindle electrical machinery uses A.C driving system, which enables the spindle to vary speeds infinitely.With a command of the baric functions of the Pro/E software, different parts of the machine tool are designed, assembled ， thus achieving the desired requirement.Keywords control five axis simultaneous operate five axisvirtual－madevirtual－assembly目录第一章概述----------------------------------------61.1 国内外相关技术现状-------------------------61.2 课题研究涉及内容---------------------------9 第二章五轴铣头的结构设计--------------------------112.1 整体方案设计研究 --------------------------112.2 铣头内部结构细化设计及计算-----------------132.2.1 A轴传动的设计及计算-----------------132.2.2 C轴传动的设计及计算-----------------21 第三章 PRO/E虚拟建模造型及装配---------------------273.1 虚拟制造技术及其软件介绍-------------------273.2 五轴铣头中零件的造型及装配-----------------30 第四章技术经济分析--------------------------------36 设计结论及致谢参考文献第一章概述第一节国内外相关技术现状五轴数控技术在数控加工领域里一枝独秀，它是连续平滑、复杂曲面加工的代名词，但该技术在全球范围内一直没有得到普及.五轴数控加工技术是加工连续、平滑、复杂曲面的主要手段.早在20世纪60年代，国外航空工业生产中就开始采用五轴数控铣床。
提供全套毕业论文图纸，欢迎咨询摘要数控铣床日益向高速度、高精度和高刚度的方向发展，其机构日趋复杂，对其工作性能的要求越来越高。
而发达国家在进出口技术含量高的五轴联动加工中心方面，对我国进行限制。
所以，我国就必须自主开发。
虚拟制造技术的发展应用，为开发研究高技术数控机床产品提供了技术手段。
本科题的主要任务是在设计阶段采用有限元法完成基础件（底座、工作台、滑枕、立柱）及整机的虚拟动力学分析。
其虚拟动力学研究包含两个方面：固有振动特性分析和响应特性分析。
对基础件（底座、工作台、滑枕、立柱）及整机进行了固有振动特性分析，得出了相应的固有频率和振型，通过振型的动画显示，形象而逼真地描述各模态的振动过程。
对滑枕进行了响应特性分析，得出了主轴在工作转速下的响应位移，并绘出了主轴在一系列频率下的响应位移对频率的曲线。
本课题的研究，为设计高性能的基础件（底座、工作台、滑枕、立柱）及整机提供了可靠的理论依据，缩短了产品的开发周期，降低了开发成本，其中的分析方法易于推广到其它各类机床的开发研究中，故本课题的研究方法及结论具有广泛的工程意义。
ABSTRACTThe milling machine is developing towards high speed, high precision and high rigidity, its organization is becoming more complex, the need of its work performance is becoming more. For the developed countries restrict our country in importing the NC machine with 5-axes linkage, we should do it by ourself. The development and appliance of the VMT provide the technical measurement in exploiting the NC machine tool of the high technology. The main task of this study is the accomplishment of the virtual dynamics of the basic parts including worktable、base、slider and the whole machine by means of the finite element analysis. The virtual dynamics research include two sides: the analysis ofthe inherent libration speciality and the analysis of the response speciality.The analysis of the inherent libration speciality of the worktable、base、slider and the whole machine oth the system is done to get the relevant inherent frequencies and the librating models. The moving show of the librating models describes the vibrating process of several modes.The analysis of the slider is done on the slider, the response displacement of the working speed is gotten. The curve of the response displacement and the frequency is drawn.The virtual dynamics research is done in this thesis, to shorten the exploiting period of the product, and to reduce the exploiting cost. The reliable theory is provided to design the worktable、base、slider and the whole machine performance. The way is easy to extend to the research of the other machine tools. So the way and the conclusion is of abroad engineer meaning.1．1 课题研究的来源和技术背景本课题的主要任务是对五轴加工中心的动力学分析（固有振动特性分析和响应特性分析）。
重庆三峡学院毕业设计（论文）题目UG自动编程的叶轮加工（五轴联动加工中心）院系应用技术学院专业机械设计制造及其自动化年级08 机械完成毕业设计（论文）时间2011 年12 月目录摘要第一章：绪论1.1：五轴联动简介1.2：五轴联动加工中心的特点1.3：五轴联动加工中心的分析1.4：五轴联动加工中心的应用领域第二章：FANUC系统编程方法2.1 FANUC系统概述2.2 FANUC系统编程指令第三章：叶轮轴加工的工艺分析3.1概述3.2零件三维模型与零件图3.3叶轮轴的加工工艺分析第四章：叶轮轴加工的UG自动编程4.1 建立零件的UG三维模型4.2 叶轮轴加工的UG自动编程4.3 叶轮轴加工的UG程序后处理第五章：总结致谢语参考文献基于UG自动编程的数控铣削加工牟松重庆三峡学院应用技术学院机械设计制造及其自动化08机械重庆万州 404000摘要五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业有着举足轻重的影响力。
目前，五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。
关键字五轴联动加工中心UG 自动编程第一章：绪论1.1：五轴联动简介所谓五轴加工这里是指在一台机床上至少有五个坐标轴(三个直线坐标和两个旋转坐标)，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。
1：对于五轴立式加工来说，必须要有C轴，即旋转工作台，然后再加上一个轴，要么是A轴要么是B轴。
2：主轴头旋转类型，立式结构的两个回转轴A，C轴。
该机床将A，C回转轴设置在主轴上。
铣头绕Z轴旋转360度形成C轴，绕X轴旋转±90度形成A轴。
这样的结构形式工作台上无旋转轴。
3：工作台旋转类型，工作台绕X轴旋转，工作台绕Z轴旋转，主轴无需摆动。
4：工作台绕Z轴旋转，主轴头绕Y轴摆动称B轴。
轴类零件加工工艺毕业设计轴类零件加工工艺毕业设计在机械制造领域中，轴类零件是一种常见且重要的零件类型。
轴类零件的加工工艺对于产品的质量和性能有着直接的影响。
因此，对轴类零件的加工工艺进行深入研究和设计是非常有必要的。
本文将从加工工艺的选定、工艺流程的设计以及加工设备的选择等方面，探讨轴类零件加工工艺的毕业设计。
一、加工工艺选定轴类零件的加工工艺选定是毕业设计的核心部分。
在进行加工工艺选定时，需要考虑到零件的材料、形状、尺寸以及产品要求等因素。
首先，对于不同材料的轴类零件，其加工工艺会有所不同。
例如，对于钢材轴类零件，常见的加工工艺包括车削、铣削、钻削等；而对于铝合金轴类零件，则可以采用铣削、钻削、镗削等加工工艺。
其次，零件的形状和尺寸也会对加工工艺的选定产生影响。
对于较为复杂的形状和大尺寸的轴类零件，可能需要采用多道工序进行加工。
最后，根据产品要求，还需要考虑到表面光洁度、精度要求等因素，选择适合的加工工艺。
二、工艺流程设计在确定加工工艺选定后，需要进行工艺流程的设计。
工艺流程设计是将加工工艺按照一定的顺序组合起来，形成一条完整的加工流程。
在进行工艺流程设计时，需要考虑到加工工艺之间的先后关系、工艺之间的依赖关系以及工艺之间的协调性。
例如，对于一个轴类零件的加工工艺流程，可能包括车削、铣削、钻削等多个工艺。
在进行工艺流程设计时，需要确保各个工艺之间的顺序正确，避免出现工艺之间的冲突和矛盾。
此外，还需要考虑到工艺之间的依赖关系，确保前一道工艺的加工结果能够满足后一道工艺的要求。
最后，还需要考虑到工艺之间的协调性，确保整个加工流程的高效和稳定。
三、加工设备选择加工设备的选择是轴类零件加工工艺设计的重要环节。
在进行加工设备选择时，需要根据零件的形状、尺寸以及加工工艺的要求来确定合适的设备。
例如，对于较为复杂的形状和大尺寸的轴类零件，可能需要选择五轴联动加工中心或者数控车床等高精度加工设备。
而对于形状简单且尺寸较小的轴类零件，则可以选择普通车床或者铣床等设备。
江西农业大学毕业设计(论文)任务书
设计（论文）
小型5轴联动数控铣床设计
课题名称
学生姓名院（系）工学院专业机械设计制造及其自动化指导教师职称教授学历博士
毕业设计（论文）要求：
1．要求在完成论文期间，态度端正，积极主动，大量查阅文献资料。
2．按时完成毕业设计内容，技术路线准确，可行。
3．绘制零件图和装配图，图纸量不少于1.5张A0图纸。
4．完成毕业设计说明书，格式正确，要求字数不少于6000字。
5．完成电子文档及PPT文档。
毕业设计（论文）内容与技术参数：
1．收集有关资料，写出开题报告。
2．体设计方案确定、设计计算。
3．装置总体，及零部件设计。
毕业设计（论文）工作计划：
1．2012年11月～12月：接受毕业设计任务，查阅整理文献资料；
2．2013年1月：确定课题设计方案；
3．2013年2月～4月：绘制设计图纸及编写设计说明书；
4．2013年5月10日之前：定稿打印，准备毕业设计答辩。
接受任务日期年月日要求完成日期年月日学生签名年月日指导教师签名年月日院长（主任）签名年月日。
毕业设计（论文）-立式铣削五轴五联动加工中心设计提供完整版的各专业毕业设计，目录第一章概述--------------------------------1.1 课题研究内容----------------------1.2 国内外相关技术现状----------------1.3 课题分工及简介--------------------- 第二章技术支持及其发展趋势----------------2.1 虚拟制造的应用及发展-------------2.2 相关软件介绍--------------------- 第三章具体设计方案3.1 设计参数计算---------------------3.2 造型设计------------------------- 第四章装配及其仿真4.1 零件的装配-----------------------4.2 装配仿真------------------------- 第五章设计结论及参考文献-------------------第一章概述1.1 课题研究内容:本次设计的主要任务是立式铣削五轴五联动加工中心，它具有较强的数控功能，可以加工各种复杂轮廓表面的工件。
可作铣、镗、钻孔等加工，广泛应用于机械制造业。
它可以实现五轴控制、五轴联动。
主轴电机采用交流伺服驱动系统，可实现主轴的自动无级变速。
它采用了自动液压拉松刀结构，使刀具交换方便快捷。
这一部分主要是主轴头的设计，主轴头可沿X、Y、Z三个方向移动，并可绕A(B)、C轴作旋转运动，具有很大的灵活性，且加工性能好。
安装专用刀杆及附件，可以加工平面，斜面、螺旋面、沟槽、花键、弧形槽等等。
通过转动的主轴头，机床可实现铣削空间前半球任意角度的加工它采用精密同步带传递主传动，采用伺服电机实现摆动，该主轴头具有较高刚度，主轴转速变换范围宽。
主轴电机为28KW，采用高速钢或硬质合金刀具可进行高速度的强力切削，主轴头与滑枕作成分离式，便于用户安装拆卸。
主传动采用变六变频的无级调速，便于用户选用适合的切削转速和参数。
这次设计的数据参数来源于桂林机床厂，主要参数见下:主轴锥孔 40 GB3838.1-83主轴转速级数无级主轴转速范围 0~10000 rpm主轴转数级数无级主电机功率 28KW加工中心其它部分参数如下工作台面积1600×4000 mm工作台T型槽槽数 9槽宽 22 mm槽距 160 mm工作台行程纵向X 4000 mm滑枕行程横向Y 2500 mm垂向Z 1000 mm滑枕进给量范围纵向X 4000 mm横向Y 4000 mm垂向Z 4000 mmA及C轴摆角 A 轴 ?100?C 轴 ?180?A及C轴转速 0~5 rpm进给电机扭矩纵向X 39 Nm横向Y 26 Nm垂向Z 26 Nm机床体积(长×宽×高) 9400×4300×3900 mm机床净重 38000 Kg1.2 国内外相关技术现状:五轴联动数控加工中心是功能强，结构复杂，技术含量高的机床，它广泛应用于航天、航海、汽车等领域，在现代工业中有非常重要的应用价值。
在五轴联动数控加工中心的开发过程中，自动万能铣头是关键技术，目前国内只有很少数几个厂家正在开发和生产自动万能铣头，主要还处于搜集技术资料和研究阶段。
而国外一些发达国家中，自动万能铣头已经普遍应用于立式和龙门式数控铣床以及数控加工中心。
使铣床达到五轴联动，实现四面体和五面体加工，可以大大提高铣床的自动化水平和工艺范围以及工作效率。
研究开发五轴加工中心要求具有较高的性能技术指标，不仅要具有多坐标复杂曲面的加工功能，而且还要满足高速度、高刚度和高精度的要求。
而发达国家在进出口技术含量高的五轴联动加工中心方面，对我国进行限制，因此，五轴联动数控加工中心的研究开发是一个难度比较大的项目。
在我国现在比较先进的相关机床主要有:沈阳机床集团的HS-60卧式加工中心。
主轴最高转速达18 0O0r,min，快移速度高达60m,min，加速度达1g。
北京机床研究所的KT1300VB型立式加工中心，主轴最高转速达12000r,min,换刀时间为1.5s，快移速度为40m,min。
北京机电研究院的VMC750 II/VMC1000 II立式加工中心。
它具有以下特点:1) 先进的设计，用CAD/CAM系统完成最优的结构设计。
2) 高刚性结构，基础大件为铸件，主要零部件经有限元分析，确保高刚性。
3)主轴轴承采用进口的油气润滑装置进行油气润滑。
4)采用凸轮机械手换刀，换刀时间仅2s。
5) 刀库容量24把。
6) 采用A2100或FANUC数控系统，也可按用户需求选装。
北京机电研究院的VMC750F/VMC750F II五轴联动立式加工中心。
它具有以下特点:1)这种五轴联动立式加工中心是在立式加工中心上配置可倾回转工作台，可对各种空间立体型面进行五轴联动加工，特别适用于加工叶轮类零件，用于机械制造、航空航天、汽车、摩托车、模具等高技术行业。
2) 加工范围大，工件安装空间可达Ø420xØ370x300。
转台台面在倾斜轴下40mm，工件安装偏离摆动中心距离小，加工误差小，加工时Y轴附加行程减小。
3)具有10个通道，50个伺服轴，8轴联动。
此外，北京第一机床,桂林机床厂、北京第三机床厂等的数控高速铣床，主轴转速均达10 000r,min以上。
常州机床总厂的五轴联动的数控龙门式加工中心采用电主轴最高转速10O00r,min，功率18kW,15k。
汉江机床厂和华中数控公司的5轴联动的卧式加工中心。
北京机床研究所的世界先进水平的高精度高速数控车削中心，主轴回转精度小于0.2μm，主轴最高转速8 0O0r,min。
本课题利用以设计为中心的虚拟制造技术开发研制五轴联动数控加工中心。
虚拟制造技术是刚提出的面向21世纪的先进制造技术，它是以信息技术、仿真技术和虚拟现实技术为支持，在高性能计算机及高速网络中，采用群组协同工作，通过虚拟模型来模拟和预估产品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的问题，在虚拟环境下实现产品制造的全过程，包括产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，并进行过程管理与控制。
既在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以做出前瞻性的决策与优化实施方案。
1.3 课题分工及简介:本课题的具体内容分两部分:1)五轴联动数控加工中心的设计方案进行虚拟建模，并在建模的过程中不断发现问题、解决问题，进一步优化设计方案。
本课题采用Pro/Engineer软件对设计方案进行虚拟建模，完成整个加工中心的虚拟装配，获得虚拟模型的可装配性、可制造性和干涉检验等特性。
2)加工中心虚拟模型进行运动学和动力学仿真，来模拟和评估加工中心的功能、性能等各方面可能存在的问题，包括动力学、运动学、有限元、精度、加工和装配性等虚拟仿真分析，得到接近实际加工中心的设计参数、方案评价和制造成本等分析结果。
本课题将采用MDI公司的ADAMS软件和SDRC公司的I-DEAS软件对虚拟建模的部分重要模块进行装配级产品的运动学及动力学仿真及有限元分析，并使用Pro/Engineer2001及InventorR2软件对整机的装配模型进行装配及运动学仿真。
考虑到每个人的具体情况及工作量，我们同组的六个人对整机工作进行了分工:我主要负责主轴系统及C轴进给既滑枕的设计造型极其装配仿真。
第二章技术支持及其发展趋势本课题利用以设计为中心的虚拟制造技术开发研制五坐标联动数控加工中心。
在设计中还主要用到的相关软件有Pro/Engineer2000i, Pro/Engineer2001及InventorR2等。
下面就相关技术支持给予介绍。
2.1 虚拟制造VM(Virtual Manufacturing)的应用及发展虚拟制造是一种新的制造技术，它以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支持，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会或感受到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以作出前瞻性的决策与优化实施方案。
虚拟制造是一个集成的、综合的可运行制造的环境，用来改善各个层次的决策和控制。
这里的“综合”，指的是既有真实的，又有仿真的对象、活动和过程，是一种混合的状态。
“环境”，是指提供的各种分析工具、设备以及组织方法，并以协同工作的方式，支持用户构造特定用途的制造仿真。
“运行”，指的是利用上述环境进行构造和操作特定的制造仿真。
“改善”，指的是增加其精度和可靠性。
“层次”，指的是从产品概念设计到回收利用的各个阶段、从车间级到执行位置的各个等级、从物质的转换到信息的传递等各个方面。
“决策”和“控制”，指的是进行改变而掌握其影响，预测效果的真实性。
虚拟制造技术的应用将从根本上改变现行的制造模式，对未来制造业的发展产生深远影响，它的重大作用主要表现为:(1)运用软件对制造系统中的五大要素(人、组织管理、物流、信息流、能量流)进行全面仿真，使之达到了前所未有的高度集成，为先进制造技术的进一步发展提供了更广大的空间，同时也推动了相关技术的不断发展和进步。
(2)可加深人们对生产过程和制造系统的认识和理解，有利于对其进行理论升华，更好地指导实际生产，即对生产过程、制造系统整体进行优化配置，推动生产力的巨大跃升。
(3)在虚拟制造与现实制造的相互影响和作用过程中，可以全面改进企业的组织管理工作，而且对正确做出决策有不可估量的作用。
(4)虚拟制造技术的应用将加快企业人才的培养速度。
VM可以分为以下几个类别:(1)以设计为中心的VM。
这类研究是将制造信息加入到产品设计与工艺设计过程中，并在计算机中进行数字化“制造”，仿真多种制造方案，检验其可制造性或可装配性，预测产品性能和报价、成本。
其主要目的是通过“制造仿真”来优化产品设计及工艺过程，尽早发现设计中的问题。
(2)以生产为中心的VM。
这类研究是将仿真能力加入到生产计划模型中，其目的是方便和快捷地评价多种生产计划，检验新工艺流程的可信度，产品的生产效率，资源的需求状况(包括购置新设备、征询盟友等)，从而优化制造环境的配置和生产的供给计划。
(3)以控制为中心的VM。
这类研究是将仿真能力增加到控制模型中，提供对实际生产过程仿真的环境。
其目的是在考虑车间控制行为的基础上，评估新的或改进的产品设计与车间生产相关的活动，从而优化制造过程，改进制造系统。
VM的技术特征虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术是在人类为改善人与计算机的交互方式，提高计算机可操作性所进行的努力中产生的。
它是指综合利用计算机图形系统、各种显示和控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境(称为虚拟环境——Virtual Environment)中提供沉浸感觉的技术。
