毕业设计（论文）-实体模型（泰姬陵）的设计与数控加工.doc

河南科技学院2009届本科毕业论文（设计）论文题目：实体模型（泰姬陵）的设计与数控加工学生姓名： 洪 涛所在院系： 机电学院所学专业： 机电技术教育导师姓名： 王 振 宁完成时间： 2009年5月19日毕业论文（设计）任务书题目名称 实体模型（泰姬陵）的设计与数控加工学生姓名洪涛所学专业机电技术教育班级机教043班指导教师姓名王振宁所学专业机电一体化职称高级实验师完成期限 2009年1月16日 至 2009年5月19日一、 论文（设计）主要内容及主要技术指标1.主要内容根据网上资料查询确定泰姬陵模型的尺寸和结构形式，并运用Pro/e软件进行实体的设计，最终确定模型的装配。通过CAXA软件对设计的模型进行实体分解造型，并且确定出加工路线。2.技术指标达到模型的总体装配效果。二、 毕业论文（设计）的基本要求1.毕业设计（论文）一份：有400字左右的中英文摘要，正文后有15篇左右的参考文献，正文中要引用5篇以上文献，并注明文献出处。论文字数在6000字以上；2.有不少于3000汉字的与本课题有关的外文翻译资料；3.毕业设计总字数在10000字以上；4.模型装配图 一套三、毕业论文（设计）进度安排1.2009年2月16日-2月22日，下达毕业设计任务书；完成外文资料翻译和开题报告；2. 2009年2月23日-3月1日（第2周），指导教师审核开题报告和设计方案；3. 2009年3月2日-4月19日（第3和第8、9周），CAD/CAM软件的应用，整体方案设计；4. 2009年4月20日-4月26日（第10周），进行模型的数控加工；5. 2009年4月27日-5月25日（第11-13周），撰写毕业设计（论文），答辩资格审查，学生修改整理论文，准备答辩；6. 2009年5月25日至5月27日（第14-15周）毕业设计（论文）答辩。河南科技学院本科生毕业论文（设计）课题审核表院（系）名称机电学院专业名称机电技术教育指导教师姓名王振宁课题名称实体模型（泰姬陵）的设计与数控加工课题来源自选立题理由和所具备的条件1. 数控技术是实现机械制造自动化的关键,直接影响到一个国家的经济发展和综合国力,关系到一个国家的战略地位。作为制造系统最基本的加工单元,以数控技术为核心的数控机床的生产和应用已成为衡量一个国家工业化程度和技术水平的重要标志。实体模型（泰姬陵）的设计与数控加工可以综合利用以前所学的知识，提高自己的设计和加工水平。 2. 学校有相关的设计资料和设计软件，有数控机床等加工设备。教研室审批意见教研室主任签字： 年 月 日毕业论文（设计）工作领导小组审批意见组长签字： 年 月 日注：本表存院（系）备查。毕业论文（设计）开题报告题目名称 实体模型（泰姬陵）的设计与数控加工学生姓名洪涛专业机电技术教育班级043一、选题的目的意义三维CAD是数字化设计和制造的基础。推广和应用三维CAD的现代设计制造技术，走新型工业化道路，已成为当前设计制造行业的自觉行动，现代机械设计、工业设计以广泛应用于电子、电气、仪表、汽车、玩具模型、建筑家居等等行业。本实体模型采用Pro/e进行实体设计并装配成型，而后使用CAXA制造工程师和CAXA的车削加工进行模型组建的自动编程功能自动生成加工程序在数控机床上进行加工成型，众所周知数控加工是现代制造业的典型代表，在制造业的各个领域如航空航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等行业有着日益广泛的应用，已成为这些行业中不可缺少的加工手段。与此同时在设计和加工的过程中，能培养我综合运用所学知识，分析和解决实际中所遇到的问题，并且能巩固和深化我所学的专业知识，使我在调查研究和收集资料等方面有了显著的提高，同时在理解分析能力、制定设计或试验方案能力、设计计算和绘图能力方面有较大的进步；另外我的技术分析和组织工作的能力也有一定程度的提高。值得一提的是在整个的工作过程中，不但能让我熟悉和掌握当今流行的三维设计软件如Pro/e和CAXA的基本功能而且还能会了操作几种系统的数控机床如FANUCoi系列、Sinumerik802D系列和华中数控铣床。这让我在面临毕业即将走向工作岗位之前会有一个很好的锻炼。二、目前研究现状随着现代机械工业的发展， CAD/CAM 已显示出巨大的潜力，并广泛应用于产品设计和机械制造中，使用CAD/CAM 系统产生的N C 程序代码可以替代传统的手工编程，运用CAD/CAM进行零件的设计和加工制造, 可使企业提高设计质量， 缩短生产周期,降低产品成本,从而取得良好的经济效益。CAXA制造工程师是由北京北航海尔软件公司研制开发的全中文的CAD/CAM 软件。基于P C 平台的系统，采用原创Windows 界面，形象化的图标菜单，全面的鼠标拖动功能，灵活方便的立即菜单参数调整功能，智能化的动态导航捕捉功能和多方位的信息提示等。CAXA具有CAD软件的强大绘图功能和完善的外部数据接口，可以绘制任意复杂的二维图形，通过数据接口与其他系统交换数据。CAXA提供了功能强大、使用简洁的轨迹生成手段,可按加工要求生成各种复杂图形的加工轨迹。通用的后置处理模块使CAXA数控车可以满足各种机床的代码格式，对生成的代码进行校验及加工仿真。将CAXA数控车同其他的专业制造软件结合起来， 将会满足任何CAD/CAM的需求，因而深受广大企业用户和工程技术人员的欢迎，广泛应用于机械加工、模具制造、汽车工业和航天工业等领域，从而实现了从产品的几何设计到加工制造的CAD/CAM一体化，是目前世界上应用最广泛的CAD/CAM软件之一。三、主要研究内容1确定模型的结构2利用CAD/CAM软件设计泰姬陵模型3 确定加工方案，给出加工轨迹4 绘制相应的零件图及总装配图四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线研究方法： 1. 采用理论与实际相结合的方式并利用现有的条件来设计模型；2. 结合指导教师的教学经验来提高自己对三维设计和数控加工的研究；3. 查阅大量的有关书籍和资料来扩充自己对数控加工的认识，提高加工的技术含量和加工效率；4. 通过多次的加工零件的实践来提出更好的加工工艺，尽量的能从生产的实际出发来进行设计；五、主要参考文献与资料1林清安.Pro/Engineer Wildfire 3.0零件设计基础篇T.北京：清华大学出版社，2005 2钟日旭. Pro/Engineer Wildfire 3.0 中文版装配设计与产品实例T.北京：机械工业出版社，2007 3赵刚.数控铣削编程与加工T.北京：化学工业出版社，2007 4刘杰华.金属切削与刀具实用技术T .北京：国防工业出版社，20065张宪荣，陈麦.工业设计理念与方法T.北京：北京理工大学出版社，20056杨伟群.数控工艺培训教程（数控铣）.北京.清华大学出版社，20087鲁君尚，林克伟.CAXA制造工程师3D造型与数控编程基础及应用教程T .北京：北京航空航天大学出版社，20078邓爱国.数控工艺员考试指南.北京：清华大学出版社，20089 彭志强，杜文杰.CAXA制造工程师实用教程T.北京：化学工业出版社，200610杨士军.CAXA数控车削加工T.北京：国防工业出版社，200511王建平，黄登红.数控加工中的对刀方法.长沙航空职业技术学院，2005年第39 卷12伽晓义.数控车床的对刀方法及操作步骤.荆楚理工学院，200513孙竹.数控机床编程与操作.北京：机械工业出版社，2000六、指导教师审批意见 年 月 日本科毕业论文（设计）中期进展情况检查表学生姓名洪涛班级机教043指导教师王振宁论文（设计）题目实体模型（泰姬陵）的设计与数控加工目前已完成任务(1) 制定毕业设计计划；(2) 查找相关文献；(3) 完成毕业论文开题报告；(4) 确定了模型的结构形式；(5) 对总体结构进行了初步的设计。是否符合任务书要求进度：符合尚需完成的任务1 继续对论文材料进行组织和整理；2 按照论文提纲，有步骤有计划的开展论文工作，存在问题要及时与老师沟通；3 对已完成的论文内容进行检查审核，力求把问题降到最少；4 到规定的时间完成论文初稿；5 根据指导老师的指导意见和全部材料完成论文。能否按期完成论文（设计）：能存在问题和解决办法存在问题资料不足，对论文主题的研究不够透彻，且相关的理论知识还不够全面；与指导老师的交流不够充分。拟采取的办法继续查找资料，加强对相关理论知识的理解和掌握。指导教师签 字日期 年 月 日教学院长（主任）意 见 负责人签字： 年 月 日摘 要ProEngineer是近年来较为流行的机械绘图软件之一，它的绘图功能在产品造型设计中应用性很强。介绍泰姬陵模型设计的全过程，运用ProE的全参数设计、特征基础、装配等特点，使设计工作直观化、高效化、精确化。另外还通过CAXA制造工程师和CAXA车削对模型组建进行自动编程，生成轨迹路线和程序，然后在数控机床上进行加工，完成模型最终造型。关键词：产品造型设计，ProEngineer，CAXA，数控机床 Solid model (Taj Mahal) Design and CNC MachiningAbstract Pro / Engineer is one of more popular mechanical drawing software in recent years, its graphics in the application of product modeling design highly. Taj Mahal model through the introduction of the whole process of design to illustrate the use of Pro / E parameters of the whole design, basic characteristics, assembly, etc. so that the design of visualization, efficient, accurate. In addition, through CAXA manufacturing engineers and CAXA turning the model set up for automatic programming, trajectory generation route and procedures, and then processed on CNC machine tools to complete the final design model. Keywords：Product design , Pro / Engineer , CAXA, NC machine tool目 录1 绪论12 设计要求13 模型的实体设计13.1 上实体及圆顶设计23.1.1 上实体设计步骤23.2 下底座及四立柱设计63.2.1 设计步骤63.3 模型装配设计73.3.1 设计步骤74 CAXA自动编程及加工参数设置74.1 CAXA制造工程师铣削加工及参数设置74.1.1 图形绘制74.1.2 平面轮廓加工轨迹生成94.1.3 平面区域加工轨迹生成144.1.4 加工轨迹仿真164.1.5 后置设置及G代码生成164.2 CAXA车削加工及参数设置184.2.1 图形绘制184.2.2轮廓粗车轨迹生成184.2.3 轮廓精车轨迹生成224.2.4 加工轨迹仿真234.2.5 后置设置及生成G代码235 数控机床加工255.1 数控车床对刀设置255.2 数控铣床对刀设置266 组件附图266.1 底座276.2 立柱286.3 中间部分297 结束语31致谢32参考文献331 绪论人们的科学文化素质与修养发生了空前的转变，他们对于身边的各类产品逐渐地建立了一种无形的审美观念，大家已经不再仅仅追求传统生活的那种奢华的生活类型，反而更加追求一种美观的享受。在这样的背景下，产品造型设计显得尤为重要了。随之也产生了许多各具特色的绘图软件。如Pro/e、UG、SoildWork、CAXA等，其具有较强的设计功能和鲜明的设计特点，像实现参数化设计，整个设计系统在设计中全面关联，进而大大提高了工作人员的工作效率和工作质量。各个零件的设计可以并行，解决了绘图软件的流水线作业的弊端。装配方便，在装配完的组件图中。设计人员可以看到各个零件在装配完之后的整体情况，包括各个零件的整体配比以及干涉情况，零件装配的最终效果将会对实际的生产起到极大的预估作用，避免了在盲目生产中所出现的资源浪费。现代产品不仅要求美观、灵巧；由于其结构复杂（零件表面多有自由曲面组成），还得保障配合精度高、表面质量好。于是传统制造模式往往无法实现。而同时，现代数控编程技术的发展与数控机床性能的提高，共同推动现代数控加工技术向精度、高效率、高柔性和高智能化方向迈进。基于现代CAD/CAM技术进行图形交互的自动编程方法日趋成熟，速度快、进度高、直观、使用简单并便于检查，正得到广泛应用。CAD运用线架、曲面、实体等几何方法实现零件的数字化模型的构建；CAM在零件3D模型基础上通过设置加工参数生成加工刀路轨迹，并经过机床后置设置的处理生成加工代码（数字指令信息）；零件的加工制造最终通过将加工代码传输给数控机床并由机床来实现。CAD/CAM集成系统不仅可以提供单一准确的产品三维模型，而且模型的产生与图形交互自动数控编程处理手段灵活、多样和方便，实现了设计、制造的一体化。2 设计要求模型的具体设计要求为：（1）利用CAD/CAM软件设计实体模型（2）确定模型的尺寸及结构（3）确定加工方案，给出加工轨迹（4）绘制相应的零件图、实体图及总装配图3 模型的实体设计根据网上资料的查询和现有数控机床的加工范围，基本确立总体尺寸长宽高为：380340390 单位:mm，模型加工材料为实验室所有塑料材质。本模型采用Pro/e进行实体的设计，在设计过程中应尽量减少模块，以减少不必要的装配要求，现将模型分为两部分分别设计，然后一次装配成型。因本模型是从现实社会建筑中简化而来，属于概念设计方法，因对其组建及其上装饰的细节尺寸不作以具体设计，应以满足总体布局的可观赏性和数控加工的可操作性为主。3.1 上实体及圆顶设计3.1.1 上实体设计步骤（1）打开Pro/e,新建零件实体，输入零件名为01确定，使用“草绘”选择TOP基准平面以RIGHT为参照平面，画好后，用“拉深”输入深度生成如下实体：图1 拉伸实体（2）对上面实体采用“抽壳”工具，选择下底面输入厚度为5 mm,形成壳体。 （3）选取正门进入“草绘”添加装饰，花纹部分为材料切除，深度为2mm,拱门也为材料切除，深度为5mm,利用“镜像”使对称分布，其中各部分尺寸为大概尺寸，可根据实际需要进行修改。如下图示： 图2 正前门平面图（4）选取侧门进入“草绘”添加装饰，花纹部分为材料切除，深度为2mm,拱门也为材料切除，深度为5mm,利用“镜像”使对称分布，其中各部分尺寸为大概尺寸，可根据实际需要进行修改。如下图示： 图3 正侧门平面图（5）分别选取正门和侧门之间各面，进入“草绘”添加装饰，花纹部分为材料切除，深度为2mm,拱窗也为材料切除，深度为5mm, 利用“镜像”使对称分布，其中各部分尺寸为大概尺寸，可根据实际需要进行修改。如下图示：图4 侧边装饰效果(6)选取FRONT基准平面，进入“草绘”以RIGHT基准平面为参照，画大圆顶截面图，退出草绘，使用“旋转”功能生成实体，其形状尺寸为大概尺寸，可根据实际需要进行修改，如下图示：图5 大圆顶实体（7）使用“基准平面工具”构建DTM1和DTM2基准平面，选用DTM1平面进入“草绘”以DTM2平面为参照，绘制小圆顶截面，退出草图，使用“旋转”功能生成实体，再用“镜像”功能完成布局，其形状尺寸和位置尺寸为大概尺寸，可根据实际需要进行修改，如下图示：图6 四小圆顶实体至此，上实体和圆顶设计已经基本完成，保存在设定的目录下，其渲染后效果图如下所示：图7 渲染效果图3.2 下底座及四立柱设计 3.2.1 设计步骤(1)新建组件设计，输入零件名02确定，使用“草绘”选择TOP基准平面以RIGHT为参照平面，画截面图，退出草绘，用“拉深”功能，输入深度生成如下实体：图8 底座实体(2)使用“抽壳”功能，选中实体下底面进行抽壳，厚度为5mm，分布选中实体的正面和侧面进入“草绘”添加装饰，使用“拉伸”功能对实体进行材料切除，深度为2mm, 其中各部分尺寸为大概尺寸，可根据实际需要进行修改。如下图示： 图9 底座装饰效果（3）使用“基准平面工具”构建DTM1和DTM2基准平面，选用DTM1平面进入“草绘”,以DTM2平面为参照，绘制立柱截面，退出草图，使用“旋转”功能生成实体，使用“镜像”功能复制实体完成布局，保存到指定目录下,其形状尺寸和位置尺寸为大概尺寸，可根据实际需要进行修改，如下图示：图10 四立柱效果3.3 模型装配设计3.3.1 设计步骤(1)单击“打开”，打开02文件，确定后进入装配窗口，单击打开“将元件添加到组件”在弹出的窗口中选取01文件，在“约束类型”中选取“用户自定义”，使用“对齐”进行约束，然后分别选取02文件模型TOP基准平面的和01文件模型的TOP基准平面，此时提示为“不完全约束”，再次使用“对齐”，分别选取两模型的RIGHT基准平面，此时提示为“完全约束”，确定后装配效果如图11：4 CAXA自动编程及加工参数设置对此模型进行加工主要用到铣削和车削加工，因最终成型实体是有各组件拼接而成，因此组件较多，而加工参数设置多有重复，所以在此选取一代表组件详细说明其过程。4.1 CAXA制造工程师铣削加工及参数设置4.1.1 图形绘制打开CAXA制造工程师进入操作窗口，根据前面设计模型，绘制正门的截面图形如下所示：图12 正门线框图11 最终装配效果图4.1.2 平面轮廓加工轨迹生成(1）此图形需要加工的有外轮廓切割和图案除材料加深，可以采用CAXA的“平面轮廓加工”和“平面区域加工”功能进行设置。(2）在工具栏上单击“应用”“轨迹生成”“平面轮廓加工”，打开如下对话框并分别进行设置：图13 平面轮廓加工参数 在“平面轮廓加工参数”中，加工精度为0.01,拔模斜度为0，刀次应为4，如果填写错误在实际加工中机床系统可根据加工的工件高度和刀具每层下降高度自动计算该值，顶层高度为0，底层高度为-5.2，此处设为5.2比实际板料多出0.2，是因为板料可能出现厚度不均现象，以防加工完成后有粘连现象，每层下降高度为1.3，拐角过度方式为尖角过度，如采用圆弧过度则会在拐角处出现圆弧，无法完成装配。走刀方式只对开轮廓有效，对封闭轮廓不存在单向走刀和往复走刀之分。轮廓补偿为TO或PAST，选用ON时，刀具轨迹会在选定的轮廓线上，选用TO时，刀具轨迹会在轮廓线内，选用PAST时，刀具轨迹会在轮廓线外，后两种补偿方法也与选择加工方向有关，可在操作时具体设置，刀具轨迹线便是刀具的中心点所在的路线。行距定义方式中用行距方式，行距为1，加工余量为0。拔模基准选用以顶层为基准，“拔模基准”是用来确定加工所使用的轮廓是工件的顶层轮廓还是底层轮廓。层间走刀只对开轮廓有效，对封闭轮廓不存在单向和往复之分。不采用机床自动补偿G41/G42 ，G41为左刀补，G42为右刀补，补偿的方向取决于加工的侧边和轨迹的方向。(3)进行“切削用量”的设置，如下所示：图14 切削用量参数在“切削用量”设置中，主轴转速是切削时机床主轴的转动速度（r/min）。接近速度 是从慢速下刀高度切入工件前刀具进行的速度。切削速度 是正常切削时刀具进行的线速度（mm/min）。退刀速度 是刀具离开工件回到安全高度时刀具进行的速度。行间连接速度 是刀具在两个刀具行连接处的行进速度。用于有往复加工的加工方式中，避免在顺、逆铣的变换中，机床的进给方向产生急剧变化，而对机床、刀具及工件造成损坏，此速度一般应小于进给速度。起止高度是进、退刀时的刀具的初始高度。应大于安全高度的初始高度。安全高度是保证在此高度以上快速走刀（G00）而不与工件发生碰撞的高度，应高于零件的最大高度。慢速下刀相对高度是相对于加工位置的高度值。刀具快速下刀到相对高度位置，然后以接近速度下刀到加工位置。说明：切削用量与机床本身、工件的材质、刀具的材质、工件的加工精度和表面粗糙度等要求密切相关，在不同的加工条件下，会有很大的差异。因本模型的加工材质为塑料，加工精度和表面粗糙度要求不高，固此此参数不需经过严密的计算，只要能够满足加工要求和保证加工速度就行，其值如上示：(4)进行“进退刀方式”的参数设置，如下所示：图15 进退刀方式参数在“进退刀方式”参数设置中：进刀方式：垂直是指刀具在工件的第一个切削点处直接开始切削。 直线是指刀具沿直线方向向工件的第一个切削点前进。其中长度是进刀直线的长度，角度是进刀直线与轨迹切向的夹角。 圆弧是指刀具沿与轨迹相切的1/4圆弧向工件的第一个切削点前进。其中半径是进刀圆弧的半径，延长是延长直线的长度，转角是延长直线与圆弧的夹角。 强制是指刀具从给定点向工件的第一个切削点前进。退刀方式说明同进刀方式一样。说明：进退刀方式对接刀部分的表面质量影响很大，应根据工件装夹的情况，选择一种容易下刀、避免碰撞，又能保证表面质量的下刀方式，其选择如上所示：(5)进行“下刀方式”设置，如下所示：下刀方式是指刀具切入毛坯或在两个切削层之间，刀具从上一轨迹层切入下一轨迹层的走刀方式。下刀的切入方式设置：垂直切入是指在两个切削层之间，刀具从上一层沿Z轴方向直接切入下一层。螺旋切入是指在两个切削层之间，刀具从上一层的高度沿螺旋线以渐进的方式切入工件毛坯，直到下一层的高度，然后开始切削。其中半径是螺旋线的半径。近似节距指没旋转一圈，刀具下降的高度。倾斜切入是指在两个切削层之间，刀具从上一层的高度沿斜向折线渐进切入工件毛坯，直到下一层的高度，然后开始切削。其中长度指折线在XY面投影线的长度。近似节距指刀具每折返一次，刀具下降的高度。角度指折线与进刀段的夹角。渐切切入是指在两个切削层之间，刀具从上一层的高度沿斜线渐进切入工件毛坯，直到下一层高度，然后开始切削。下刀点的位置设置：斜线的端点或螺旋线的切点是指以倾斜方式下刀时，下刀点是斜线的端点；以螺旋线下刀时，下刀点是螺旋线的切点。斜线的中点或螺旋线的圆心是指以倾斜方式下刀时，下刀点是斜线的中点；以螺旋线下刀时，下刀点是螺旋线的圆心。图16 下刀方式参数说明：如果使用中心无切刃的端刀，在没有预钻工艺空的情况下，使用垂直切入方式有可能撞坏刀具；中心有切刃的端铣刀，可以直接下刀，但对于较硬的材料仍不建议采用垂直下刀方式。倾斜下刀和螺旋下刀壳在不预钻工艺空的情况下用端刀直接下刀，从而提高效率。(6）“铣刀参数”设置，如下所示：在此处设置中可以在“当前道具名”中直接选用自已需要的刀具，如没有可以在“增加刀具”中设置所需刀具。通过“预览铣刀参数”可以现实所设当前刀具形状，也可以在“删除当前刀具”中更换刀具。因考虑在实际加工中的需要，选用直径为2mm,刀角半径为0的铣刀即可满足要求。图17 铣刀参数(7)生成加工轨迹依状态栏提示拾取轮廓，注意观察工具状态提示，要保证其处于“链搜索”工具状态，在选择加工方向时要注意顺铣和逆铣的选择，要保证在加工过程中始终为顺铣。选完后，两次单击右键，使用系统默认的进、退刀点，系统生成刀具轨迹，如下所示：图18 生成加工轨迹 4.1.3 平面区域加工轨迹生成(1)在工具栏上单击“应用”“轨迹生成”“平面区域加工”，打开如下对话框并分别进行设置：图19 平面区域加工参数在“平面区域加工参数”中，其功能多于“平面轮廓加工参数”中的功能一样，现只对不同方面进行说明。走刀方式：环切加工是指刀具环绕轮廓的走刀方式切削工件。壳选择从里向外或是从外向里的方式。平行加工是指刀具以平行走刀的方式切削工件。其中单向指刀具以单一的顺铣或逆铣方式加工工件。往复指刀具以顺铣混合方式加工工件。角度指刀位行与X轴的夹角。轮廓参数：余量指加工完成后的零件侧边上剩余材料的厚度。 斜度指外轮廓具有的倾斜度。与拔模基准配合使用。岛参数： 余量指加工完成后，岛的侧边上剩余材料的厚度。 斜度指内轮廓具有的倾斜度。与拔模基准配合使用。(2）“清根参数”设置，如下所示：清根是指刀具在每层加工完毕后，再沿轮廓或岛绕切一遍，以清理零件侧壁上的残留材料。可根据实际情况进行选择。图20 清根参数 图21 生成加工轨迹(3)生成加工轨迹拾取轮廓线及加工方向：根据状态栏提示，拾取轮廓线，直至形成封闭的轮廓线，在拾取过程中，注意加工方向的选择。拾取岛：拾取玩区域轮廓线后，系统要求拾取第一个岛，直至形成一个封闭的岛。如有多个岛，系统会继续提示选择，拾取完成后单击右键确认，如一个岛没有，则直接右键确认。刀具选择同上。结果如图21所示：4.1.4 加工轨迹仿真单击“应用”“轨迹仿真”命令，在弹出的立即菜单中选择“自动计算”方式，根据状态栏提示拾取生成的刀具轨迹，单击右键确定后，系统开始进行模拟切削，仿真结果如下图所示：图22 轨迹仿真4.1.5 后置设置及G代码生成(1)进行后置设置：单击“应用”“后置处理”“后置设置”命令，在弹出的“后置设置”对话框中选择“后置处理设置”选项，根据当前的机床，设置各参数，结果如下所示：图23 后置处理设置(2)生成G代码：单击“应用”“后置处理”生成G代码命令，在弹出的“选择后置文件”对话框中选择代码的保持路径，并设置代码文件的名称。单击“保存”按钮，根据状态栏提示拾取刀具轨迹，单击右键结束，系统弹出G代码文件，结果如下所示：图24 生成的加工程序4.2 CAXA车削加工及参数设置4.2.1 图形绘制打开CAXA车进入操作窗口，根据前面设计模型，绘制大圆顶的截面图形如下所示：图25 大圆顶轮廓4.2.2轮廓粗车轨迹生成(1)单击工具栏上的“数控车”“轮廓粗车”，打开粗车参数表进行设置，如下所示：在加工参数中：加工表面类型为外轮廓。加工精度可为0.01，按用户需要设置。加工余量为加工结束后，被加工表面没有加工部分的剩余量（与最终加工结果比较）。切削行距为行间切入深度，两相邻切削行之间的距离。加工角度为刀具切削方向与机床Z轴正方向的夹角。干涉前角和干涉后角确定做干涉检查时，确定干涉检查的角度。反向走刀 否为默认方向即从机床Z轴正方向到负方向移动。是则向反方向移动。详细干涉检查无凹槽加工时，可设定可不设定。退刀时沿轮廓走刀 否为刀位行首末直接退刀，对行与行之间的轮廓不加工。是为两刀位行之间如果有一段轮廓，在后一刀位之前、之后增加对行间轮廓的加工。刀尖半径补偿 编程时考虑半径补偿为在生成加工轨迹时，系统根据当前所使用的刀尖半径进行补偿计算。无需机床再进行刀尖半径补偿。 由机床进行半径补偿指在生成加工轨迹时，假设刀尖半径为0，按轮廓编程，不进行半径轮廓补偿。在实际加工时，由机床指定补偿值。图26 加工参数(2)进行“进退刀方式”设置，如下所示：图27 进退刀方式在进刀方式中：每行相对于毛坯进刀方式用于对毛坯部分的进行切削时的进刀方式。每行相对加工表面进刀方式用于对加工表面部分进行切削时的进刀方式。与加工表面成定角 指在每一行切削前加入一段与轨迹方向夹角成一定角度的进刀段，刀具垂直进刀到该刀段的起点，在沿该进刀段进刀至切削行。其中角度是定义该进刀段与轨迹切削方向的夹角，长度是该进刀段的长度。垂直进刀 指刀具直接进刀到每一行的起始点。矢量进刀 指在每一行切削前加入一段与系统X轴（机床Z轴）正方向成一定夹角的进刀段。刀具进刀到该进刀段的起始点，再沿该进刀段进刀至切削行。其中角度定义矢量（进刀段）与系统X轴正方向的夹角；长度指矢量的长度。在退刀方式中说明与进刀方式相反。(3)进行“切削用量”设置，如下所示：图28 切削用量接近速度 刀具接近工件时的进给速度。切削速度 刀具切削工件时的进给速度主轴转速 机床主轴旋转的速度。单位是机床默认的单位。退刀速度 刀具离开工件的速度。恒转速 切削过程中按指定的主轴保持主轴转速恒定，直到下一指令改变该转速。恒线转速 切削过程中指定的线速度值保持线速度恒定。直线拟合 对加工轮廓中的样条线根据给的的加工精度用直线段进行拟合。圆弧拟合 对加工轮廓中的样条线根据给定的加工精度用圆弧段进行拟合。(4)进行“轮廓车削”设置，如下所示：图29 轮廓车刀在选用车刀时，因加工的材料是塑料，所以不考虑受力因素，主要以满足加工要求为主，故在实际加工中选用的是55的机械夹紧式可转位车刀。(5)生成加工轨迹完成设置后，根据状态栏提示拾取轮廓线，采用“链拾取”选择拾取方向，完成轮廓选择。接下来拾取毛坯轮廓，方法同上。确定进退刀点，可以输入坐标值，也可以右击忽略由系统默认。轨迹形状如下所示： 图30 生成轮廓轨迹4.2.3 轮廓精车轨迹生成(1)单击工具栏上的“数控车”“轮廓精车”，打开精车参数表进行设置，如下所示：图31 加工参数其中参数功能同上所述。(2)生成加工轨迹根据状态栏提示，采用“链拾取”方式选取轮廓，确定进退到点，完成后生成刀具轨迹如下所示：图32 生成加工轨迹4.2.4 加工轨迹仿真单击“数控车”“轨迹仿真”命令，在弹出的立即菜单中选择“二维实体”方式，根据状态栏提示拾取生成的刀具轨迹，单击右键确定后，系统开始进行模拟切削，仿真结果如下图所示：图33 轨迹仿真4.2.5 后置设置及生成G代码(1)进行后置设置：单击“应用”“后置处理”“后置设置”命令，在弹出的“后置设置”对话框中选择“后置处理设置”选项，根据当前的机床，设置各参数，结果如下所示：图34 后置处理设置(2)生成G代码：单击“数控车”“代码生成”命令，在弹出的“选择后置文件”对话框中选择代码的保持路径，并设置代码文件的名称。单击“保存”按钮，根据状态栏提示拾取刀具轨迹，单击右键结束，系统弹出G代码文件，结果如下所示：图35 生成的加工程序5 数控机床加工对于本模型组件的加工，采用实验室的Fanuc 0i系列的数控车床和数控加工中心（铣床），因其加工工件较多，过程复杂，现只对数控机床的对刀设置进行详细说明，以使我们对数控机床的加工有一个基本认识。5.1 数控车床对刀设置数控车床的对刀方法较多，有手动对刀、自动对刀、对刀仪对刀，而手动对刀中又分G50对刀、G55-G99对刀等对刀方法。下面我们介绍用试切法G50对刀的步骤：(1)以工件右端面上W2为零点建立工件坐标系 见下图(2)在手动方式，用基准刀（一般用外圆车刀，因为任何工件的加工首先要车外圆）试切工件右端B，然后刀具沿X轴正方向退出，在z坐标方向不得移动，主轴停止。(3)在MDI方式输入G50 Z0，按循环启动键，W2的 Z坐标零点就建立了。 (4)以手动方式，用基准刀具试切工件的一段外圆A后，然后使刀具沿Z轴正方向退出，在X轴方向不得移动，主轴停止。(5)用游标卡或外径千分尺准确测量试切的外径a并记录，在MDI方式输人G50 Xa，按循环启动键，W2的X坐标零点就建立了。图36 试切法对刀5.2 数控铣床对刀设置刀具试切法对刀当对刀点为工件上表面的中心点时,常采用刀具试切法对刀。此时可以利用加工所用的刀具直接对刀,操作起来比较方便。对刀步骤: (1)将准备用于加工的铣刀装在主轴上;(2)在手动方式下利用手动输入“M03 S300”指令,使主轴中速旋转;(3)手动移动铣刀,使其沿X方向靠近被测工件的一侧边,且其Z向位置应低于工件上表面位置,直到铣刀周刃轻微接触到工件的侧面;(4)将机床相对坐标X清零,然后将铣刀沿Z向退离工件;(5)将铣刀向工件的另一侧面移动,重复步骤(3);(6)记下此时机床X的相对坐标值;(7)将铣刀沿Z向退离工件后,使其向工件中心方向移动,直到机床的相对坐标值X/2。此时机床所显示的X的机械坐标值即为工件中心的X轴机械坐标;(8)沿Y方向,重复步骤(3)(7),即得工件中心的Y轴机械坐标。刀具试切法对刀方法简单,但会在工件上留下痕迹,且对刀精度较低。为了避免损伤工件,对刀时可在刀具和工件之间加入塞尺。由于工件两侧都加了塞尺,所以塞尺的厚度可不予考虑。如果对对刀精度要求较高,可以将刀具换成寻边器。图37 试切对刀法6 组件附图现将组成模型的各部分组件的数量及尺寸详列出来，以便参考。单位（mm）。6.1 底座 数量：2个 尺寸：长宽高： 380540 数量：2个 尺寸：长宽高： 340540 数量：1个 尺寸：长宽高： 380340406.2 立柱 数量：4个 尺寸：长80 右端直径30 数量：4个 尺寸：长75 右端直径28数量：4个 尺寸：长65 右端直径26 数量：4个 尺寸：长55 左端直径246.3 中间部分数量：2个 尺寸：长宽高： 1005240数量：4个 尺寸：长宽高： 255180数量：4个 尺寸：长宽高： 555180 数量：2个 尺寸：长宽高： 655180数量：1个 尺寸：长宽高： 240220180a) 圆顶 数量：1个 尺寸：长170 左端半径33 数量：4个 尺寸：高90 左端半径17.57 结束语通过对泰姬陵模型的设计和数控加工，使我在整个工作过程中受益匪浅，首先是对于问题的解决，在现实生活中遇到问题后，能够通过对问题的分析，查找相关资料和联系实际情况等步骤，深刻认识到问题的本质，树立一种如何解决它的思想。其次是对于知识的学习，在对问题的解决过程中要不断运用已学的和未知的知识去开阔思想，提高解决问题的能力。如这次工作就使我在理论知识和专业技能的运用上有了一个很大的提高。最后由于临近毕业，所以这次设计对于我个人的未来道路有了一个很好的指导作用，清楚自已对那些方面的不足的认识和加强了对以后实际技能的学习。致谢在本文完成之际，我由衷感谢指导老师。本文是在老师的精心指导下完成的，课题论文的进行中始终得到了老师的指导。指导老师丰富的知识、为人师表的作风及严谨的治学态度使我受益匪浅并深深敬佩。我从指导老师的身上学到了许多优秀的品质，这些都是我应该永远学习的。通过这次毕业设计，不但使我将大学期间所学的专业知识再次回顾学习，而且培养了我的综合运用所学知识的能力，分析和解决实际中所遇到问题的能力，并且能巩固和深化我所学的专业知识，使我在调查研究和收集资料等方面有了显著的提高，同时在理解分析能力、制定设计计算和绘图能力方面有较大的进步；另外我的技术分析和组织工作的能力也有一定程度的提高。在此向指导老师表示真挚的感谢。参考文献1林清安.Pro/Engineer Wildfire 3.0零件设计基础篇T.北京：清华大学出版社，2005 2钟日旭. Pro/Engineer Wildfire 3.0 中文版装配设计与产品实例T.北京：机械工业出版社，2007 3赵刚.数控铣削编程与加工T.北京：化学工业出版社，2007 4刘杰华.金属切削与刀具实用技术T .北京：国防工业出版社，20065张宪荣，陈麦.工业设计理念与方法T.北京：北京理工大学出版社，20056杨伟群.数控工艺培训教程（数控铣）.北京.清华大学出版社，20087鲁君尚，林克伟.CAXA制造工程师3D造型与数控编程基础及应用教程T .北京：北京航空航天大学出版社，20078邓爱国.数控工艺员考试指南.北京：清华大学出版社，20089 彭志强，杜文杰.CAXA制造工程师实用教程T.北京：化学工业出版社，200610杨士军.CAXA数控车削加工T.北京：国防工业出版社，200511王建平，黄登红.数控加工中的对刀方法.长沙航空职业技术学院，2005年第39 卷12伽晓义.数控车床的对刀方法及操作步骤.荆楚理工学院，200513孙竹.数控机床编程与操作.北京：机械工业出版社，200014戴庆辉，耿翔宇.Pro/e在产品造型设计中的应用.河北：华北电力大学，煤矿机械，2006年3月15于宁，孙玉峰.CAXA制造工程师在数控编程技术中的应用.济南职业学院学报，2008年第3期英文翻译学生姓名： 洪 涛所在院系： 机电学院所学专业： 机电技术教育 导师姓名： 王 振 宁 完成时间： 2009年2月20日The development trend of the numerical control technology Summary : Have introduced numerical control technology and the development trend of the equipment and the current situations of the technical development of numerical control equipment and industrialization of our country of our times briefly , have discussed under the new environment further deepened in our countrys accession to the WTO and opening to the outside world on this basis, develop technology of numerical control of our country and the importance of the information-based level of manufacturing industry of our country and international competitiveness equips , improves, and has put forward technology of numerical control of our country and some views equipped of developing from two aspects of strategy and tactics.The engineering level of equipment industry and modernized intensity are determining the level of the whole national economy and modernized intensity , numerical control technology and equip , develop new developing new high-tech industry and most advanced industry To can make technology and basic equipment most (national defense industry industries , such as information technology and their industry , biotechnology , industry , aviation , spaceflight ,etc. ). Marx has ever said the differences of different economic times, do not lie in what is produced, lie in how produce, with what means of labor produce . Manufacturing technology