基于VHDL課程設(shè)計乒乓球游戲(完整版)資料

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基于VHDL課程設(shè)計乒乓球游戲（完整版）資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）課程設(shè)計名稱乒乓球游戲程序姓名 專業(yè)班級 目錄摘要 1第一部分緒論 21.1課題設(shè)計背景 2簡介 2硬件描述語言VHDL 2Ⅱ簡介 21.2課題主要內(nèi)容 3第二部分系統(tǒng)設(shè)計 42.1整體設(shè)計圖 42.2設(shè)計思路 52.3具體功能對應(yīng)等 6第三部分模塊設(shè)計 93.1控制模塊 9引腳功能 9核心代碼及解釋 10圖 133.2分頻模塊 14引腳功能 14核心代碼及解釋 14圖 153.3按鍵處理模塊 15引腳功能 15核心代碼及解釋 15圖 163.4鎖樓層模塊 17引腳功能 17核心代碼及解釋 173.4．3RTL圖 18第四部分操作配圖 19第五部分結(jié)論 234.1遇到的問題和改進(jìn) 234.2工作分配比例 23第六部分附錄 24基于FPGA的乒乓球游戲程序的設(shè)計摘要VHDL是高速集成電路硬件描述語言，目前已成為許多設(shè)計自動化工具普遍采用的標(biāo)準(zhǔn)化硬件描述語言．VHDL語言功能性強(qiáng)、覆蓋面廣、靈活性高，具有很好的實用。本文設(shè)計一個基于VHDL的乒乓游戲機(jī)模擬乒乓球比賽。用VHDL編程模擬乒乓球比賽，電路模塊由分頻、狀態(tài)機(jī)等部分組成，對各部分編寫VHDL算法，進(jìn)行編譯及程序下載。通過驗證，乒乓游戲機(jī)能模擬乒乓球比賽的基本過程和規(guī)則，并能自動裁判和記分，還能根據(jù)接球快慢改變球運行的速度。實現(xiàn)乒乓游戲機(jī)的功能。關(guān)鍵詞：乒乓游戲機(jī)、VHDL、狀態(tài)機(jī)第一部分緒論1.1課題設(shè)計背景FPGA（Field－ProgrammableGateArray），即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。VHDL的英文全名是VHSICHardwareDescriptionLanguage(VHSIC硬件描述語言)。VHSIC是VeryHighSpeedIntegratedCircuit的縮寫，是20世紀(jì)80年代在美國國防部的資助下始創(chuàng)的，并最終導(dǎo)致了VHDL語言的出現(xiàn)。1987年底，VHDL被IEEE和美國國防部確認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語言。VHDL主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，行為，功能和接口。除了含有許多具有硬件特征的語句外，VHDL的語言形式和描述風(fēng)格與句法是十分類似于一般的計算機(jī)高級語言。VHDL的程序結(jié)構(gòu)特點是將一項工程設(shè)計，或稱設(shè)計實體（可以是一個元件，一個電路模塊或一個系統(tǒng)）分成外部（或稱可視部分，及端口）和內(nèi)部（或稱不可視部分），既涉及實體的內(nèi)部功能和算法完成部分。在對一個設(shè)計實體定義了外部界面后，一旦其內(nèi)部開發(fā)完成后，其他的設(shè)計就可以直接調(diào)用這個實體。這種將設(shè)計實體分成內(nèi)外部分的概念是VHDL系統(tǒng)設(shè)計的基本點。QuartusⅡ簡介AlteraQuartusII作為一種可編程邏輯的設(shè)計環(huán)境,由于其強(qiáng)大的設(shè)計能力和直觀易用的接口，越來越受到數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計者的歡迎。AlteraQuartusII（3.0和更高版本）設(shè)計軟件是業(yè)界唯一提供FPGA和固定功能HardCopy器件統(tǒng)一設(shè)計流程的設(shè)計工具。

Quartus

IIdesign是最高級和復(fù)雜的，用于system-on-a-programmable-chip(SOPC)的設(shè)計環(huán)境。QuartusIIdesign提供完善的timingclosure和LogicLock?基于塊的設(shè)計流程。QuartusIIdesign是唯逐一個包括以timingclosure和基于塊的設(shè)計流為基本特征的programmablelogicdevice(PLD)的軟件。QuartusII設(shè)計軟件改進(jìn)了性能、提升了功能性、解決了潛伏的設(shè)計延遲等，在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域率先提供FPGA與mask-programmeddevices開發(fā)的同一工作流程。

1.2課題主要內(nèi)容隨著可編程邏輯電路和EDA技術(shù)的發(fā)展，在邏輯電路設(shè)計和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方面，以CPLD/FPGA為代表的可編程邏輯器件已經(jīng)逐步代替了傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件；本次論文的乒乓球游戲所有的程序可以集成在一個FPGA開發(fā)芯片上面，不用在用其他功能的分立邏輯元件，達(dá)到集成度高、響應(yīng)快、功耗低的特點。本次論文主要是基于FPGA的乒乓球游戲的設(shè)計，模擬乒乓球比賽的基本過程和規(guī)則，自動裁判和記分，比局為7局，每局11分。而本次論文采用模塊化設(shè)計，主要分為兩大模塊：時鐘分頻模塊、狀態(tài)機(jī)控制模塊。

第二部分系統(tǒng)設(shè)計2.1整體設(shè)計圖圖SEQ圖表\*ARABIC1乒乓球游戲程序BDF圖2.2設(shè)計思路1．控制模塊狀態(tài)圖圖2乒乓球游戲程序控制模塊狀態(tài)圖2．總體思路SW0開關(guān)（EN）控制功能使能與比賽清零。SW0關(guān)閉（EN=0），顯示學(xué)號后六位，打開時允許運行，比分比局清零。利用狀態(tài)機(jī)，設(shè)初始狀態(tài)處于start狀態(tài)，key3為復(fù)位鍵，按下key3可以回到start狀態(tài)。通過各種請求信號實現(xiàn)狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)換，進(jìn)而實現(xiàn)發(fā)球和乒乓球左右移動、擊球的相互轉(zhuǎn)換，并在球未擊中、提前擊中、發(fā)球失敗時顯示相應(yīng)比分、比局情況。通過設(shè)計control的反饋控制頻率方式，利用不同鍵擊球的快慢控制球運行的速度。并在整個游戲結(jié)束時有一個end標(biāo)記與比分比局切換顯示。2.3具體功能對應(yīng)等1．乒乓球控制模塊控制乒乓球的運行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，比分、比局的顯示。反饋信號信號的設(shè)置和輸出，為分頻模塊提供指令信號，控制球運行的速度。圖3乒乓球運行控制模塊BDF2．時鐘分頻模塊為狀態(tài)機(jī)產(chǎn)生3種不同的時鐘信號。圖4時鐘分頻模塊BDF 第三部分模塊設(shè)計3.1控制模塊表SEQ表格\*ARABIC1控制模塊的引腳功能表定義類型外設(shè)引腳功能instd_logicENSW0關(guān)閉顯示學(xué)號后6位并對比分清零，打開則開始游戲CLK分頻模塊送入3種不同頻率的速度RSTKEY3按一次重新開始新的一球HIT[17..13]SW17~SW13選手甲接發(fā)球開關(guān)HIT[5..2]SW5~SW2選手乙接發(fā)球開關(guān)HIT[12..6]SW12~SW6禁止觸球區(qū)outstdlogicHEX7HEX7選手甲獲勝局?jǐn)?shù)HEX6HEX6選手乙獲勝局?jǐn)?shù)HEX5HEX5顯示無意義HEX4HEX4顯示無意義HEX3HEX3選手甲獲勝比分HEX2HEX2選手甲獲勝比分HEX1HEX1選手乙獲勝比分HEX0HEX0選手乙獲勝比分CONTROL[1..0]輸出反饋給分頻模塊LIGHT[17..2]LEDR17~LEDR2乒乓球位置顯示模塊主要分狀態(tài)轉(zhuǎn)換，狀態(tài)譯碼，LED燈的譯碼，和輔助變量temp，輔助判斷信號control的計數(shù)進(jìn)程。利用temp判斷是否分出勝負(fù)即游戲是否結(jié)束，結(jié)束之后顯示閃爍輔助標(biāo)志End并且清零比分。利用control判斷接球快慢，反饋到分頻器，分頻器根據(jù)接球快慢控制球的運行速度，共快中慢三種速度，分別為50Hz，10Hz，5.556Hz。為方便檢查結(jié)果，SW1直接控制速度開關(guān)，共快慢兩種速度，分別為50Hz，5.556Hz。中間變量的初始化：SIGNALST,NST: STATE:=start;SIGNALreg: STD_LOGIC_VECTOR(17DOWNTO2);--燈的內(nèi)部變量SIGNALBIFEN1,BIFEN2: integerrange0to11;--選手甲乙的比分記錄變量SIGNALBIJUONE,BIJUTWO: integerrange0to4;--選手甲乙的比局記錄變量SIGNALTEMP: integerrange0to1;--比局?jǐn)?shù)的內(nèi)部計數(shù)變量SIGNALBIJU1,BIJU2: STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0);--選手甲乙的比局譯碼輸出變量SIGNAL BIFENOUT11,BIFENOUT12,BIFENOUT21,BIFENOUT22:STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0);--選手甲乙的比分譯碼輸出變量SIGNALREG_1: STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); --數(shù)碼管的內(nèi)部變量SIGNALREG_5: STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); SIGNALREG_3: STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); SIGNALREG_8: STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); SIGNALREG_4: STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); SIGNALREG_2: STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); 2．主控組合進(jìn)程：通過判斷球的位置信號及開關(guān)鍵信號執(zhí)行相應(yīng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。EN=1時游戲開始，進(jìn)入狀態(tài)start，temp開始計數(shù)，進(jìn)入狀態(tài)wait1檢測發(fā)球選手并點亮相應(yīng)的球所代表的LED，之后進(jìn)入狀態(tài)send，之后選擇進(jìn)入狀態(tài),movatoright或movetoleft，球開始向?qū)Ψ竭x手移動，當(dāng)球到達(dá)可接球區(qū)域時，若對方及時擊打并及時關(guān)閉開關(guān)，則進(jìn)入狀態(tài)movetoleft或movatoright球向回移動，如此反復(fù)。若發(fā)球方或接球方未及時關(guān)閉開關(guān)，則視為擊打失敗，返回狀態(tài)start，對方加一分。每局為11分制，共設(shè)七局。每結(jié)束一局temp就會相應(yīng)加1，當(dāng)temp加到5，即分出勝負(fù)之后顯示閃爍輔助標(biāo)志End。以選手甲發(fā)球為例：（1）進(jìn)入狀態(tài)start，統(tǒng)計比分及比局。（2）進(jìn)入狀態(tài)send，判斷選手甲（假設(shè)甲為左邊一方）是否發(fā)球，若發(fā)球則進(jìn)入狀態(tài)wait1，否則停留在狀態(tài)start。（3）進(jìn)入狀態(tài)wait1，判斷選手甲發(fā)球端球代表的燈REG17是否亮起，若是則進(jìn)入狀態(tài)movetoright，反之返回狀態(tài)start。。（4）進(jìn)入狀態(tài)movetoright，燈右移，并判斷是否有無關(guān)按鍵按下(SW17~SW14)，若無則繼續(xù)右移，反之返回狀態(tài)start并且對方得一分。當(dāng)球移至REG6~REG2，進(jìn)入選手乙可接球區(qū)域：當(dāng)球移至REG6時選手乙及時擊打相應(yīng)開關(guān)SW6，則進(jìn)入狀態(tài)movetoleft，并調(diào)整球運行速度為快。若提前擊打或未及時關(guān)閉開關(guān)，則擊球失敗并且對方得一分，進(jìn)入狀態(tài)start。REG5條件下類似。當(dāng)球移至REG4時選手乙及時擊打開關(guān)SW4，則進(jìn)入狀態(tài)movetoleft，并調(diào)整球運行速度為中。若提前擊打或未及時關(guān)閉開關(guān)，則擊球失敗并且對方得一分，進(jìn)入狀態(tài)start。REG4，REG3條件下類似。（5）進(jìn)入狀態(tài)movetoleft，燈左移，并判斷是否有無關(guān)按鍵按下(SW2~SW5)，若無則繼續(xù)右移，反之返回狀態(tài)start并且對方得一分。當(dāng)球移至REG17~REG13，進(jìn)入選手甲可接球區(qū)域：當(dāng)球移至REG13時選手乙及時擊打相應(yīng)開關(guān)SW6，則進(jìn)入狀態(tài)movetoright，并調(diào)整球運行速度為快。若提前擊打或未及時關(guān)閉開關(guān)，則擊球失敗并且對方得一分，進(jìn)入狀態(tài)start。REG14條件下類似。當(dāng)球移至REG15時選手乙及時擊打開關(guān)SW4，則進(jìn)入狀態(tài)movetoright，并調(diào)整球運行速度為中。若提前擊打或未及時關(guān)閉開關(guān)，則擊球失敗并且對方得一分，進(jìn)入狀態(tài)start。REG16，REG17條件下類似。附movetoright代碼：WHENmovetoright=>REG<='0'®(17DOWNTO3);- -右移狀態(tài) CASEREGIS WHEN"10000"=>NST<=movetoright; WHEN"00000"=> IFHIT="00000"THEN --開關(guān)及時關(guān)上 NST<=movetoright; ELSE BIFEN2<=BIFEN2+1;NST<=start; --若未及時關(guān)上，對方加分 ENDIF; WHEN"00000"=>NST<=movetoright; WHEN"00000"=> IFHIT="00000"THEN NST<=movetoright; ELSE BIFEN2<=BIFEN2+1;NST<=start; ENDIF; WHEN"00000"=>NST<=movetoright; WHEN"00000"=>NST<=movetoright; WHEN"00000"=>NST<=movetoright; WHEN"00000"=>NST<=movetoright; WHEN"00000"=>NST<=movetoright; WHEN"00000"=>NST<=movetoright; WHEN"00000"=>NST<=movetoright; WHEN"10000"=> IFHIT="10000"THENCONTROL<="01";NST<=movetoleft; ELSIFHIT(5)='1'THEN BIFEN1<=BIFEN1+1; NST<=start; ENDIF; WHEN"01000"=> IFHIT(4)='1'THEN BIFEN1<=BIFEN1+1; NST<=start; ELSIFHIT="01000"THENCONTROL<="01";NST<=movetoleft; ENDIF; WHEN"00100"=> IFHIT(3)='1'THEN BIFEN1<=BIFEN1+1; NST<=start; ELSIFHIT="00100"THENCONTROL<="10";NST<=movetoleft; ENDIF; WHEN"00010"=> IFHIT(2)='1'THEN BIFEN1<=BIFEN1+1; NST<=start; ELSIFHIT="00010"THENCONTROL<="10";NST<=movetoleft; ENDIF; WHEN"00001"=> IFHIT="00001"THENCONTROL<="10";NST<=movetoleft; ELSEBIFEN1<=BIFEN1+1; NST<=start; ENDIF; WHENOTHERS=>NST<=start; ENDCASE;3．主控時序進(jìn)程：控制游戲使能及狀態(tài)轉(zhuǎn)換，具有異步清零功能。附代碼：PROCESS(EN,RST,CLK) BEGIN IFEN='1'THEN IFRST='0'THENST<=start; ELSIFCLK'EVENTandCLK='1'THENST<=NST; ENDIF; ENDIF;ENDPROCESS;4．譯碼進(jìn)程：EN=0時顯示學(xué)號；EN=1時將選手甲、乙的比分及比局變量譯碼轉(zhuǎn)為七段數(shù)碼管顯示。并且當(dāng)TEMP=0時，在數(shù)碼管上顯示游戲結(jié)束標(biāo)志End。代碼見附錄。3.1.3RTL圖圖5控制模塊RTL圖圖5控制模塊RTL圖

3.2分頻模塊表SEQ表格\*ARABIC2分頻模塊引腳功能表FD定義類型外設(shè)引腳功能instd_logicCLK內(nèi)部50MHz時鐘ENKEY3總使能開關(guān)SW1SW1頻率直接選擇信號CONTROL速度控制頻率選擇信號outstd_logicCLKOUT提供頻率給GAME1．核心代碼PROCESS(CLK,EN) VARIABLEtemp1: integerrange999999downto0:=0; --50Hz VARIABLEtemp2: integerrange4999999downto0:=0; --10Hz VARIABLEtemp3: integerrange8999999downto0:=0; --5.556Hz BEGIN IFEN='1'THEN ifCLK'EVENTANDCLK='1'THEN IFtemp1=999999 THEN temp1:=0;Q1<=NOTQ1; ELSE temp1:=temp1+1; ENDif; IFtemp2=4999999 THEN temp2:=0;Q2<=NOTQ2; ELSE temp2:=temp2+1; ENDif; IFtemp3=8999999 THEN temp3:=0;Q3<=NOTQ3; ELSE temp3:=temp3+1; ENDif; endif; ELSE temp1:=0;Q1<='0'; temp2:=0;Q2<='0'; temp3:=0;Q3<='0'; ENDIF;CASECONTROLISWHEN"00"=> IFSW1='1'THEN CLKOUT<=Q1; ELSIFSW1='0'THEN CLKOUT<=Q3; ENDIF;WHEN"01"=>CLKOUT<=Q2;WHEN"10"=>CLKOUT<=Q3;WHENOTHERS=>CLKOUT<=Q1;ENDCASE;ENDPROCESS;2．解釋該模塊將內(nèi)部時鐘的50MHz信號，變?yōu)?0Hz，10Hz，5.556Hz。內(nèi)部變量分別為Q1、Q2、Q3，將根據(jù)GAME模塊反饋的CONTROL選擇輸出到CLKOUT。初始條件下可直接通過SW1控制Q1、Q3輸出到CLKOUT。3.2.3RTL圖圖6分頻模塊RTL圖

第四部分操作配圖1、EN=0，顯示學(xué)號圖7顯示學(xué)號153835、1538422、EN=1，初始狀態(tài)，甲和乙比局和比分均為0。圖8初始狀態(tài)3、EN=1，甲發(fā)球，SW17亮。圖94、EN=1，右移狀態(tài)。圖105、EN=1,乙接球失敗，乙發(fā)球情況。圖116、甲乙比局2:1，比分2:5情況顯示如下。圖177、游戲結(jié)束輔助顯示如下。圖12

第五部分結(jié)論4.1遇到的問題和改進(jìn)問題1：在比賽結(jié)束時，比分比局迅速清零，無法使比分比局按我們的意志在某時刻清零。解決辦法：增設(shè)輔助信號，當(dāng)比賽結(jié)束時，使數(shù)碼管在結(jié)束標(biāo)志與比局之間切換顯示，最后由人為的控制使能開關(guān)清零。問題2：無法按照在不同鍵接球改變球運行的速度。解決辦法：設(shè)一個反饋控制信號，將不同鍵接球信息反饋回分頻模塊里從而控制速度。4.2工作分配比例邢可馨：分頻模塊，按鍵擊球以及比賽記分譯碼代碼的設(shè)計與開發(fā)（55%）陳聲琴：速度控制處理、狀態(tài)機(jī)代碼的設(shè)計與開發(fā)（45%）

第六部分附錄分頻模塊代碼：LIBRARYIEEE;ENTITYFDIS PORT( EN: INSTD_LOGIC; CLK:INSTD_LOGIC; CLKOUT:OUTSTD_LOGIC; SW1:INSTD_LOGIC; CONTROL:INSTD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0));ENDFD;ARCHITECTUREbehavOFFDISsignalQ1: STD_LOGIC;signalQ2: STD_LOGIC;signalQ3: STD_LOGIC;BEGIN PROCESS(CLK,EN) VARIABLEtemp1: integerrange999999downto0:=0;最快使比賽結(jié)束的速度 VARIABLEtemp2: integerrange4999999downto0:=0;接球加速后的速度 VARIABLEtemp3: integerrange8999999downto0:=0;正常發(fā)球速度 BEGIN IFEN='1'THEN ifCLK'EVENTANDCLK='1'THEN IFtemp1=999999 THEN temp1:=0;Q1<=NOTQ1; ELSE temp1:=temp1+1; ENDif; IFtemp2=4999999 THEN temp2:=0;Q2<=NOTQ2; ELSE temp2:=temp2+1; ENDif; IFtemp3=8999999 THEN temp3:=0;Q3<=NOTQ3; ELSE temp3:=temp3+1; ENDif; endif; ELSE temp1:=0;Q1<='0'; temp2:=0;Q2<='0'; temp3:=0;Q3<='0'; ENDIF;CASECONTROLIS使用反饋信號控制速度WHEN"00"=> IFSW1='1'THEN CLKOUT<=Q1; ELSIFSW1='0'THEN CLKOUT<=Q3; ENDIF;WHEN"01"=>CLKOUT<=Q2;WHEN"10"=>CLKOUT<=Q3;WHENOTHERS=>CLKOUT<=Q1;ENDCASE; ENDPROCESS;ENDbehav;狀態(tài)機(jī)、擊球、比賽計分、譯碼控制模塊LIBRARYieee;ENTITYGAMEIS PORT( EN: INSTD_LOGIC; CLK: INSTD_LOGIC; 速度控制時鐘 RST: INSTD_LOGIC; HIT: INSTD_LOGIC_VECTOR(17DOWNTO2); CONTROL:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0);反饋信號控制球速 LIGHT: OUTSTD_LOGIC_VECTOR(17DOWNTO2); HEX_7:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); HEX_6:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); HEX_5:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); HEX_4:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); HEX_3:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); HEX_2:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); HEX_1:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); HEX_0:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0) );ENDENTITYGAME;ARCHITECTUREbehavOFGAMEISTYPESTATEIS(start,wait1,send,movetoright,movetoleft);五種狀態(tài)SIGNALST,NST:STATE:=start;SIGNALreg: STD_LOGIC_VECTOR(17DOWNTO2);SIGNALBIFEN1,BIFEN2: integerrange0to11;SIGNALBIJUONE,BIJUTWO: integerrange0to4;SIGNALTEMP: integerrange0to1;SIGNALBIJU1,BIJU2: STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0);SIGNALBIFENOUT11,BIFENOUT12,BIFENOUT21,BIFENOUT22:STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0);SIGNALREG_1: STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); SIGNALREG_5: STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); SIGNALREG_3: STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); SIGNALREG_8: STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); SIGNALREG_4: STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); SIGNALREG_2: STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0); BEGIN REG_1<="1111001"; REG_5<="0010010"; REG_3<="0110000"; REG_8<="0000000"; REG_4<="0011001"; REG_2<="0100100"; PROCESS(EN,RST,CLK) BEGIN IFEN='1'THEN IFRST='0'THENST<=start; ELSIFCLK'EVENTandCLK='1'THENST<=NST; ENDIF; ENDIF;ENDPROCESS;PROCESS(ST,HIT,REG,CLK,EN) BEGIN IFEN='1'THEN IFCLK'EVENTANDCLK='1'THEN CASESTIS WHENstart=>REG<="00000"; IFBIFEN2=11THEN BIJUTWO<=BIJUTWO+1; BIFEN1<=0; BIFEN2<=0; ENDIF; IFBIFEN1=11THEN BIJUONE<=BIJUONE+1; BIFEN1<=0; BIFEN2<=0; ENDIF; IFBIJUONE=4ORBIJUTWO=4THEN 判斷比賽結(jié)束 TEMP<=TEMP+1; ENDIF; NST<=wait1; WHENwait1=>發(fā)球 CASEHITIS WHEN"10000"=>REG<="10000"; NST<=send; WHEN"00001"=>REG<="00001"; NST<=send; WHENOTHERS=>NST<=start; ENDCASE; WHENsend=>CONTROL<="00"; CASEREGIS WHEN"10000"=>NST<=movetoright; WHEN"00001"=>NST<=movetoleft; WHENOTHERS=>NST<=start; ENDCASE; WHENmovetoright=>REG<='0'®(17DOWNTO3);球右移 CASEREGIS WHEN"10000"=>NST<=movetoright; WHEN"00000"=> IFHIT="00000"THEN根據(jù)按鍵是否及時關(guān)上判斷是否發(fā)球成功 NST<=movetoright; ELSE BIFEN2<=BIFEN2+1;NST<=start; ENDIF; WHEN"00000"=>NST<=movetoright; WHEN"00000"=> IFHIT="00000"THEN NST<=movetoright; ELSE BIFEN2<=BIFEN2+1;NST<=start; ENDIF; WHEN"00000"=>NST<=movetoright; 不允許接球區(qū)域 WHEN"00000"=>NST<=movetoright; WHEN"00000"=>NST<=movetoright; WHEN"00000"=>NST<=movetoright; WHEN"00000"=>NST<=movetoright; WHEN"00000"=>NST<=movetoright; WHEN"00000"=>NST<=movetoright; WHEN"10000"=>允許接球區(qū)域 IFHIT="10000"THENCONTROL<="01";NST<=movetoleft;接球成功左移 ELSIFHIT(5)='1'THEN判斷是否提前擊球 BIFEN1<=BIFEN1+1; NST<=start; ENDIF; WHEN"01000"=> IFHIT(4)='1'THEN BIFEN1<=BIFEN1+1; NST<=start; ELSIFHIT="01000"THENCONTROL<="01"; NST<=movetoleft; ENDIF; WHEN"00100"=> IFHIT(3)='1'THEN BIFEN1<=BIFEN1+1; NST<=start; ELSIFHIT="00100"THEN CONTROL<="10";NST<=movetoleft; ENDIF; WHEN"00010"=> IFHIT(2)='1'THEN BIFEN1<=BIFEN1+1; NST<=start; ELSIFHIT="00010"THENCONTROL<="10";NST<=movetoleft; ENDIF; WHEN"00001"=> IFHIT="00001"THENCONTROL<="10";NST<=movetoleft; ELSEBIFEN1<=BIFEN1+1; NST<=start; ENDIF; WHENOTHERS=>NST<=start; ENDCASE; WHENmovetoleft=>REG<=REG(16DOWNTO2)&'0'; CASEREGIS WHEN"00001"=>NST<=movetoleft; WHEN"00010"=> IFHIT="00000"THEN NST<=movetoleft; ELSE BIFEN1<=BIFEN1+1;NST<=start; ENDIF; WHEN"00100"=> NST<=movetoleft; WHEN"01000"=> IFHIT="00000"THEN NST<=movetoleft; ELSE BIFEN1<=BIFEN1+1;NST<=start; ENDIF; WHEN"10000"=>NST<=movetoleft; WHEN"00000"=>NST<=movetoleft; WHEN"00000"=>NST<=movetoleft; WHEN"00000"=>NST<=movetoleft; WHEN"00000"=>NST<=movetoleft; WHEN"00000"=>NST<=movetoleft; WHEN"00000"=>NST<=movetoleft; WHEN"00000"=> IFHIT(14)='1'THEN BIFEN2<=BIFEN2+1; NST<=start; ELSIFHIT="00000"THENCONTROL<="01";NST<=movetoright; ENDIF; WHEN"00000"=> IFHIT(15)='1'THEN BIFEN2<=BIFEN2+1; NST<=start; ELSIFHIT="00000"THENCONTROL<="01";NST<=movetoright; ENDIF; WHEN"00000"=> IFHIT(16)='1'THEN BIFEN2<=BIFEN2+1; NST<=start; ELSIFHIT="00000"THENCONTROL<="10";NST<=movetoright; ENDIF; WHEN"00000"=> IFHIT(17)='1'THEN BIFEN2<=BIFEN2+1; NST<=start; ELSIFHIT="00000"THENCONTROL<="10";NST<=movetoright; ENDIF; WHEN"10000"=> IFHIT="10000"THENCONTROL<="10";NST<=movetoright; ELSEBIFEN2<=BIFEN2+1;NST<=start; ENDIF; WHENOTHERS=>NST<=start; ENDCASE; ENDCASE; ENDIF; ELSE不使能 BIFEN1<=0; BIFEN2<=0; BIJUTWO<=0; BIJUONE<=0;ENDIF;ENDPROCESS; PROCESS(EN,BIFEN1,BIFEN2,BIJUONE,BIJUTWO,TEMP)譯碼區(qū)域BEGIN IFEN='0'THEN HEX_7<="1111111"; HEX_6<="1111111"; HEX_5<=REG_1; HEX_4<=REG_5; HEX_3<=REG_3; HEX_2<=REG_8; HEX_1<=REG_3; HEX_0<=REG_5; ELSE CASEBIFEN1IS WHEN0=>BIFENOUT11<="1000000";BIFENOUT12<="1000000"; WHEN1=>BIFENOUT11<="1000000";BIFENOUT12<="1111001"; WHEN2=>BIFENOUT11<="1000000";BIFENOUT12<="0100100"; WHEN3=>BIFENOUT11<="1000000";BIFENOUT12<="0110000"; WHEN4=>BIFENOUT11<="1000000";BIFENOUT12<="0011001"; WHEN5=>BIFENOUT11<="1000000";BIFENOUT12<="0010010"; WHEN6=>BIFENOUT11<="1000000";BIFENOUT12<="0000010"; WHEN7=>BIFENOUT11<="1000000";BIFENOUT12<="1111000"; WHEN8=>BIFENOUT11<="1000000";BIFENOUT12<="0000000"; WHEN9=>BIFENOUT11<="1000000";BIFENOUT12<="0011000"; WHEN10=>BIFENOUT11<="1111001";BIFENOUT12<="1000000"; WHEN11=>BIFENOUT11<="1111001";BIFENOUT12<="1111001"; WHENOTHERS=>BIFENOUT11<="1000000";BIFENOUT12<="1000000"; ENDCASE; CASEBIFEN2IS WHEN0=>BIFENOUT21<="1000000";BIFENOUT22<="1000000"; WHEN1=>BIFENOUT21<="1000000";BIFENOUT22<="1111001"; WHEN2=>BIFENOUT21<="1000000";BIFENOUT22<="0100100"; WHEN3=>BIFENOUT21<="1000000";BIFENOUT22<="0110000"; WHEN4=>BIFENOUT21<="1000000";BIFENOUT22<="0011001"; WHEN5=>BIFENOUT21<="1000000";BIFENOUT22<="0010010"; WHEN6=>BIFENOUT21<="1000000";BIFENOUT22<="0000010"; WHEN7=>BIFENOUT21<="1000000";BIFENOUT22<="1111000"; WHEN8=>BIFENOUT21<="1000000";BIFENOUT22<="0000000"; WHEN9=>BIFENOUT21<="1000000";BIFENOUT22<="0011000"; WHEN10=>BIFENOUT21<="1111001";BIFENOUT22<="1000000"; WHEN11=>BIFENOUT21<="1111001";BIFENOUT22<="1111001"; WHENOTHERS=>BIFENOUT21<="1000000";BIFENOUT22<="1000000"; ENDCASE; CASEBIJUONEIS WHEN0=>BIJU1<="1000000"; WHEN1=>BIJU1<="1111001"; WHEN2=>BIJU1<="0100100"; WHEN3=>BIJU1<="0110000"; WHEN4=>BIJU1<="0011001"; WHENOTHERS=>BIJU1<="1000000"; ENDCASE; CASEBIJUTWOIS WHEN0=>BIJU2<="1000000"; WHEN1=>BIJU2<="1111001"; WHEN2=>BIJU2<="0100100"; WHEN3=>BIJU2<="0110000"; WHEN4=>BIJU2<="0011001"; WHENOTHERS=>BIJU2<="1000000"; ENDCASE; IFTEMP=0THEN HEX_0<=BIFENOUT22; HEX_1<=BIFENOUT21; HEX_2<=BIFENOUT12; HEX_3<=BIFENOUT11; HEX_4<="0111111"; HEX_5<="0111111"; HEX_7<=BIJU1; HEX_6<=BIJU2; ELSE結(jié)束標(biāo)志 HEX_2<="0000110"; HEX_1<="0101011"; HEX_0<="0100001"; HEX_3<="1111111"; HEX_4<="1111111"; HEX_5<="1111111"; HEX_7<="1111111"; HEX_6<="1111111"; ENDIF; ENDIF; ENDPROCESS;LIGHT(17DOWNTO2)<=reg(17DOWNTO2);ENDARCHITECTUREbehav;零件的工藝分析零件的功用，結(jié)構(gòu)及特點該零件是鉆床上的主軸，結(jié)構(gòu)是右端長的花鍵軸和中間M36*1.5—6h的齒輪軸以及左端直徑70軸且兩個鍵槽孔組成，通過主軸在花鍵上自由上下移動，和花鍵一起旋轉(zhuǎn)，以及中間固定的動力輸入齒輪，而且鉆頭的動力是通過花鍵傳遞給主軸，縱向進(jìn)給要套筒帶動，主軸一起上下就可以，這是立鉆的結(jié)構(gòu)，要是臺鉆還有簡單一些，外面套筒和立鉆基本相同，主軸是直接有花鍵結(jié)構(gòu)連接在皮帶輪上的。鉆床主軸的主要工作表面為花鍵和動力輪如齒輪，主要配合面為直接31.27+-0.015的孔，該零件復(fù)雜程度一般，由于鉆床主軸在工作是承受較大的軸向立和徑向力，因此要求有一定的強(qiáng)度，剛度和韌度。主要加工表面及其要求錐孔0.015mm.齒輪軸M36*1.5—6h的齒輪軸，其圓柱度為0.008mm。花鍵直徑為32g6（-0.009——-0.025）的花鍵，其經(jīng)向圓跳度為0.03mm，粗超度值為1.6um中間細(xì)長軸直徑為4.（+0.013——+0.002）和直徑（+0.006——-0.005），其粗超度Ra值為0.8um。2．毛坯的選擇2.1確定毛坯的類型，制造方法和尺寸及其公差毛坯的類型為細(xì)長軸，可以采用自由鍛造的制造方法，鍛造的尺寸公差等級為CT14，加工余量等級為3級，采用F級機(jī)械加工精度鍛造，由于軸的長度為1030mm，直徑為70mm軸的單邊余量為12+-5mm，直徑40mm軸的單邊余量為10+-4mm，直徑32mm的花鍵軸的單邊余量為10+-4mm，直徑為31.27mm的孔的單邊余量為10+-4mm,直徑為50mm的軸肩的單邊余量為10+-4mm,直徑為60mm的軸肩的單邊加工余量為12+-5mm,直徑為30mm的軸的單邊加工余量為10+2.2確定毛坯的技術(shù)要求1．錐孔涂色檢查接觸面》=75%2調(diào)制處理28——32HRC3.未注明倒角C1.54材料45Cr2.3繪制毛坯圖根據(jù)圖鉆床主軸零件圖，在各加工表面上加工機(jī)械加工余量，繪制毛坯圖，并標(biāo)注尺寸和技術(shù)要求，如圖所示。2.4零件毛坯類型鑄件：鑄件適用于形狀復(fù)雜的零件毛坯。其鑄造方法有砂型鑄造，精密鑄造，金屬型鑄造，壓力鑄造等。較常用的是砂型鑄造，當(dāng)毛坯精度要求低，生產(chǎn)批量較小是，采用木模手工造型法;當(dāng)毛坯精度要求高，生產(chǎn)批量很大時，采用金屬型機(jī)器造型法。鑄件材料有鑄鐵，鑄鋼及銅，鋁等有色合金。鍛件又可分為兩種形式自用鍛件：利用沖擊力或壓力，使金屬在上，下砧板之間，產(chǎn)生塑性變形面獲得所需形狀，尺寸以及內(nèi)部質(zhì)量鍛件的一種加工方法。自由鍛的特點：工具簡單，通用性強(qiáng)，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短。自由鍛件的質(zhì)量范圍可由不及一千克到二，三百噸，對于大型鍛件，自由鍛是唯一的加工方法，這使得自由鍛在重型機(jī)械制造中具有特別重要作用，例如水輪機(jī)主軸，大型連桿，重要的齒輪等零件在工作是都承受很大的載荷，要求具有較高的力學(xué)性能，常采用自用鍛方法生產(chǎn)毛坯。模鍛件：是由模具的鍛造件，利用模具鍛出精度要求比較高，比較復(fù)雜的鍛件。模鍛件的特點應(yīng)該是針對自由鍛來談才會好一點，自由鍛基本上下不會有模具，只能鍛軸，環(huán)等極其簡單的東西，而模鍛就可以鍛出很多結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，而且可以控制產(chǎn)品的尺寸公差，減少車加工量。型材有熱軋和冷拉兩種。熱軋適用于尺寸較大，精度較低的毛坯；冷拉適用于尺寸較小，精度較高的毛坯。根據(jù)任務(wù)書可知零件屬于單件小批量生產(chǎn)類型，查《數(shù)控機(jī)床加工工藝》第五十五頁表3-4可知該生產(chǎn)類型的毛坯的制造方法，用鑄件用木模手工型，鍛件用自由鍛。鑄件適用于形狀復(fù)雜的零件，可本零件外形不怎么復(fù)雜。鑄造由于多種因素影響，常常會出現(xiàn)氣孔，針孔，夾渣，裂紋，凹坑等缺陷。自由鍛的特點：工具簡單，通用性強(qiáng)，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短。鍛造的質(zhì)量范圍比較廣不及一千克到二，三百噸，這兩點很適合本次零件的毛坯鍛造。從合理選擇毛坯，以求得最好的經(jīng)濟(jì)效益。綜合零件工藝特性，生產(chǎn)綱領(lǐng)大小及其經(jīng)濟(jì)性，確定為自由鍛件進(jìn)過鍛造后進(jìn)行正火處理以消除鍛件在鑄造過程中生產(chǎn)的內(nèi)應(yīng)力，提高材料性能。2.5熱處理金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理，表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類。根據(jù)加熱介質(zhì)，加熱溫度和冷卻方法的不同，沒一大類又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。熱處理是對固態(tài)金屬或合金采用合適方式加熱，保溫和冷卻，以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的加工方法。整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s，獲得需要的金相組織，以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。工整體熱處理大致有退火，正火，淬火和回火四種基本工藝。退火：是將工件加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進(jìn)行緩慢冷卻，母的是使金屬累不組織達(dá)到后接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。正火：是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于改善材料的切削性能，也有事用于對一些要求不高的零件作為最終熱處理。淬火：是將工件加熱保溫后，在水，油后其他無機(jī)鹽，有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后剛性變硬，但同時變脆。為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫低于650攝氏度的某一適宜溫度進(jìn)行長時間的保溫，在進(jìn)行冷卻，這種工藝稱為回火。在本設(shè)計中，由于零件有熱處理要求，45Cr的材料硬度不適合切削，所以在毛坯切削以前先把毛坯進(jìn)行正火處理改善材料的切削性。能并改善毛坯的內(nèi)應(yīng)力。將毛坯加熱至某一適當(dāng)溫度（AC線以上30——50攝氏度），保溫一定時間后，再在空氣中緩慢冷卻。得到西華金屬組織晶粒，消除在鍛，軋后的組織缺陷，改善毛坯的機(jī)械性能（強(qiáng)度，韌性和塑性）。3.1基準(zhǔn)的選擇零件的定位基準(zhǔn)選擇1.基準(zhǔn)：指零件上用來確定其它點，線，面所依據(jù)的點，線，面。在選擇基準(zhǔn)是應(yīng)該要遵循以下幾個原則：2.基準(zhǔn)分類：分為兩大類：設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)其中，工藝基準(zhǔn)又分可分為：1）工序基準(zhǔn)：是工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后應(yīng)達(dá)到的尺寸，形狀，位置所用的基準(zhǔn)。2）定位基準(zhǔn)：是在加工中確定工件位置所用的基準(zhǔn)。3)測量基準(zhǔn)：是裝配是用來確定零件后部件在產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準(zhǔn)。4)裝配基準(zhǔn)：是裝配時用來確定零或部件在產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準(zhǔn)。3定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)：用未加工過的表面所作的定位基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)：用與加工過的表面所做的定位基準(zhǔn)。（1）粗基準(zhǔn)的選擇原則選擇粗基準(zhǔn)是，主要考利的問題是如何使各道工序均有足夠的加工余量以及加工安裝的穩(wěn)定性。選擇原則為：1）為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應(yīng)該不加工面為粗基準(zhǔn)；2）合理分分配各加工表面的余量3）盡量選用面積大而平整的表面為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確，加緊可靠。4）粗基準(zhǔn)一般不重復(fù)使用，同一尺寸方向的粗基準(zhǔn)一般只能使用一次。2精基準(zhǔn)的選擇原則選擇精基準(zhǔn)是，主要考利的問題是如何保證零件的加工精度以及安裝可靠。選擇原則為：1）基準(zhǔn)重合原則。即選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免基準(zhǔn)不重合誤差。2）即盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工各個表面，以保證個表面間的位置精度。3）自為基準(zhǔn)原則當(dāng)精加工某些重要表面是，常用其加工表面本身為定位基準(zhǔn)?？梢蕴岣呒庸っ姹旧淼某叽绾托螤罹龋荒芴岣呒庸っ娴奈恢镁?。4）互為基準(zhǔn)對于用位置精度要求較高的表面，采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工，更有利于精度的保證。5）保證工件定位基準(zhǔn)，加緊可靠，操作方便的原則。在粗車的時候為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)：粗基準(zhǔn)一般不重復(fù)使用，同一尺寸方向的粗加工一般只能使用一次，在半精加工和精加工的時候即選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免基準(zhǔn)不重合誤差。即盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工各個表面，以保證各表面間的位置精度。對于有位置精度要求較高的表面，采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工，更有利于精度的保證。加工裝備的選擇1.機(jī)床的選擇根據(jù)工件的性能，通用查閱《機(jī)械制造工藝與裝備》選擇如下的機(jī)床車床選用C620,萬能銑床X62W，磨床M2110A。其機(jī)床主要參數(shù)在附錄中可以查詢。1.夾具的選擇：換專門化程度可分為一下幾種類型的夾具：1）通用夾具：通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如。車床在三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗，分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床附件提供給用戶。其特點是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要使用與單件，小批量的生產(chǎn)中。2）專用夾具：專用夾具是指專為某一個工件的某道工序而專門設(shè)計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速，方便，省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計制作周期較長，制作費用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更是，夾具將由于無法再使用而報廢。只適合于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。3）通用可調(diào)夾具和組成夾具：其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對象不很確定，適應(yīng)范圍更廣一些。4）組合夾具：組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。由專家廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強(qiáng)，制造周期短，元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。5）隨行夾具：隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移動下一個工位，進(jìn)行不同工序的加工。本設(shè)計中以車削加工為主，又是小批量生產(chǎn)類型，根據(jù)任務(wù)書得要求設(shè)計方案必須注重經(jīng)濟(jì)性，盡量選用通用工裝及設(shè)備，減少實際生產(chǎn)加工中的外委加工。所以選用組合夾具和通用夾具，由于零件的裝夾用到車床上三爪卡盤，車床附件中心架，銑床上的平口鉗，分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。2．刀具的選擇：1）車削加工選用整體式外圓車刀，刀片材料選YT類硬質(zhì)合金YT類硬質(zhì)合金的特性如下：硬度高，韌性較差，難鋒利，切削溫度可達(dá)900度，因其具有紅硬性，一般不適合冷卻液。A．前角的作用：使刀刃鋒利，便于切削加工和切屑流動。B．后角的作用：減小主后刀面與過度表面的彈性恢復(fù)之間的摩擦，減輕刀具磨損。C.主偏角的作用：主要影響刀具耐用度，以加工表面粗糙度及切削力的大小。D．副偏角：主要影響加工表面的粗糙度，影響副切削刃與已加工表面之間的摩擦和刀具的強(qiáng)度。E．刃傾角：主要控制切屑的流動方向。2）銑削加工時，立銑刀。立銑刀的主要參數(shù)：刀具直徑為12mm圓角半徑R0總長80mm刃長12.1mm切削刃數(shù)2前傾角零度材料硬質(zhì)合金3.量具的選擇通常把沒有傳動放大系統(tǒng)的測量工具稱為量具。根據(jù)零件圖樣，在設(shè)計中選用：a游標(biāo)卡尺————————量取輪廓的基本尺寸b偏移表——————————測量軸類零件徑向跳動誤差c對稱度量規(guī)————————檢驗鍵槽的對稱度1.直徑為40（+0.013——+0.002）的軸，其基準(zhǔn)為A，即直徑為40（+0.013——+0.002）的軸線。2.直徑為40（+0.006——-0.005）的軸，其基準(zhǔn)為B，即直徑為40(+0.006_-0.025)的花鍵軸的軸線。3.直徑為32g6（+0.013——+0.002）的軸，其基準(zhǔn)為C，即直徑為32g6(-0.009_-0.025)的花鍵軸的軸線。4.以直徑為40（+0.013——+0.002）的外圓柱面和直徑為40（+0.006——-0.005）的外圓柱面為粗基準(zhǔn)，即基準(zhǔn)E，確定其同軸度為直徑0.008.擬定機(jī)械加工工藝路線根據(jù)各加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，選定如下加工方法，直徑為70mm外圓柱面，直徑為40,50,60,30(-0.2_-0.4)mm的外圓柱面采用車削加工方法，花鍵軸的直徑為32g6(-0.009_-0.025)采用插削，M36*1.5-6h的齒輪軸采用車削加工，兩個環(huán)針形鍵孔采用銑削方法加工，直徑為31.27+-0.015的錐孔采用鉆削，錐孔精度加工采用磨削。4.2擬定加工工藝路線09級模具1-姓名-學(xué)號機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號共1頁第1頁產(chǎn)品名稱或代號零（部）件名稱主軸鉆床材料牌號45#毛坯種類圓棒料毛坯外形尺寸200mm×200mm×每件毛坯可制件數(shù)1每臺件數(shù)1備注工序號工序名稱工序內(nèi)容車間工段加工設(shè)備工藝裝備工時（s）準(zhǔn)終單件1鍛造自由鍛描圖2熱處理正火3劃線劃線面及外形線，作為粗基準(zhǔn)加工的參照尺寸線車床C6163描校4粗車小端插入主軸孔，夾小端，粗車大端面，鉆中心孔A6.3夾小端端部，頂大端中心線，車大端外圓直徑70mm留加工余量5mm倒頭車直徑32（-0.0090.021）mm處至尺寸直徑40（0—0.3）mm長40mm車床C6163三爪卡盤5粗車加大端，上中心架，托直徑40（0—0.3）mm處，鉆中心孔A6.3，總長留加工余量5mm，照顧大端長138mm，留加工余量2mm。（鉆小端中心孔后，改夾大端頂小段中心孔。車床C6163三爪卡盤底圖號6熱處理調(diào)質(zhì)處理28-32HRC7車夾大端，頂小端，半精車小端外圓直徑32（-0.009—0.025）mm至直徑35（0—0.2）mm長40mm車床C6163三爪卡盤裝訂號8車車大端，中心架托直徑35（0—0.2）mm處，半精車小端端面，修研中心孔。夾大端頂小端，去掉中心架，加工小端外圓各部尺寸，留加工余量3mm車床C6163三爪卡盤9車夾小端，托直徑40mm(+0.013-+0.002)mm處，半精車直徑70mm端面和外圓，總長1045mm（其中有工藝凸臺15mm）。外圓加工余量為1.5mm，鉆孔及精車莫氏4號圓錐孔，留余量1.5-2.5mm車床C6163三爪卡盤1011車劃線夾大端，頂小端，半精車小端各部外圓，留加工余量1.5mm劃線35mm*12mm及32mm12.2mm車床C6163三爪卡盤12銑用分度圓夾大端頂小端，銑兩長孔至圖樣銑床XA6132X53K分度頭13熱處理對直徑70mm*138mm處，進(jìn)行局部淬火，硬度為42-48HRC14精車夾小端，中心架托直徑40（+0.013——+0.002）mm,精車直徑70mm,倒角，留磨削加工余量0.8mm車床C6163三爪卡盤錐堵15精車夾小端，中心架托直徑40（+0.013——+0.002）mm,精車直徑70mm,倒角，留磨削加工余量0.8mm中心架改托直徑70mm處，精車莫氏4號錐孔，倒角，留磨削加工余量0.3——0.5mm車床C6163三爪卡盤錐堵16銑分度頭夾大端，頂小端，粗銑，半精銑花鍵，留磨削余量0.3mm銑床XA613217磨夾小端，頂大端（活頂尖），粗磨各段外圓，留精磨余量0.4mm磨床M143218磨夾小端，中心架托大端直徑70mm處，粗磨錐孔，留磨削余量0.3mm，裝錐堵磨床M143219車夾大端，頂小端，車螺紋M36*1.5-6H至圖樣要求車床C6163三爪卡盤20熱處理時效處理（消除機(jī)械加工內(nèi)應(yīng)力）21磨修磨兩端中心孔，采用兩中心孔定位加緊工作，半精磨各段外圓尺寸，留精磨余量0.3mm磨床M143222磨精磨花鍵至圖樣要求花鍵軸磨床23磨采用兩中心孔定位裝夾工作，精磨軸外圓各部尺寸至圖樣要求磨床M143224鉗取出左端（大頭）錐堵25磨夾小端用中心架托A基準(zhǔn)軸經(jīng)直徑40（+0.013——0.002）mm,以及基準(zhǔn)軸經(jīng)直徑40（+0.006——-0.005）mm找正，精磨莫氏4好圓錐孔及端面至圖樣要求磨床M143226車夾大端，托小端直徑30（-0.2——-0.4）mm軸經(jīng)，車掉小端工藝凸臺，保圖樣尺寸1030mm車床C6163三爪卡盤27檢驗檢查各部尺寸及精度28入庫涂油入庫設(shè)計（日期）校對（日期）審核（日期）會簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期工藝路線方案的分析與比較：機(jī)械加工中，加工路線對零件的加工精度，表面質(zhì)量以及加工工效率有著直接的影響。因此，確定好的加工工藝路線是保證加工精度，表面質(zhì)量，提高效率的工藝措施之一，其確定與工件要求的零件表面質(zhì)量，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)間隙，刀具耐用度與零件輪廓形狀有關(guān)。一下便是針對本零件的結(jié)構(gòu)確定其工藝路線。劃分加工階段為保證零件的技術(shù)要求及尺寸精度，可分為：粗加工——半精加工粗加工——半精加工——精加工，并用到車，銑和鉆三個工種，完成其全部加工過程。擬定工藝路線機(jī)械加工中，加工路線對零件的加工精度，表面質(zhì)量以及加工效率有著直接的影響。因此，確定好的加工路線是保證加工質(zhì)量，表面質(zhì)量，提高效率的工藝措施之一，其確定與工件要求的零件表面質(zhì)量，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的間隙，刀具耐用度以及零件輪廓形狀有關(guān)。一下便是針對本零件的結(jié)構(gòu)確定其工藝路線。工藝路線1：準(zhǔn)備毛坯——正火——調(diào)制——把小端深入主軸孔，夾住臺階處——平端面，鉆中心孔——粗車，半精車這頭外圓——掉頭——夾大端，托小端鉆中心孔——粗車半精車小端各處外圓——銑，用分度頭夾大端頂小端，銑兩長孔，至圖樣要求——熱處理直徑為70mm*138mm部分淬火42——48HRC——加大端頂小端，精車小端各段外圓，倒角——分度頭夾大端，頂小端，粗銑，半精銑花鍵槽——夾小端，頂大端（活頂尖），粗磨各段外圓——夾小端，中心架托大端直徑70mm處，粗磨錐孔——車螺紋M36*1.5-6H至圖樣要求——磨內(nèi)圓錐孔——修中心孔。工藝路線2：準(zhǔn)備毛坯——正火——夾小端托大端鉆中心孔——粗車這頭外圓——調(diào)頭——加大端托小端鉆中心孔——粗車小端各處圓——調(diào)質(zhì)——半精車各處外圓——銑，用分度頭夾大端頂小端——銑兩長孔，至圖樣要求——夾大端托小端精車各處外圓——分度頭夾大端，頂小端，粗銑，半精銑花鍵——車螺紋M36*1.5——6h至圖樣要求——熱處理直徑為70mm*138mm部分淬火42——48HRC——夾小端，頂大端，粗磨大端外圓——夾小端，中心架托大端直徑為70mm處，粗磨錐孔。方法一與方法二相比較，方法一要用到大型機(jī)床，大型機(jī)床的每小時的能耗比小型機(jī)床的能耗高，經(jīng)濟(jì)效益就相對低了，不符合任務(wù)書的要求設(shè)計方案必須注重經(jīng)濟(jì)性，盡量選用通用工裝及設(shè)備，減少實際生產(chǎn)加工中的外圓加工。調(diào)質(zhì)后進(jìn)行粗車，能耗會比較高，刀具的磨損也會提高，零件的尺寸誤差就會提高。綜和以上所說采用方案二比方案一好些。5.1確定機(jī)械加工余量，工序尺寸及公差根據(jù)《機(jī)械工人切屑手冊》查詢可得如下結(jié)果：直徑為外圓柱面：粗糙度Ra1.6IT7粗車4mm半精車4mm粗磨0.6mm直徑為40mm的外圓柱表面：粗糙度Ra0.8IT7粗車6mm半精車1.2mm粗磨0.8mm半精磨0.3mm精磨0.1mm直徑為32：粗糙度Ra1.6IT6鉆孔直徑為19的鉆頭粗鏜0.8mm半精鏜0.5mm半精鏜0.5mm粗磨0.2mm內(nèi)孔：粗糙度IT11鉆——擴(kuò)直徑為30mm（+0.025——0）的內(nèi)孔：粗糙度IT7鉆——擴(kuò)——粗車——精車通過兩端的60度錐孔及鍵槽：粗糙度IT7粗車——半精車——精車根據(jù)各工序加工余量的選定因中間直徑為40mm和那直徑為32mm段比較長，在鍛造過程中會產(chǎn)生的彎曲變形會比較打，要多留寫余量來車削整外圓。所以這兩段外圓在加5mm的切削余量，。毛坯鍛造以后的大小由直徑79*151mm和直徑為52*462mm和直徑為44*417mm三個圓柱構(gòu)成的毛坯。根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以算出毛坯的大小圓柱的體積=底面積*高毛坯的長度=（直徑79mm的體積+直徑40mm的體積+直徑44mm的體積）+中心臺體積/0.98鍛造的磨耗。/(40*40)*3.14+676