PAGEPAGE5XXXXXXXXX設計(XX)開題報告課題名稱三角凸模的數(shù)控銑削工藝設計與編程加工學生姓名專業(yè)/班級指導教師單位/職稱一、課題的背景與意義1.數(shù)控技術(shù)現(xiàn)狀隨著社會生產(chǎn)和科學技術(shù)的飛速發(fā)展，機械制造技術(shù)發(fā)生了深刻的變化，機械產(chǎn)品日趨精密復雜，且改型頻繁，傳統(tǒng)的普通加工設備已難以適應市場那個對產(chǎn)品多樣化的要求。因此，以數(shù)字控制技術(shù)為核心的新型數(shù)字程序控制機床應運而生。1952年美麻省理工學院研發(fā)第一臺數(shù)控機床。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展向著高速化，精密化，高效能化，系列化及復合化方向發(fā)展。國內(nèi)數(shù)控技術(shù)發(fā)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(tǒng)，加工精度是致命瓶頸，你做高精密零件國內(nèi)的數(shù)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(yè)的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭，這種競爭是全方位的。目前，隨著國內(nèi)數(shù)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(shù)控系統(tǒng)和主軸動平衡等新技術(shù)的采用以及刀具材料的不斷發(fā)展，現(xiàn)代切削加工朝著高速、高精度和強力切削方向發(fā)展。

數(shù)控技術(shù)是近代發(fā)展起來的一種自動控制技術(shù)，機械加工現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)控機床是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是國防工業(yè)現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略裝備，是關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要標志。2.數(shù)控仿真技術(shù)基本概念數(shù)控加工中的幾何仿真數(shù)控加工的幾何仿真是指根據(jù)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(tǒng)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(chǎn)效率。現(xiàn)在利用計算機對數(shù)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(xiàn)對加工中的刀具移動、切削等過程的監(jiān)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(chǎn)的準備時間。常用的方法有兩種：離散法和實體造型法。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的發(fā)展趨勢隨著網(wǎng)絡的普及,對現(xiàn)代的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)提出了更高的要求,傳統(tǒng)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(shù)控仿真系統(tǒng)必須具備如下特性:分布式特性數(shù)控加工仿真需要多方參與,仿真過程所需的原始數(shù)據(jù)往往來自多個部門的數(shù)據(jù)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(qū)。例如,機床參數(shù)由機床管理部門提供,夾具參數(shù)由工藝裝備設計與管理部門提供,刀具參數(shù)來自刀具刃磨與管理部門的數(shù)據(jù)庫,工件材料特性、刀具材料特性分別來自不同的數(shù)據(jù)庫。高性能計算如前所述,最精確的數(shù)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(gòu)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(wǎng)格gird技術(shù)。網(wǎng)格是一種新興的基礎(chǔ)設施,它將從根本上改變我們思考和使用計算機的方式。網(wǎng)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(xié)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(nèi)部,也可聚集上千臺機構(gòu)造成桌面計算機網(wǎng)格。據(jù)統(tǒng)計,桌面計算機系統(tǒng)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(wǎng)格可收集這些閑散的計算資源。因此分布式數(shù)控仿真網(wǎng)格將是未來的主要研究方向,這需要研究相應的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及適用于網(wǎng)格平臺的仿真算法。數(shù)控仿真網(wǎng)格也將成為范圍更大的制造網(wǎng)格的一個關(guān)鍵組成部分。總之，新型數(shù)控加工仿真系統(tǒng)必須實現(xiàn)從單個整體式應用程序到網(wǎng)絡上的分布式應用程序的轉(zhuǎn)變運行環(huán)境也必將從單臺微機轉(zhuǎn)移到網(wǎng)格平臺。二、課題的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題1.本課題的工作，要實現(xiàn)如下三方面的工作任務及目標：分析“三角凸模”零件的數(shù)控銑加工工藝，編制相關(guān)零件的數(shù)控加工工藝步驟；編制數(shù)控程序，并利用上海宇龍仿真軟件，虛擬完成零件的數(shù)控銑加工過程，以驗證零件數(shù)控加工過程的正確性；數(shù)控銑加工中關(guān)鍵問題分析，即分析上述兩種方法實現(xiàn)的數(shù)控銑加工技術(shù)，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(chuàng)新點。2.本課題擬解決的主要問題掌握數(shù)控加工工藝分析的步驟以及卡片設計的主要內(nèi)容；繪制該零件的二維圖，為后面的手工編程做基礎(chǔ)；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(jù)給定的零件圖，分析其數(shù)控加工工藝，給出切實可行的數(shù)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(shù)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(shù)控車加工過程，以驗證數(shù)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(xiàn)了從產(chǎn)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(shù)控銑工藝路線及數(shù)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(shù)控程序編制；數(shù)控加工及操作步驟。2.上海宇龍仿真軟件的數(shù)控加工過程和步驟 機床的選擇，選用FANUC0I標準數(shù)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(shù)控機床操作與編程培訓教程，北京，機械工業(yè)出版社，2003[2]徐元昌，陳嬋娟.數(shù)控技術(shù)，北京，中國輕工業(yè)出版社，2004[3]田萍，數(shù)控機床加工工藝及設備，北京，電子工業(yè)出版社，2005[4]鄭曉峰，數(shù)控技術(shù)及應用，北京，機械工業(yè)出版社，2003[5]晏初宏，數(shù)控加工工藝與編程，北京，化學工業(yè)出版社，2004[6]顧京，機床加工程序編制，北京，機械工業(yè)出版社，20034.課程完成進度安排數(shù)控加工技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、存在問題分析，完成開題報告，1周；數(shù)控加工基本理論回顧，Mastercam、數(shù)控仿真軟件學習，1周；典型零件的數(shù)控加工工藝分析，程序的手工編制及仿真調(diào)試，2周；關(guān)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