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基于SolidWorks的数控卧式车床模块化设计系统的研究与开发
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本模型为一个胶合板数控机床的sw模型。该哦模型包括13个装配体，和33个零件图，每个图都包含相关参数，方便大家编辑，欢迎下载参考！
胶合板数控机床包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件，数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。
胶合板数控机床全图
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基于Solidworks三坐标数控铣床的设计(图文)
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SolidWorks多产品线助力打造一流数控加工中心
SolidWorks多产品线助力打造一流数控加工中心
16:36:39&&作者：DSSolidWorks刘悦&&来源：
　　研发一流的数控加工中心需要合适的软件平台作为支撑。达索析统SolidWorks品牌提供了功能强大的多产品线MCAD、Simulation、EPDM、3DVIA和Electrical，可全面应用于加工中心零部件及整机的各个设计环节和业务流程，形成无缝集成的完善解决方案，为工程师的日常工作提供强有力的工具。
　　一、引言
　　数控加工中心(CNC)是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床。它的综合加工能力较强，将铣削、车削、镗削、钻削和攻螺纹等功能集中在一台设备上，因此具有多种工艺手段，一次装夹工件后能完成多种加工任务。而且它的加工精度较高，就中等加工难度的批量工件而言，其效率是普通数控机床的5～10倍。在制造型企业中，CNC可用来取代大部分传统的数控铣床、数控镗床等设备，特别是对于必须采用工装和专用机床来保证加工质量和效率的工件，采用CNC加工，可以省去工装和专用机床，这会为新产品的研发、改型换代以及批量生产节省大量时间和费用，从而使企业具有更强的竞争力。
　　数控加工中心的研发和生产是一项高资本、高技术密集型产业，对于我国高端制造业的发展和产业结构调整具有重大意义，需要强大的工业化和信息化基础技术作为支撑，涉及的重点技术包括CAD/CAE/PDM/CAM/ERP等。在我国推动信息化、工业化融合的战略大局下，如何将信息化技术深度应用于数控加工中心这类高端装备的制造，并取得自主知识产权，是一项影响深远的重大课题。
　　二、数控加工中心的主要设计流程
　　数控加工中心是一种非常精密的机电一体化设备，其结构分为两大部分，一是主机部分，二是控制部分。主机部分主要包括机械结构部件，即功能部件，用来实现各种加工和运动功能，包括床身、主轴箱、工作台、底座、立柱、横梁、进给机构、刀库、换刀机构和辅助系统(液压、润滑、冷却)等。控制部分包括硬件和软件两部分，用来控制功能部件的运动和动作。硬件部分包括：计算机数控装置、可编程控制器、输入输出设备和主轴驱动装置。软件部分包括操作系统程序和控制程序。
数控加工中心的研发过程需要不同功能团队的紧密协作，因此必须有严格的设计流程和规范以保证产品性能、质量和工作效率。根据有关调研，在MCAD/ECAD/CAE/PDM等信息技术的支撑下，加工中心的典型设计流程如图1所示。SolidWorks品牌提供的丰富的设计功能、方法以及覆盖广泛的产品线，可为该设计流程提供全面的无缝数字化解决方案。
　　三、SolidWorks全产品线在设计流程中的应用
　　在确定设计要求和设计参数时，首先要确定工作空间需求，这决定了加工中心的加工范围，然后进行机构初步尺度综合和详细尺度综合。通常在尺度综合时，最重要的工作是确定以下几个内容。
　　◎机构的输入为何种运动，输出为何种运动。
　　◎机构的可动部件数目为多少，固定部件数目为多少。
　　◎每个部件(即连杆)的尺寸为多少。
　　SolidWorks的草图图块功能，可以利用图块和限制条件，让整个机构预先做运动模拟。每次尺度综合之后，在获得的机构中，用鼠标拖拽输入部件，可动态观察输出部件的运动状态是否符合预期的设计要求，非常高效、便捷，并易于作出草图级修改。这种设计方法对于运动轨迹非常复杂的多轴多联动加工中心尤为有效。
　　在确定功能部件的设计方案时，首先要确定加工中心的类型，即确定以下内容。
　　◎加工中心是立式还是卧式。
　　◎加工中心是单立柱还是双立柱(龙门式)。
　　◎运动坐标数和同时控制的坐标数，即3轴2联动、4轴
　　3联动或5轴4联动等。在零部件的设计方案中，SolidWorks提供的开放式设计库，可实现标准件借用设计、零部件系列化设计和常用特征(沟、槽、孔、隔板、加强筋)借用设计，这对于实现企业知识的积累，提升企业工作效率和竞争力非常有益处。
　　为了完成功能部件的匹配方案，在零部件之间进行关联设计尤为重要。SolidWorks提供的自上向下(TopDown)设计方法，可在装配体中引用其他零部件的特征或草图，来定义新生成的匹配特征，从而建立匹配特征与其他特征之间的关联。这种设计方法的优势在修改局部特征时体现得非常明显，修改特征参数后，与之相关联的匹配特征也会自动随之修改，从而保证设计数据的正确性和一致性。
　　加工中心的辅助部件包括液压、润滑和冷却系统，含有大量硬管、软管，这些管路设计的合理性、美观性对加工中心的外观和维修保养起着至关重要的作用，在这里SolidWorks的管路设计功能可发挥重要作用。SolidWorks带有完全开放的管路零件库，可根据客户需求定制符合国标的零件库，如接头、液压缸、分油块、泵、阀、压力表和润滑电机等，可自动或手动生成三维管路，并创建管路、零件清单。
　　在确定整机设计方案时，一个非常重要的任务是设计加工中心的控制系统。控制系统的核心部件是可编程控制器(PLC)，它控制主轴的转速、正反转或停止;管理刀库，自动进行刀具交换、选刀和统计刀具剩余寿命;控制切削液开关;控制卡盘动作;控制外部开关(行程、压力、温控开关等)。
　　所有这些控制信号的传递涉及复杂的电气工程设计(ECAD)。SolidWorksElectrical提供的机电一体化解决方案，可完成以下工作。
　　◎多用户2D与3D电气协同设计。
　　◎在2D图解与3D模型之间双向、实时同步设计变更。
　　◎ECAD与MCAD共用一份材料明细表。
　　◎自动化的3D电线、电缆、线束及电气控制柜设计。现代工业对加工中心精度和可靠性的要求日益提高，因此在整机联合仿真环节，设计人员必须研究以下几类问题。
　　◎加工中心的高转速、高进给速度和加速度引起的惯性力和振动。
　　◎主轴的温升和热变形，即热误差。大量研究表明，热误差是加工中心的最大误差源，占总误差的70%左右，因此减小热误差对提高整机加工精度至关重要。
　　◎动态切削力引起的刀具终端变形，这对提高整机加工精度同样至关重要。
　　工程师需要综合使用数值分析方法和仿真技术，来认识和掌握加工中心的本质问题，对其性能进行预测和评价，并选择相对较优的最终设计方案。SolidWorks提供的Simulation产品线功能非常强大，可应用于加工中心这类复杂设备的静态强度、频率、振动、零部件减重以及热变形分析。先进的计算机辅助工具，辅以远红外热像仪、激光全息照相等测试技术，使加工中心的热变形研究进入了定量分析的新阶段，可激发全新的设计思路。例如，根据SolidWorksSimulation的分析结果，将相变材料(发生相变时吸放能量而温度保持不变)注入到设备基础件中，可在一定范围内消除基础件的热变形，为提高加工中心的精度提供了新思路。更吸引人的是，Simulation与CAD界面无缝集成，可实现数据双向传递与实时同步更新。
　　四、SolidWorks多产品线
　　达索析统SolidWorks品牌在成立初期，以旗舰产品MCAD进入市场，随着时代、技术和市场的发展，已经衍生出越来越丰富、全面的多产品线。如图2所示，用于产品性能测试的Simulation，可针对复杂设备的静动态力学、运动、流体和热管理等进行仿真计算;用于企业级产品数据管理的EPDM，可管理海量图文档，设置安全权限、管理审批流程、异地协同及与ERP系统集成;用于技术沟通交流的
3DVIA，可编写用户手册、装配说明、服务指南和产品宣传册等;用于电气设计的Electrical，将二维电气原理图与三维机电模型统一起来。这些产品线的诞生完全取决于客户的需求和业务发展趋势，并与SolidWorksCAD无缝集成。
　　图2SolidWorks多产品线
　　SolidWorks的多个产品线构成的制造业信息化3D研发平台，正如前面所介绍，可应用于数控加工中心的各个设计环节，帮助工程师从重复、繁杂、容易出错的日常工作中解放出来，充分发挥聪明才智、创造力和协同设计效率，设计并生产出一流的加工中心。
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导读：实验型微型数控铣床以开放式CNC体系为指导思想，在Windows98下开发系统的硬件、软件。本研究将用Delphi语言、Solidworks及Protel软件完成对该数控铣床整体结构的设计和控制系统的接口电路(IO/TIMER控制板)、驱动电路、有关外围电路、相应控制软件的设计。本机床可以实现X轴、Y轴和Z轴三坐标联动。
关键词：Solidworks，开放式数控系统，数控铣床，三坐标
　　随着数控机床的普及，采用数控机床己成为机械制造业改革的主要方向，如何能高质量、高效率、低费用的培训操作人员成为亟待解决的问题之一。由于数控机床的教学比较抽象需要借助实验来加深对课堂知识的理解，生产用的数控机床一般价格都比较昂贵，软件也不是开放式的结构，无法用于学生的实验教学。因此设计一种功能齐全，结构简单，软件结构开放，低成本，且具有代表性的教学实验型微型数控机床可以满足教学实验的要求。
　　１　总体方案的确定
　　实验型微型数控铣床以开放式CNC体系为指导思想，在Windows98下开发系统的硬件、软件。本研究将用Delphi语言、Solidworks及Protel软件完成对该数控铣床整体结构的设计和控制系统的接口电路(IO/TIMER控制板)、驱动电路、有关外围电路、相应控制软件的设计。绘制出试验型数控铣床的虚拟样机，根据零件图，设计零件制造的工艺；在零件加工完成后，进行装配调试，完成微型数控铣床的制作。
　　2　机械部分设计
　　微型铣床的机械部分是机床的主体部分，其设计计算主要包括：总体传动方案的确定，电机、主轴、丝杠的选取等。机械部分Solidworks虚拟制图如图1所示
　　图1 铣床的机械部分虚拟制图
　　2.1 机床总体传动方案的确定
　　本机床可以实现X轴、Y轴和Z轴三坐标联动。X轴、Y轴的进给是通过电机带动丝杠，丝杠又与螺母传动来实现。电机与丝杠的连接可以通过销钉来实现。在传动过程中电机带动丝杠做旋转运动，螺母沿导轨做水平移动，从而带动工作台运动。Z轴的进给也是通过电机带动丝杠，丝杠又与Z轴螺母传动来实现。主轴套与Z轴螺母相连，在传动过程中电机带动丝杠做旋转运动，螺母沿导轨做上下移动，从而带动主轴做上下运动。
　　2.2 设计计算部分
　　2.2.1 主轴的选取和校核
　　1）主轴选取
　　立式铣削切削力的计算:
　　由机械设计手册[1],对高速钢圆柱铣刀:
　　其参数按实际加工过程中平均铣削条件为准选取:
　　工件为碳钢取68.2；
　　综合考虑其它因素按计算
　　对圆柱铣刀逆加工:
　　主轴材料为 40Cr 钢取C=102
　　估算轴径 取d=18mm
　　2）主轴校核
　　主轴材料为45#钢，调质处理 ，
　　，对主轴受力分析校核得：
　　2.2.2 滚珠丝杠的选取
　　最大动负载： （5）
　　其中：为载荷系数取1；为硬度系数取1.1；为最大工作载荷；为使用寿命。
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