梁慶堃畢業(yè)論文

?？粕厴I(yè)設計（論文）題 目： 數(shù)控編程與加工工藝設計 學生姓名： 梁慶堃 系 別： 機械與電氣工程系 專業(yè)年級： 2011 級?？茢?shù)控一班 指導教師： 栗廣冉 2014 年 5 月 20 日中國石油大學勝利學院?？飘厴I(yè)設計(論文)摘要高速加工的數(shù)控編程技術是高速加工的關鍵主題之一。這是非常重要的和復雜的。本文提出了新的數(shù)控編程策略針對高速加工的特點。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)接口的好處進行了討論。的具體實施項目的一步,AP238 AP214 STEP-NC 提出了。然后通過這些從 CAD,CAM 應用協(xié)議,實現(xiàn)無縫集成。本文還討論了數(shù)控系統(tǒng)應該有一些功能是適合 STEP-NC 新的數(shù)控編程數(shù)據(jù)接口,并給出了詳細的硬件和軟件結構。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)工具實現(xiàn),生成的數(shù)控程序關鍵詞：數(shù)控編程 加工工藝 工藝設計中國石油大學勝利學院?？飘厴I(yè)設計(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中國石油大學勝利學院?？飘厴I(yè)設計(論文)目 錄第一章 數(shù)控加工技術的概述1.1 數(shù)控技術簡介 11.2 數(shù)控加工技術的特點 11.3 數(shù)控技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 11.4 數(shù)控技術發(fā)展策 21.5 小結 3第二章 數(shù)控仿真技術2.1 計算機仿真的概念及應用 42.2 數(shù)控仿真技術的現(xiàn)狀及趨勢 4 2.3 數(shù)控仿真技術的加工方法 5第三章 數(shù)控編程技術3.1 數(shù)控加工工藝設計 73.2 數(shù)控加工工藝的基本特點 73.3 數(shù)控加工工藝的主要內容 73.4 計算機輔助設計/制造（CAD/CAM）的 介紹及應用 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 零件圖工藝設計 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5.1 總結 28中國石油大學勝利學院?？飘厴I(yè)設計(論文)參考文獻 29致謝 30中國石油大學勝利學院?？飘厴I(yè)設計(論文)1第一章 數(shù)控加工技術的概述1.1 數(shù)控技術簡介當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數(shù)控技術及數(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)控技術及其產業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。總之，大力發(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。數(shù)控技術是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術為代表的新技術對傳統(tǒng)制造產業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術范圍覆蓋很多領域：（1）機械制造技術；（2）信息處理、加工、傳輸技術；（3）自動控制技術；（4）伺服驅動技術；（5）傳感器技術；（6）軟件技術等?，F(xiàn)代數(shù)控機床是機電一體化的典型產品，是新一代生產技術、計算機集成制造系統(tǒng)等的技術集合?，F(xiàn)代數(shù)控機床的發(fā)展趨向是高速化、高精度化、高可靠性、多功能、復合化、智能化和開放式結構。主要發(fā)展動向是研制開發(fā)軟、硬件都具有開放式結構的智能化全功能通用數(shù)控裝置。1.2 數(shù)控加工技術的特點為滿足現(xiàn)代機械加工的多樣化需求，數(shù)控加工技術的特點具有以下特點：（1）作用和地位上的戰(zhàn)略性；（2）技術上的綜合性；（3）控制上的實時性；（4）軟件上的領域性；（5）推廣應用上的適應性；（6）跟蹤上的滯后性；（7）發(fā)展上的開放性。數(shù)控技術及數(shù)控機床在當今機械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國家基礎工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機械制造工業(yè)提升改造和實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產的重要手段和標志。數(shù)控技術及數(shù)控機床的廣泛應用，給機械制造業(yè)的產業(yè)結構、產品種類和檔次以及生產方式帶來了革命性的變化。1.3 數(shù)控技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢中國石油大學勝利學院專科畢業(yè)設計(論文)2數(shù)控技術的應用不但給傳統(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，因為這些行業(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)控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面：1.高速、高精加工技術及裝備的新趨勢：效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為 5 大現(xiàn)代制造技術之一，國際生產工程學會（CIRP）將其確定為 21 世紀的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領域，年產 30 萬輛的生產節(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問題之一；在航空和宇航工業(yè)領域，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，才能對這筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對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)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 21 世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內容、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)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。中國石油大學勝利學院?？飘厴I(yè)設計(論文)31.4 數(shù)控技術發(fā)展策略中國石油大學勝利學院專科畢業(yè)設計(論文)41用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關鍵技術以及支持產業(yè)化發(fā)展的支撐技術、配套技術作為研究開發(fā)的內容，實現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。2在競爭前數(shù)控技術方面，強調創(chuàng)新，強調研究開發(fā)具有自主知識產權的技術和產品。3強調市場需求為導向，即以數(shù)控終端產品為主，以整機（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機床、典型數(shù)字化機械、重點行業(yè)關鍵設備等）帶動數(shù)控產業(yè)的發(fā)展。 中國石油大學勝利學院?？飘厴I(yè)設計(論文)5第二章 數(shù)控仿真技術2.1 計算機仿真的概念及應用從工程的角度來看，仿真就是通過對系統(tǒng)模型的實驗去研究一個已有的或設計中的系統(tǒng)。分析復雜的動態(tài)對象，仿真是一種有效的方法，可以減少風險，縮短設計和制造的周期，并節(jié)約投資。計算機仿真就是借助計算機，利用系統(tǒng)模型對實際系統(tǒng)進行實驗研究的過程。它隨著計算機技術的發(fā)展而迅速地發(fā)展，在仿真中占有越來越重要的地位。建?；顒邮峭ㄟ^對實際系統(tǒng)的觀測或檢測，在忽略次要因素及不可檢測變量的基礎上，用物理或數(shù)學的方法進行描述，從而獲得實際系統(tǒng)的簡化近似模型。這里的模型同實際系統(tǒng)的功能與參數(shù)之間應具有相似性和對應性。仿真模型是對系統(tǒng)的數(shù)學模型（簡化模型）進行一定的算法處理，使其成為合適的形式（如將數(shù)值積分變?yōu)榈\算模型）之后，成為能被計算機接受的“可計算模型” 。仿真模型對實際系統(tǒng)來講是一個二次簡化的模型。仿真實驗是指將系統(tǒng)的仿真模型在計算機上運行的過程。仿真是通過實驗來研究實際系統(tǒng)的一種技術，通過仿真技術可以弄清系統(tǒng)內在結構變量和環(huán)境條件的影響。計算機仿真技術的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在兩個方面：應用領域的擴大和仿真計算機的智能化。計算機仿真技術不僅在傳統(tǒng)的工程技術領域（航空、航天、化工等方面）繼續(xù)發(fā)展，而且擴大到社會經(jīng)濟、生物等許多非工程領域，此外，并行處理、人工智能、知識庫和專家系統(tǒng)等技術的發(fā)展正影響著仿真計算機的發(fā)展。數(shù)控加工仿真利用計算機來模擬實際的加工過程，是驗證數(shù)控加工程序的可靠性和預測切削過程的有力工具，以減少