開題報告-三角凸模的數控銑削工藝設計與編程加工

PAGEPAGE5XXXXXXXXX設計(XX)開題報告課題名稱三角凸模的數控銑削工藝設計與編程加工學生姓名專業/班級指導教師單位/職稱一、課題的背景與意義1.數控技術現狀隨著社會生產和科學技術的飛速發展，機械制造技術發生了深刻的變化，機械產品日趨精密復雜，且改型頻繁，傳統的普通加工設備已難以適應市場那個對產品多樣化的要求。因此，以數字控制技術為核心的新型數字程序控制機床應運而生。1952年美麻省理工學院研發第一臺數控機床。數控技術的發展向著高速化，精密化，高效能化，系列化及復合化方向發展。國內數控技術發展存在很長一段路要走，我們普遍用的是日本的法納克與德國的西門子系統，加工精度是致命瓶頸，你做高精密零件國內的數控機床如何加工都不可能滿足加工尺度。21世紀機械制造業的競爭，其實質是數控技術的競爭，這種競爭是全方位的。目前，隨著國內數控機床用量的劇增，特別是隨著高剛度整體鑄造床身、高速運算數控系統和主軸動平衡等新技術的采用以及刀具材料的不斷發展，現代切削加工朝著高速、高精度和強力切削方向發展。

數控技術是近代發展起來的一種自動控制技術，機械加工現代化的重要基礎與關鍵技術。數控機床是制造業實現自動化、柔性化、集成化生產的基礎，是國防工業現代化的重要戰略裝備，是關系到國家戰略地位和體現國家綜合國力水平的重要標志。2.數控仿真技術基本概念數控加工中的幾何仿真數控加工的幾何仿真是指根據刀具運動的軌跡與刀具的外型對工件進行切除的模擬過程。傳統的方法是使用試切法，即使用便宜的材料使用實際的機床進行切削，以檢測是否存在碰撞或是干涉。這種方法費用高耗時長，降低了生產效率。現在利用計算機對數控加工過程的模擬,即利用計算機模擬刀具沿著加工路徑與被加工工件(毛坯)之間的相對運動,實現對加工中的刀具移動、切削等過程的監控和對加工代碼正確性的驗證。這種方法大大的縮短了生產的準備時間。常用的方法有兩種：離散法和實體造型法。數控加工仿真系統的發展趨勢隨著網絡的普及,對現代的數控加工仿真系統提出了更高的要求,傳統的集中安裝的單體式仿真應用程序已很難滿足要求。未來新型數控仿真系統必須具備如下特性:分布式特性數控加工仿真需要多方參與,仿真過程所需的原始數據往往來自多個部門的數據庫,這些部門在地理上是分布的,甚至有可能分布在世界的不同地區。例如,機床參數由機床管理部門提供,夾具參數由工藝裝備設計與管理部門提供,刀具參數來自刀具刃磨與管理部門的數據庫,工件材料特性、刀具材料特性分別來自不同的數據庫。高性能計算如前所述,最精確的數控仿真方法是基于實體造型的仿真方法,然而這種方法需要進行大量的三維實體布爾運算,屬于計算密集型算法。單臺微機難以提供如此高的計算能力。要想基于實體造型的仿真達到實用要求,有三種方法,一是采用大型的高性能并行計算機,二是采用多臺微機或工作站構成的計算機集群cluster,但是這兩種方法成本高昂,不夠靈活,難以普及。第3種方法是采用新興的網格gird技術。網格是一種新興的基礎設施,它將從根本上改變我們思考和使用計算機的方式。網格的目標是將各種計算資源,包括計算能力、存儲能力、各種設備集成到一起,使它們協同工作。人們可以象使用電能一樣自由地使用各種計算資源。由于桌面計算機的普及,即使是在一個公司內部,也可聚集上千臺機構造成桌面計算機網格。據統計,桌面計算機系統在白天有的時間是空閑的,而在晚上這一比例高達95%。桌面計算機網格可收集這些閑散的計算資源。因此分布式數控仿真網格將是未來的主要研究方向,這需要研究相應的系統結構及適用于網格平臺的仿真算法。數控仿真網格也將成為范圍更大的制造網格的一個關鍵組成部分。總之，新型數控加工仿真系統必須實現從單個整體式應用程序到網絡上的分布式應用程序的轉變運行環境也必將從單臺微機轉移到網格平臺。二、課題的基本內容與擬解決的主要問題1.本課題的工作，要實現如下三方面的工作任務及目標：分析“三角凸模”零件的數控銑加工工藝，編制相關零件的數控加工工藝步驟；編制數控程序，并利用上海宇龍仿真軟件，虛擬完成零件的數控銑加工過程，以驗證零件數控加工過程的正確性；數控銑加工中關鍵問題分析，即分析上述兩種方法實現的數控銑加工技術，能提出自己的應用心得（包括實際應用中解決問題的方法）或可能的創新點。2.本課題擬解決的主要問題掌握數控加工工藝分析的步驟以及卡片設計的主要內容；繪制該零件的二維圖，為后面的手工編程做基礎；掌握典型零件的編程及各功能指令的意義；分析三角凸模的輪廓銑編程及加工工藝，并進行手工編程；熟練上海宇龍仿真的操作，掌握各個功能件的含義、作用；熟練Mastercam的操作，掌握各個功能件的含義、作用。本課題要重點研究的問題主要有三點：一是根據給定的零件圖，分析其數控加工工藝，給出切實可行的數控加工方案（含刀具、切削用量選擇等）和編程方法，并最終編制零件的數控加工程序；二是以宇龍仿真為平臺，利用該軟件功能強大的仿真功能，虛擬完成零件的數控車加工過程，以驗證數控程序編寫的正確性；三是以Mastercam軟件為平臺，利用該軟件二維幾何圖形設計、三維曲面設計、刀具路徑模擬、加工實體模擬等功能，實現了從產品的幾何設計到加工制造的CAD/CAM一體化。三、完成課題的方法、步驟與進度安排：1.“三角凸模”零件的數控銑工藝路線及數控銑編程包括：零件圖的分析；利用autoCAD2004零件圖的繪制；加工方案及加工路線的確定；零件的裝夾及夾具的選擇；刀具和切削用量的選擇；數控程序編制；數控加工及操作步驟。2.上海宇龍仿真軟件的數控加工過程和步驟 機床的選擇，選用FANUC0I標準數控銑床；零件材料的選擇，并設置材料的大小；零件的裝夾；刀具的選擇及對刀；程序的導入和加工。3.主要參考資料：[1]劉雄偉，數控機床操作與編程培訓教程，北京，機械工業出版社，2003[2]徐元昌，陳嬋娟.數控技術，北京，中國輕工業出版社，2004[3]田萍，數控機床加工工藝及設備，北京，電子工業出版社，2005[4]鄭曉峰，數控技術及應用，北京，機械工業出版社，2003[5]晏初宏，數控加工工藝與編程，北京，化學工業出版社，2004[6]顧京，機床加工程序編制，北京，機械工業出版社，20034.課程完成進度安排數控加工技術國內外研究現狀、存在問題分析，完成開題報告，1周；數控加工基本理論回顧，Mastercam、數控仿真軟件學習，1周；典型零件的數控加工工藝分析，程序的手工編制及仿真調試，2周；關鍵問題分析，1周；整理論文說明書，繪制并打印必要的零件圖（A4）1周；準備答辯，1周；答辯