0 引言
近几年来，随着电子技术、计算机技术、信息技术的发展并应用于机床领域，使机床的发展进入了一个新时代。自动化、精密化、高效化和多样化成为这一时代机床发展的特征，用以满足社会生产多种多样越来越高的要求。新技术的迅猛发展和客观需求的多样化，决定了机床必须多品种；技术的加速更新和产品更新换代的加快，使机床行业必须进行多品种的中小批生产，因此现代机床不仅要保证加工精度、效率和高度自动化，还必须有一定的柔性，即灵活性，使之能很方便地适应加工任务的改变。BL系列台式车床的产品结构都是固定不变的，所不同的是产品的结构尺寸有所不同，而结构尺寸的差异是由于相同数目及类型的已知条件在不同规格的产品设计中取不同值而造成的。对于这类产品，我们可以将已知条件和及其它所有的随着产品规格而变化的基本参数用相应的变量代替；然后根据这些已知条件和基本参数，由UGⅡ18.0设计出模型及工程图来，这就是参数化的。当相关参数改变，产品随之改变，这避免了大量重复的造型。BL系列台式车床有多种形式，可针对用户要求的不同而有所不同。本课题对台式车床床脚及防护罩的不同规格、不同用户的设计要求进行了总结，获得其本课题针对BL系列台式车床的设计优点，产品配置知识，这种知识即产品中的部件组成、各部件的功能、各部件之间的关系、车床零件的设计特点、不同部件中零件的精度要求等，以抽象出各类用于车床快速数字化设计的车床数字模型，为进行车床的快速数字化设计作好准备。
传统的设计方法是通过二维图形来表达三维的产品 ,这是一种间接的设计方法 ,二维图形很不直观 。计算机辅助设计(CAD)的基本任务是利用计算机构造产品的三维几何模型 ,记录产品的三维模型数据 ,直接显示三维真实的形状效果 ,并可以对三维模型特征进行编辑。近年来 ,随着计算机的普及和计算机技术的飞速发展 ,制造行业CAD水平有了很大的提高 ,用三维CAD软件对产品进行设计并对相关数据资源进行管理已成为设计的一种趋势。在众多的CAD软件中 ,美国UG公司的UG软件是集CAD/CAM/CAE一体化的三维参数化软件 ,是当今世界上最为先进的计算机辅助设计、制造和分析软件。UG中的CAD部分是基础 ,主要包括草图建模 (Sketching)、特征建模 (Feature Modeling)、自由曲面建模 (FreeForm Modeling)、装配建模(Assembly Modeling)、工程制图 (Drawing)等。它在设计、分析和制造领域里所提供的强大功能 ,将现代产品开发的能力提高到了一个崭新的水平。
本课题利用UG软件提供的强大功能首先对BL系列台式车床的各零件进行特征造型，再生成相应的工程图，这样不仅能进行变结构设计，而且能进行变参数设计，实现了从二维设计向三维参数化建模的飞跃。利用UG软件的曲线、曲面及实体造型功能对数据进行修正，最终将修改好的数据缝合成三维实体模型。如果二维数据，则以
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BL系列台车设计(床脚、防护罩)
UG／Moding、UG/Drafting模块，根据产品主要特征建立特征曲线，通过拉伸、旋转和布尔运算等，形成产品的主要结构特征，并利用相关的基准面、草图、曲线等对机床总体结构进行参数化，确定总体参数和局部参数，使所有部件整体相关．当某个总体参数更改后、产品会按照原来设定的控制结构，几何关联性和设计准则．自动地更新产品系统中每一个需要改变的零部件，并确保产品设计意图和整体性。在UGⅡ18.0平台上建立了BL系列台式车床床脚及防护罩的数字化模板，提高了设计的质量，避免了重复劳动，缩短了设计的周期。从本文可以看出，三维建模有着很大的优越性，主要表现在：
(1)避免了设计的重复
BL系列台式车床为定型产品，其系列化、通用化的标准化程序较高。进行这些产品设计所采用的结构都是固定不变的，所不同的只是产品的结构尺寸，而结构尺寸的差异是由于相同数目及类型的已知条件在不同规格的产品设计中取值不同造成的，本课题建立了三维模型，当要生产不同规格的产品时，技术人员只需输入设计的主参数，就能得到相应规格的产品。从而大大节省了人力。
(2)、提高了设计的质量、缩短设计周期
在设计的开始，先对BL系列台式车床的总体方案进行设计，然后再利用计算机与人的交互作作用，充分发挥人、机各自特点，使得BL系列台式车床的设计更加准确、快速。运用UG软件进行三维建模，避免了重复设计，大大缩短了设计时间。
BL系列台式车床的的设计总体思路是：进行理论分析、方案比较及完成相关计算。同时利用Unigraphics Solution公司简称(UGS)的UGⅡ18.0软件进行建模，建立BL系列台式车床防护罩和床脚的模板。设计的具体步骤是：
(1)在设计前到盐城机床厂进行设计前的实习，进一步熟悉车床的结构、特点及 工作方式，为下一步的设计作好准备。
(2)进行机床的总体方案设计，建立相关的理论基础，为下一步的建模作好准备。 (3)根据BL系列台式车床的特点及特征参数，在UGⅡ18.0平台上完成该系列的 建模。
(4)对皮带传动进行CAD设计。
本机床最终能完成各种车削加工。如：车削各种零件外圆、端面及圆锥面；钻孔、铰孔、及车削各种公制、英制模数、径节螺纹。可以广泛用于机械及其它行业，作单件及批量车削加工。
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1、BL系列台式车床的总体方案设计
1.1、总体设计
为了设计和制造质量好、效率高、重量轻、体积小、结构简单、使用方便的机床，在总体设计时根据机床的生产率和自动化程度、可靠性、效率和寿命及系列化、通用化、标准化程度来进行机床的总体设计。 1.1.1
主要技术参数
机床的主要技术参数包括主参数和基本参数，基本参数又包括尺寸参数、运动参数、动力参数。主参数，或称主要规格，表示机床的加工范围。机床的尺寸参数是指机床的主要结构尺寸，包括与被加工零件有关的尺寸；标准化工具或夹具的安装面尺寸；主要的结构尺寸。运动参数系指机床执行件，如主轴、工作台、刀架等的运动速度。动力参数一般指机床电动机的功率。BL系列台式车床的主要技术参数如表1-1所示：
表1-1 机床的主要技术参数
型号 BL-1220 主要参数 机床上最大回转直径 加 工 能 力 马鞍内有效长度 横拖板行程 主轴转速范围（9级） 主 主轴内孔锥度 轴 主轴端部尺寸 ISO-D5/ ISO- C5 MT5(Morse ＮＯ.５) 主轴孔径 180mm 184mm（7 .25″） 60－2000rpm （9Steps） Φ40mm（1.5″） 横拖板上最大回转直径 马鞍内最大回转直径 304mm (12″) 304 mm (12″) 330 mm (13″) 204mm（8″） 464mm（18 .25″） BL-1230 BL-1340 170m（6．75″） 170m（6 .75″） 430mm（17″） 430mm（17″） 3
BL系列台车设计(床脚、防护罩)
进 给 纵向进给量范围 横向进给量范围 公制螺纹加工范围 英制螺纹加工范围 模数螺纹加工范围 径节螺纹加工范围 尾架套筒直径 0.0032-0.444mm 0.0016-0.222mm 0.25-9mm(20种) 4-72 n/1″(33种) 0.25-3.5(12种) 8-144D.P(30种) Φ10mm（1.25） 115mm MT3 1.1 KW /1.5KW 尾 尾架套筒行程 架 尾架套筒锥度 主电机 1.1.2 总体布局及结构
机床的总体布局设计对机床的制造和使用有很大影响。进行机床总体布局设计时
可从两方面来考虑。一方面从机床内部考虑，要处理好工件与刀具相对关系，例如位置与工件、工件重量和形状特点等。同时还要保证机床的加工范围、工作精度、生产率和经济性等要求。确保所采用的工艺方法能实现所要求的工件和刀具之间相对位置关系和相对运动关系。另一方面还要考虑到机床外部的因素，也就是人机之间的关系。例如：外形、操作和维护等。
工件的表面形成运动及机床部件的运动分配基本相同，但是工件的尺寸、重量和形状不同，这会引起机床布局的变化。
车削盘类工件时，工件的尺寸不同、重量不同而使机床布局变化不一。当盘类工件d<1250时，可用普通车床加工。当工件直径d>1500时，一般用端面车床加工。当直径d<2000mm时，可采用单柱立式车床，只有一个垂直刀架，横梁较短。当直径d在2500～8000mm之间，可采用双柱立式车床。当直径更大时，往往要用龙门移动式立式车床来加工。
为提高机床的传动精度，必须尽量缩短传动链。为了减少振动和考虑热变形对加工精度的影响，对机床布局提出新的措施，例如高速车床采用分离传动。
由于生产规模大小和生产率的要求，必定会对机床布局提出不同要求，如考虑主轴数目、刀架形式、自动化程度、排屑和装卸等问题，从而导致机床布局变化。车削盘类零件，在单件小批生产时，可在普通车床上加工；在中批生产时，可用转塔车床加工，在加工中心不需换刀，对刀测量，因而缩短了辅助时间、提高了生产率。在大
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批大量生产时，就要考虑安放自动上下料装置；采用多主轴、多刀架同时加工；控制系统可实现半自动或自动循环等措施，以提高生产率 ；同时还应考虑床身导轨成倾斜或垂直布置以利于排屑。
机床的总体布局还必须充分考虑到人的因素，处理好人机关系。注意减轻操作者劳动强度，为操作者提供舒适的工作条件，保障操作者的身心健康，提高工作效率。在设计时考虑到部件相对位置安排、操纵部位和安装工件部位便于观察、操作，并且和人体基本尺寸和四肢活动相适应。同时为了便于检修，考虑到人体蹲下时较适于工作的区域。还考虑到操作可能达到的最大视眼和反应敏锐区等等。常用的操纵机构，与集中在便于操作的区域；床身底部结构可容纳脚伸入，使操作者能贴近机床而便于操作。
机床的性能和技术经济指标的改善，可借助于结构、布局等多方面的措施来实现。就布局方面来说，采用适当的措施可改善机床的性能(例如，提高刚度、减少振动、改善排屑状况等)和技术经济指标(例如，节省材料、缩小占地面积等)。
(1)减少振动 不平衡的电动机常常是机床的一个受迫振源。为了减少由于电动机不平衡所激励的受迫振动，应合理安排电动机的位置。
(2)缩小机床占地面积 通过充分利用支承大件内部的空间，将电动机、传动部件、操纵控制部件等安装在支承大件内部或上面的办法来缩小机床占地面积。例如，电动机安装在床腿内部，比安装在机床外侧，占地面积小得多，但前一方案的散热情况较差，必要时须加风扇。
BL系列台式车床的总体布局采用普通车床的布局，床头箱在左边，刀架布置在工件的前面。电动机安装在底板上，把底板作为支承部件。这样放置电动机——支承部件的固有频率较高，远离激振频率(电动机回转频率),因此机床的振动小。
BL系列台式车床主要由六部分组成，分别为主轴箱、刀架、尾座、进给箱、溜板箱以及床身，如图1-1所示。车床的带轮装在主轴驱动件的一端是以螺纹进行紧固，在装配过程中以车床床身为装配基准件，分别将各部件按一定顺序通过紧固件以一定配合组装。
主轴箱固定在床身的左端，内部装有主轴和变速传动机构。工件通过卡盘等夹具装在主轴前端。主轴箱的功用是支承主轴并把动力经变速传动机构传给主轴，使主轴带动工件按规定的转速旋转，以实现主运动。
刀架可沿床身上的刀架导轨作纵向移动。刀架部件由几层组成，它的功用是装夹车刀，实现纵向、横向或斜向运动。
尾座安装在床身右端的尾座导轨上，可沿导轨纵向调整其位置。它的功用是用后顶尖支承长工件，也可以安装钻头、铰刀等孔加工刀具进行孔加工。
进给箱固定在床身的左端前侧。进给箱内装有进给运动的变换机构，用于改变机
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机械机床毕业设计11BL系列台车设计(床脚、防护罩)
