梁慶堃畢業(yè)論文

專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目： 數(shù)控編程與加工工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 梁慶堃 系 別： 機(jī)械與電氣工程系 專業(yè)年級(jí)： 2011 級(jí)?？茢?shù)控一班 指導(dǎo)教師： 栗廣冉 2014 年 5 月 20 日中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文)摘要高速加工的數(shù)控編程技術(shù)是高速加工的關(guān)鍵主題之一。這是非常重要的和復(fù)雜的。本文提出了新的數(shù)控編程策略針對(duì)高速加工的特點(diǎn)。分析了限制,傳統(tǒng)的數(shù)控編程數(shù)據(jù)接口 ISO 6983(G 代碼,代碼)是用作切削編程數(shù)據(jù)接口。新的數(shù)控編程數(shù)據(jù)接口 ISO 14649 是充分研究,并使用它作為高速加工數(shù)控編程數(shù)據(jù)接口的好處進(jìn)行了討論。的具體實(shí)施項(xiàng)目的一步,AP238 AP214 STEP-NC 提出了。然后通過這些從 CAD,CAM 應(yīng)用協(xié)議,實(shí)現(xiàn)無縫集成。本文還討論了數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)該有一些功能是適合 STEP-NC 新的數(shù)控編程數(shù)據(jù)接口,并給出了詳細(xì)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)。使用微型工作站 Modeler 的高速加工數(shù)控編程軟件平面和使用 MDL(微型工作站開發(fā)語言)作為開發(fā)工具實(shí)現(xiàn),生成的數(shù)控程序關(guān)鍵詞：數(shù)控編程 加工工藝 工藝設(shè)計(jì)中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文)ABSTRACT The NC Programming Technology of High Speed Machining is one of key subjects of High Speed Machining. It is very important and complicated. In this paper, the new NC Programming strategy is put forward in allusion to the features of High Speed Machining. It analyzes the limits that the traditional NC Programming data interface ISO 6983(G code, M code) is used as HSM Programming data interface. The new NC Programming data interface ISO 14649 is fully studied, and the benefits using it as HSM NC Programming data interface are discussed. The detailed implementary project of AP214 of STEP and AP238 of STEP-NC is brought forward. Then by way of these application protocols from CAD to CAM, the seamless integration is realized. This paper also discusses that the NC System should have some functions which are fit for the new NC Programming data interface STEP-NC, and presents the detailed software and hardware structure. The High Speed Machining NC Programming which using MicroStation Modeler as software flat and using MDL (MicroStation Development Language) as development tool is realized and the NC programs are producedKeywords：CNC Programming The piocessing technology Process design中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文)目 錄第一章 數(shù)控加工技術(shù)的概述1.1 數(shù)控技術(shù)簡介 11.2 數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn) 11.3 數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 11.4 數(shù)控技術(shù)發(fā)展策 21.5 小結(jié) 3第二章 數(shù)控仿真技術(shù)2.1 計(jì)算機(jī)仿真的概念及應(yīng)用 42.2 數(shù)控仿真技術(shù)的現(xiàn)狀及趨勢 4 2.3 數(shù)控仿真技術(shù)的加工方法 5第三章 數(shù)控編程技術(shù)3.1 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 73.2 數(shù)控加工工藝的基本特點(diǎn) 73.3 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容 73.4 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造（CAD/CAM）的 介紹及應(yīng)用 8第四章 泵蓋的數(shù)控加工工藝編制與仿真4.1 泵蓋簡介 94.2 零件圖工藝分析 94.3 零件圖工藝設(shè)計(jì) 104.3.1 編制加工工藝 104.3.2 確定裝夾方案 104.3.3 確定加工順序及走刀路線 104.3.4 切削用量選擇 104.3.5 擬訂數(shù)控加工工序卡片 114.4 泵蓋仿真程序 12第五章 總結(jié)5.1 總結(jié) 28中國石油大學(xué)勝利學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)參考文獻(xiàn) 29致謝 30中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文)1第一章 數(shù)控加工技術(shù)的概述1.1 數(shù)控技術(shù)簡介當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國實(shí)行封鎖和限制政策。總之，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：（1）機(jī)械制造技術(shù)；（2）信息處理、加工、傳輸技術(shù)；（3）自動(dòng)控制技術(shù)；（4）伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；（5）傳感器技術(shù)；（6）軟件技術(shù)等?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，是新一代生產(chǎn)技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等的技術(shù)集合?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨向是高速化、高精度化、高可靠性、多功能、復(fù)合化、智能化和開放式結(jié)構(gòu)。主要發(fā)展動(dòng)向是研制開發(fā)軟、硬件都具有開放式結(jié)構(gòu)的智能化全功能通用數(shù)控裝置。1.2 數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)為滿足現(xiàn)代機(jī)械加工的多樣化需求，數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)具有以下特點(diǎn)：（1）作用和地位上的戰(zhàn)略性；（2）技術(shù)上的綜合性；（3）控制上的實(shí)時(shí)性；（4）軟件上的領(lǐng)域性；（5）推廣應(yīng)用上的適應(yīng)性；（6）跟蹤上的滯后性；（7）發(fā)展上的開放性。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機(jī)械制造工業(yè)提升改造和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。1.3 數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文)2數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：1.高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢：效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為 5 大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（CIRP）將其確定為 21 世紀(jì)的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn) 30 萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是 40 秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對(duì)這筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。2.智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 21 世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。中國石油大學(xué)勝利學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)31.4 數(shù)控技術(shù)發(fā)展策略中國石油大學(xué)勝利學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)41用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。2在競爭前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品。3強(qiáng)調(diào)市場需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動(dòng)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 中國石油大學(xué)勝利學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文)5第二章 數(shù)控仿真技術(shù)2.1 計(jì)算機(jī)仿真的概念及應(yīng)用從工程的角度來看，仿真就是通過對(duì)系統(tǒng)模型的實(shí)驗(yàn)去研究一個(gè)已有的或設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)。分析復(fù)雜的動(dòng)態(tài)對(duì)象，仿真是一種有效的方法，可以減少風(fēng)險(xiǎn)，縮短設(shè)計(jì)和制造的周期，并節(jié)約投資。計(jì)算機(jī)仿真就是借助計(jì)算機(jī)，利用系統(tǒng)模型對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的過程。它隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速地發(fā)展，在仿真中占有越來越重要的地位。建模活動(dòng)是通過對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的觀測或檢測，在忽略次要因素及不可檢測變量的基礎(chǔ)上，用物理或數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行描述，從而獲得實(shí)際系統(tǒng)的簡化近似模型。這里的模型同實(shí)際系統(tǒng)的功能與參數(shù)之間應(yīng)具有相似性和對(duì)應(yīng)性。仿真模型是對(duì)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（簡化模型）進(jìn)行一定的算法處理，使其成為合適的形式（如將數(shù)值積分變?yōu)榈\(yùn)算模型）之后，成為能被計(jì)算機(jī)接受的“可計(jì)算模型” 。仿真模型對(duì)實(shí)際系統(tǒng)來講是一個(gè)二次簡化的模型。仿真實(shí)驗(yàn)是指將系統(tǒng)的仿真模型在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的過程。仿真是通過實(shí)驗(yàn)來研究實(shí)際系統(tǒng)的一種技術(shù)，通過仿真技術(shù)可以弄清系統(tǒng)內(nèi)在結(jié)構(gòu)變量和環(huán)境條件的影響。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和仿真計(jì)算機(jī)的智能化。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)不僅在傳統(tǒng)的工程技術(shù)領(lǐng)域（航空、航天、化工等方面）繼續(xù)發(fā)展，而且擴(kuò)大到社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生物等許多非工程領(lǐng)域，此外，并行處理、人工智能、知識(shí)庫和專家系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展正影響著仿真計(jì)算機(jī)的發(fā)展。數(shù)控加工仿真利用計(jì)算機(jī)來模擬實(shí)際的加工過程，是驗(yàn)證數(shù)控加工程序的可靠性和預(yù)測切削過程的有力工具，以減少