航空多腔类典型零件加工及数控机床仿真的研究

本科毕业设计论文题 目航空多腔类典型零件加工及数控机床仿真的研究I毕业 任务书一、题目 航空多腔类典型零件加工及数控机床仿真的研究二、指导思想和目的要求针对航空多腔类典型零件加工的特点，进行刀路规划，合理地划分加工区域、选择适合的加工方法。制成以提高加工精度兼顾效率的 NC 加工专用程序。三、主要技术指标1完成指定翻译文献；2完成航空多腔类典型零件加工的粗加工程编；3完成航空多腔类典型零件加工的精加工程编；4. 完成航空多腔类典型零件虚拟仿真加工及生成 NC 指令。四、进度和要求第一阶段：（共计 5 周）1第一周及第二周，翻译并完成教师指定的英文文献翻译；2第三周，熟悉航空多腔类典型零件工艺及工艺模型处理；3. 第四周，去工厂现场参观调研；4第五周，熟悉及掌握 CADCAM 软件相关的航空多腔类典型零件加 工方法；第二阶段：（共计 5 周）1第六周及第七周，航空多腔类典型零件加工工艺模型建立和处理；2. 第八周，完成航空多腔类典型零件加工的粗加工编程；3. 第九周，完成航空多腔类典型零件的精加工编程；4.第十周，完成仿真加工及数控加工代码生成；第三阶段：（共计 5 周）1. 第十一周，检测航空多腔类典型零件加工程序的通用性；2第十二周，检测航空多腔类典型零件加工工艺规划的合理性；3第十三周，进行刀路优化、过切检查；设论设计论文II4. 第十四及第十五周，生成通用的数控指令(G 代码和 M 代码)；5. 第十六周及第十七周，撰写论文及评阅。五、主要参考书及参考资料1谢龙汉等 . CATIAV5 数控加工M. 北京：清华大学出版社，2005 年 4 月.2谢龙汉等 .CATIAV5 机械设计M. 北京：清华大学出版社，2005 年 4 月.3谢龙汉等.CATIAV5 机械设计应用实例M. 北京：清华大学出版社，2005 年 4 月.4谢龙汉等.CATIAV5 逆向造型设计M. 北京：清华大学出版社，2005 年 4 月.5谢龙汉等.CATIAV5 自由曲面造型M. 北京：清华大学出版社，2005 年 4 月.6谢龙汉等 .CATIAV5 数控加工实例M. 北京：清华大学出版社，2005 年 4 月.7卜昆等 .计算机辅助制造M.北京：机械工业出版社，2006.III目 录摘 要 .1ABSTRACT.2前 言 .3第一章 绪论 .41.1 课题研究的意义 .41.2 国内外现状 .51.3 论文的章节安排 .5第二章 CATIA 软件的主要功能介绍 .62.1 CATIA 软件简介 .62.2 CATIA V5 功能模块简介 .72.3 CATIA V5 软件的特点 .112.4 CATIA 软件的竞争优势 .12第三章 数控加工关键技术的研究 .133.1 数控编程的定义 .133.2 数控编程的基本知识 .133.3 数控编程的工艺处理 .173.4 数控加工的误差来源 .223.5 数控程序的格式及功能字 .22第四章 航空多腔类典型零件加工的研究 .254.1 引入零件及进入加工模块 .264.2 创建零件毛培 .274.3 零件定义操作 .274.4 零件区域粗加工（Roughing） .314.5 零件区域半精加工（Sweeping） .354.6 零件凹槽内扫描加工（Sweeping） .374.7 零件凹槽内槽加工（Pocketing） .404.8 零件区域精加工（Facing） .454.9 零件凹槽内凸台精加工（Facing） .484.10 零件凹槽内曲面轮廓清根加工（Contour-driven） .514.11 零件凹槽内凸台轮廓清根加工（Contour-driven） .554.12 零件凹槽内扫描加工（Sweeping） .584.13 零件区域斜面扫描加工（Sweeping） .60第五章 VERICUT 仿真技术验证加工过程 .635.1 数控加工仿真技术概述 .635.2 数控加工仿真技术的操作步骤 .645.3 加工仿真的验证： .675.4 本章总结 .69IV第六章 总结与展望 .706.1 论文总结 .706.2 后续展望 .70致 谢 .721摘 要随着全球制造业竞争的日益激烈，先进制造技术的不断出现，现代数控加工技术的普遍应用，使得产品的加工周期大幅度缩短，产品的加工质量不断改善，加速了产品的更新换代，增强了产品的竞争力。因此数控加工技术的研究已成为研究重点。在这个计算机技术发展迅速，新科技日新月异的信息社会中，制造业也发生着革命性的变化。计算机模拟、仿真技术省去了大量的工作量，大大节约了原材料成本，提高了生产效率。工厂里现在大部分机床使用的都是数控机床，数控加工出来的零件既符合外观及精度有要求，又方便操作者进行操作。掌握计算机制造技术已经是新时代我们势在必行的必须课。作者在查阅和搜索大量与本毕业设计相关资料的基础上，对数控加工进行研究，并在老师的耐心指导下，首先分析零件工艺图纸，利用 CATIA 进行数控加工程序的编制，设计出该零件的 NC 加工方法，进而用 VERICUT 对零件进行了动态模拟仿真加工。此次设计中以飞机上的多腔类零件为加工对象，利用型腔铣和轮廓铣进行粗加工和精加工。关键词: 型腔铣，轮廓铣，VERICUT2ABSTRACTSince the competition of global manufacturing industry is increasingly intense, advanced manufacturing technologies appeared continuously. The general application of the modern Numerical Control Manufacturing technology, has made the processing cycle of the products shorten by a large margin, has improved the processing quality of the products, has accelerated the update of the products, and has strengthened the competitive power of the products. So the research of the process technology of numerical control has become the focal point of studying. The manufacturing method changes a lot with the development of the computer technology in the modern society. Computer simulation saves a lot of time for the workers and greatly saves the cost of raw materials. Also computer simulation increases production efficiency. At present, most of the factory machines are used in CNC machine tools. CNC machining parts achieved the requirement both in the appearance and in the accuracy. To master the computer manufacturing technology for the engineering working in the field of aviation is imperative.Author in the access and search a lot and the design of relevant documents, to carry on the research of NC machining, and the teacher under the guidance of the patient, the first analysis of part process drawings, preparation of NC machining program using CATIA, the design of NC processing method of the parts, and uses VERICUT to the dynamic simulation of parts processing. Multi cavity to airplane parts in the design of object for processing, rough machining and finish machining the cavity milling and contour milling.KEY WORDS: cavity milling，contour milling，vericut3前 言近年来，随着计算机技术的发展，数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业中，普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。目前国外机械设备的数控化率已达到 85%以上，而我国的机械设备的数控化率不足 20%，随着我国制造行业新技术的应用，我国世界制造业加工中心地位形成，数控机床的使用、维修、维护人员在全国各工业城市都非常紧缺，再加上数控加工人员从业面非常广，可在现代制造业的模具、钟表业、五金行业、中小制造业、从事相应公司企业的电脑绘图、数控编程设计、加工中心操作、模具设计与制造、 电火花及线切割工作，所以目前现有的数控技术人才无法满足制造业的需求，而且人才市场上的这类人才储备并不大，企业要在人才市场上寻觅合适的人才显得比较困难，以至于导致模具设计、CAD/CAM 工程师、数控编程、数控加工等已成为我国各人才市场招聘频率最高的职位之一。现代数控加工技术的普遍应用，使得产品的加工周期大幅度缩短，产品的加工质量不断改善，加速了产品的更新换代，增强了产品的市场竞争能力。因此数控加工技术的研究已成为衡量一个国家机械制造工业的重要标志之一，更是体现一个机械制造企业技术水平的重要标志。正是基于上述形势，许多制造行业都已经采用数控加工方式来提高产品的竞争力。此外，利用和发展数控加工，实现高效数控加工已成为了制造类企业所普遍关心的大事。进一步提高我国国防军工行业的数控效率以及数控制造能力，是加强军工国防建设的迫切需要。4第 1 章 绪论1.1 课题研究的意义数控加工技术是当代机械加工的主要手段，机械自动化专业对于数控加工是必须掌握的。而航空多腔类典型零件的加工，包括刀路规划，合理地划分加工区域、选择适合的加工方法等，一直是数控加工的难题和主要研究对象，因此，将这一研究对象作为毕业论文，不仅能巩固和掌握数控加工技术，而且还能对当今航空多腔类典型零件加工有一个深刻的认识。总体上说，和传统的机械加工手段相比数控加工技术具有以下优点：1.具有较大的柔性数控机床是按照记录在载体上的信息指令自动进行加工的，当加工对象改变时只需要重新编制数控加工程序，而无需对机床结构进行调整，也不需要制造凸轮、靠模一类的辅助机械装置。这样，便可以快速地从一种零件的加工变到另一种零件的加工，使生产准备周期大为缩短。2.加工效率高 利用数字化的控制手段可以加工复杂的曲面。而加工过程是由计算机控制，所以零件的互换性强，加工的速度快。 3.加工精度高同传统的加工设备相比，数控系统优化了传动装置,提高分辨率,减少为误差，因此加工的效率可以得到很大的提高。 4.有力于加工复杂形状的零件数控机床能同时控制多个坐标联动，可以加工其他机床难以加工甚至不可能加工的复杂零件，如曲线的二维复杂轮廓零件、含曲面的三维实体零件。5.劳动强度低由于采用了自动控制方式，也就是说加工的全部过程是由数控系统完成，省去传统加工手段那样烦琐，操作者在数控机床工作时，只需要监视设备的运5行状态。所以劳动强度很低。 6.适应能力强 数控加工系统就象计算机一样，可以通过调整部分参数达到修改或改变其运作方式，因此加工的范围可以得到很大的扩展。1.2 国内外现状从生产中可以看出，CAM 技术对企业的影响举足轻重，可以极大的提高企业的市场竞争力。但是，由于我国计算机软件行业发展滞后，受到 CAM 软件的限制，尽管 CAM 技术在国外已有大量的科研人员进行研究，并不断的有新成果出现，而我国在 CAM 技术领域方面的研究却不是很成熟。这对我国原本落后的制造业的发展极为不利。制造业不仅仅是一个国家的国民经济的支柱，更是国力强弱的象征，对其在世界上的政治和经济地位都有着决定性的