梁庆堃毕业论文

专科生毕业设计（论文）题 目： 数控编程与加工工艺设计 学生姓名： 梁庆堃 系 别： 机械与电气工程系 专业年级： 2011 级专科数控一班 指导教师： 栗广冉 2014 年 5 月 20 日中国石油大学胜利学院专科毕业设计(论文)摘要高速加工的数控编程技术是高速加工的关键主题之一。这是非常重要的和复杂的。本文提出了新的数控编程策略针对高速加工的特点。分析了限制,传统的数控编程数据接口 ISO 6983(G 代码,代码)是用作切削编程数据接口。新的数控编程数据接口 ISO 14649 是充分研究,并使用它作为高速加工数控编程数据接口的好处进行了讨论。的具体实施项目的一步,AP238 AP214 STEP-NC 提出了。然后通过这些从 CAD,CAM 应用协议,实现无缝集成。本文还讨论了数控系统应该有一些功能是适合 STEP-NC 新的数控编程数据接口,并给出了详细的硬件和软件结构。使用微型工作站 Modeler 的高速加工数控编程软件平面和使用 MDL(微型工作站开发语言)作为开发工具实现,生成的数控程序关键词：数控编程 加工工艺 工艺设计中国石油大学胜利学院专科毕业设计(论文)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中国石油大学胜利学院专科毕业设计(论文)目 录第一章 数控加工技术的概述1.1 数控技术简介 11.2 数控加工技术的特点 11.3 数控技术的现状及发展趋势 11.4 数控技术发展策 21.5 小结 3第二章 数控仿真技术2.1 计算机仿真的概念及应用 42.2 数控仿真技术的现状及趋势 4 2.3 数控仿真技术的加工方法 5第三章 数控编程技术3.1 数控加工工艺设计 73.2 数控加工工艺的基本特点 73.3 数控加工工艺的主要内容 73.4 计算机辅助设计/制造（CAD/CAM）的 介绍及应用 8第四章 泵盖的数控加工工艺编制与仿真4.1 泵盖简介 94.2 零件图工艺分析 94.3 零件图工艺设计 104.3.1 编制加工工艺 104.3.2 确定装夹方案 104.3.3 确定加工顺序及走刀路线 104.3.4 切削用量选择 104.3.5 拟订数控加工工序卡片 114.4 泵盖仿真程序 12第五章 总结5.1 总结 28中国石油大学胜利学院专科毕业设计(论文)参考文献 29致谢 30中国石油大学胜利学院专科毕业设计(论文)1第一章 数控加工技术的概述1.1 数控技术简介当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：（1）机械制造技术；（2）信息处理、加工、传输技术；（3）自动控制技术；（4）伺服驱动技术；（5）传感器技术；（6）软件技术等。现代数控机床是机电一体化的典型产品，是新一代生产技术、计算机集成制造系统等的技术集合。现代数控机床的发展趋向是高速化、高精度化、高可靠性、多功能、复合化、智能化和开放式结构。主要发展动向是研制开发软、硬件都具有开放式结构的智能化全功能通用数控装置。1.2 数控加工技术的特点为满足现代机械加工的多样化需求，数控加工技术的特点具有以下特点：（1）作用和地位上的战略性；（2）技术上的综合性；（3）控制上的实时性；（4）软件上的领域性；（5）推广应用上的适应性；（6）跟踪上的滞后性；（7）发展上的开放性。数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。1.3 数控技术的现状及发展趋势中国石油大学胜利学院专科毕业设计(论文)2数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面：1.高速、高精加工技术及装备的新趋势：效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为 5 大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为 21 世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产 30 万辆的生产节拍是 40 秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。2.智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 21 世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。中国石油大学胜利学院专科毕业设计(论文)31.4 数控技术发展策略中国石油大学胜利学院专科毕业设计(论文)41用系统的方法，选择能够主导制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。2在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品。3强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。 中国石油大学胜利学院专科毕业设计(论文)5第二章 数控仿真技术2.1 计算机仿真的概念及应用从工程的角度来看，仿真就是通过对系统模型的实验去研究一个已有的或设计中的系统。分析复杂的动态对象，仿真是一种有效的方法，可以减少风险，缩短设计和制造的周期，并节约投资。计算机仿真就是借助计算机，利用系统模型对实际系统进行实验研究的过程。它随着计算机技术的发展而迅速地发展，在仿真中占有越来越重要的地位。建模活动是通过对实际系统的观测或检测，在忽略次要因素及不可检测变量的基础上，用物理或数学的方法进行描述，从而获得实际系统的简化近似模型。这里的模型同实际系统的功能与参数之间应具有相似性和对应性。仿真模型是对系统的数学模型（简化模型）进行一定的算法处理，使其成为合适的形式（如将数值积分变为迭代运算模型）之后，成为能被计算机接受的“可计算模型” 。仿真模型对实际系统来讲是一个二次简化的模型。仿真实验是指将系统的仿真模型在计算机上运行的过程。仿真是通过实验来研究实际系统的一种技术，通过仿真技术可以弄清系统内在结构变量和环境条件的影响。计算机仿真技术的发展趋势主要表现在两个方面：应用领域的扩大和仿真计算机的智能化。计算机仿真技术不仅在传统的工程技术领域（航空、航天、化工等方面）继续发展，而且扩大到社会经济、生物等许多非工程领域，此外，并行处理、人工智能、知识库和专家系统等技术的发展正影响着仿真计算机的发展。数控加工仿真利用计算机来模拟实际的加工过程，是验证数控加工程序的可靠性和预测切削过程的有力工具，以减少