箱体类零件数控加工程序编制设计开题报告

附赠CAD图纸和三维图纸、说明书,领取加Q 197216396 或 11970985 本科毕业论文(设计)开题报告论文题目：箱体类零件 零件数控加工程序编制 学院：专 业 、班级：学生姓名：指导教师（职 毕业论文（设计）开题报告要求开题报告既是规范本科生毕业论文工作的重要环节，又是完成高质量毕业论文（设计）的有效保证。为了使这项工作规范化和制度化，特制定本要求。 一、选题依据1. 论文（设计）题目及研究领域；2. 论文（设计）工作的理论意义和应用价值；3. 目前研究的概况和发展趋势。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题；2. 拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）；3. 本论文（设计）预期取得的成果。三、论文（设计）工作安排1. 拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；2. 论文（设计）进度计划。四、文献查阅及文献综述学生应根据所在学院及指导教师的要求阅读一定量的文献资料，并在此基础上通 过分析、研究、综合，形成文献综述。必要时应在调研、实验或实习的基础上递交相 关的报告。综述或报告作为开题报告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通顺， 较全面地反映出本课题的研究背景或前期工作基础。五、其他要求1. 开题报告应在毕业论文（设计）工作开始后的前四周内完成；2. 开题报告必须经学院教学指导委员会审查通过；3. 开题报告不合格或没有做开题报告的学生，须重做或补做合格后，方能继续论 文（设计）工作，否则不允许参加答辩；4. 开题报告通过后，原则上不允许更换论文题目或指导教师；5. 开题报告的内容，要求打印并装订成册（部分专业可根据需要手写在统一纸张 上，但封面需按统一格式打印）。9一、选题依据1、研究领域数控加工，数控编程2、论文（设计）工作的理论意义和应用价值WXHC1702 是工厂当中一个重要的复杂零件，属于箱体零件，用于存放刀具的刀架。数控加工技术的应用是机械制造业的一次技术革命，使机械制造的发展进入了 一个崭新的阶段。数控编程是目前 CAD/CAPP/CAM 系统中最能明显发挥效益的环节之一，其在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方 面发挥着重要作用，在诸如航空工业、汽车工业等领域有着大量的应用。由于生产实 际的强烈需求，国内外都对数控编程技术进行了广泛的研究，并取得了丰硕成果。目前，数控技术已逐步晋级，数控机床在工业生产中得到了广泛应用，已成为机 械自动化的一个重要发展方向。随着可持续技术和社会生产的不断进步，机械产品日趋复杂。对机械产品的质量 和生产率的要求也越来越高，在航空航天、微电子、信息技术、汽车、造船、建筑、 军工和计算机技术等行业中，零件形状复杂、结构改型频繁、批量小、零件精度高加 工困难、生产效率低已成为日益突出的现实问题，机械加工工艺过程的自动化和智能 化是适应上述发展特点的最重要手段。3、目前研究的概况和发展趋势我国数控加工技术经过 50 多年发展，取得较显著成效，已基本掌握数控系统、伺服驱动等基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础。但我国数控技 术仍存在许多不足，尤其是产业化方面，数控技术水平远不能满足我国现实需求。就 数控机床拥有量而言，我国虽已近 300 万台的拥有量稳居世界前列，但是我国的机床控化率仅为 2%左右，而与西方工业国家 20% 的控化率相比仍存在较大差距。数控自动编程技术对于数控加工乃至整个制造行业都有着举足轻重的地位，因 此，在此方面的投入必不可少。事实上，数控自动编程技术及其副产品的开发已经被 很多国家列为科技发展的重要方向。目前，自动编程系统已逐渐过渡到以图形交互为 基础的 CAM 软件。我国数控技术与国外相比有较大差距。由于开发与应用部门的脱节，以及软件开发政策上的一些失误，我国还没有开发出具有自己特色的大型的工程 化、商业化的软件系统。从三维图形设计到工程数据库，国内还没有一套能代替国外 产品的软件。因此，我国现阶段主要是研究开发面向工业化、实用化的软件。从“七五”开始，国家已将 CAD/CAM 作为重点研究项目，“八五”又投入了大量的人力物力进行深入研究。事实证明：抓住问题的核心，突破技术难点，并将现有技术集成， 开发自主版权的适应市场需求的软件产品，是解决这一问题的关键。伴随着数控技术的发展进步，数控加工技术的应用领域已不再局限在传统的制造 业中，在一些重要行业中，如汽车、轻工、医疗等也都纷纷融入现代化的数控技术，并且对这些行业的发展起到了显著的推动作用。目前，数控技术的主流发展方向主要 为集成化发展方向、智能化发展方向、并行化发展方向。(1) 集成化集成化是指将数控编程系统和其他计算机辅助设计系统、加工过程控制系统、质 量控制系统，如：CAD、CAE、CAPP、CAM 等系统集成到一起，形成一个自动化的计算机集成自造系统（CIMS），以便实现集成系统内部信息的充分利用，提高产品设计制造过程的效率与质量。(2) 智能化智能化是指把人类的专业知识融入到集成化的系统中，将人的判断及决策交给机 器来完成，采用人工智能的方法建立各类知识库，包括专家系统、智能库、自学习功 能等。(3) 并行化随着计算机技术与网络技术的发展，特别是 Internet 技术的普及应用，计算机协同工作得到高度重视，新产品的开发要求相关学科的专家协同工作，形成一种新的工 作模式群组工作，从而缩短产品的开发周期，降低制造成本，提高产品的质量。二、论文（设计）研究的内容1. 重点解决的问题了解并掌握该零件的工艺分析和确定合理的加工工艺。箱体类零件 零件属于复杂零件，可采用自动编程，需要掌握 UG、CAXA 等CAD/CAM 计算机辅助设计、计算机辅助制造集成系统软件。对箱体类零件 零件数控加工程序编制。完成 箱体类零件 零件的几何建模，加工方式与加工参数的选择，生成合理的刀具轨迹，并进行后处理。2. 拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）介绍数控加工相关概念，研究背景以及发展现状和发展趋势。绘制被加工零件 箱体类零件 的零件图并进行数控加工工艺性分析。确定坐标系，坐标轴的方向，原点的设置。工艺处理，数控加工工艺方案制定。选用合适的数控机床，明确合理的加工方法。刀具、工夹具的设计和选择。选择对刀点，程序原点。确定加工路线。确定切削用量。采用 UG/CAXA 等软件对零件 箱体类零件 进行几何建模，进行数学处理，计算数控机床所需的输入数据，复杂零件一般需要计算机辅助计算。采用 UG/CAXA 等软件对零件 箱体类零件 进行数控加工程序编制，生成刀具轨迹，进行后处理。总结并附上参考文献。3. 本论文（设计）预期取得的成果零件箱体类零件 的零件图，刀具布置图，零件 箱体类零件 三维几何建模图以及零件图、刀具布置图、三维图的电子文档。设计说明书一份，包括：绪论，正文、结论、参考文献以及电子文档。 零件箱体类零件 数控加工编写程序一份以及电子文档。三、论文（设计）工作安排1. 拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；学习掌握自动编程软件，并完成对于零件 箱体类零件 的几何建模。对零件箱体类零件 的工艺方法进行了解掌握。拟定零件箱体类零件 加工的坐标系，刀具的选择，加工路线的确定，以及加工路线的确定。零件 箱体类零件 数控加工程序编制，生产刀具轨迹并进行后处理。整理说明书。2. 论文（设计）进度计划第 1-2 周：明确选定的题目及工作任务，针对箱体类零件 零件的数控加工程序编制方面查找并阅读参考文献。第 3-4 周：完成 箱体类零件 零件相关的外文文献翻译，撰写开题报告。第 5-6 周：了解掌握 箱体类零件 零件图并进行数控加工工艺性分析，制定箱体类零件 零件的数控加工工艺方案第 7 周：学习手工编程及自动编程相关知识，学习掌握 UG、CAD/CAM 计算机辅助设计制造集成系统软件，开始数控编程。第 8-9 周：完成 箱体类零件 零件的几何建模，加工方式与加工参数的合理选择， 生成合理的刀具轨迹。第 10 周：利用软件对零件 箱体类零件 进行数控加工仿真，刀具轨迹修改完善， 并进行后处理。第 11-12 周：对于零件 箱体类零件 数控加工程序的修改和完善，加工仿真校验。第 13-14 周：整理汇总资料，明确设计说明书撰写的规范要求，撰写设计说明书初稿。第 15 周：自行查重，修改完善设计说明书。四、需要阅读的参考文献1 蔡锐龙、李晓栋.国内外数控系统技术研究现状与发展趋势J.机械科学与技术,2016,35（04）：493-499.2 孙悦、张超.国内数控加工的现状与发展趋势J. 建设与发展,2015,（2052）：1. 3陈志雄.数控机床与数控编程技术M.电子工业出版社,2010.4 蔡娥、聂相红.产品设计与数控编程实例解析M.清华大学出版社,2011.5 刘振超.圆周孔系的数控编程方法研究J.制造业自动化,2012（12）：:36-386 许亚丽、薛林涛.关于数控加工的误差分析及应对措施J. 山东工业技术,2016.（01）：76.7 彭群.数控车床加工中道具半径补偿的应用J. 科技与创新,2016,（19）：98-99.8 王亚轩.数控车削程序编制与技巧J. 现代职业教育,2016,（37）：128.9 杨春明.箱体类零件加工程序编制及优化J. 2016 第二届轨道交通先进金属加工及检测技术交流会,2016 ,12-14,39.10 陈少恒、王庆文.切削数据库在UG 数控系统编程中的应用研究J. 制造业自动化,2013,35（05）：12-16.11 陈小红、高增梁.基于工艺特征的数控编程方法研究J. 组合机床与自动化加工技术,2016,（05）：129-137.12 李文敏、高元绪.基于UG 的数控编程及加工自动化的研究J.科技与企业,2016,（05）：71-72.13 YU Fangfang. Principal Face-based Recognition Approach for Machining Features of Aircraft Integral PanelsJChinese Journal of Mechanical Engineering，2011，6(3) : 976 982 14Hui Liu. Robust modeling method for thermal error of CNC machine tools based on ridge regression algorithm J. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2016, (15):35-48.15 Armin Afkhamifar、Dario Antonelli、Paolo Chiabert .Variation Analysis for CNC Milling Process J Procedia CIRP, 2016, (43):118-123.附：文献综述文献综述数控加工技术是指用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动 化技术。现在，数控技术也叫计算机数控技术。目前它是采用计算机实现数字程序控 制的技术，这种技术用计算机按事先存储的控制程序来执行对设备的控制功能。由于 采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存储、处理、运 算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。数控技术是典型 的机械、电子、自动控制、计算机和检测技术密切结合的机电一体化高新技术。数控 技术是实现制造过程自动化的基础，是自动化柔性系统的核心，是现代集成制造系统 的重要组成部分。数控技术把机械装备的功能、效率、可靠性和产品质量提高到一个 新水平，使传统的制造业发生了极其深刻的变化。数控加工技术不同于传统的加工技术，其主要特点为：（1） 能高质量地完成一般机床难以完成的复杂零件和曲面形状的加工；（2） 能方便地改变加工工艺参数（如切削用量），因而利于换批加工和新产品 的研制；（3） 可实现一次装夹工件完成多道工序加工，从而确保高质量的加工精度同时 又减少了辅助时间；（4） 采用模块化标准工具，既减少了换刀和安装时间，又提高了工具标准化程 度和工具的管理水平；（5） 便于实现计算机辅助制造。我国数控加工技术经过 50 多年发展，取得较显著成效，已基本掌握数控系统、伺服驱动等基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础。但仍然存在不 足：（1） 数控系统成套性、可靠性差数控加工是机械制造中的先进加工技术,目前我国绝大多数机械制造行业都在使 用数控机床。数控装置、驱动、电机不配套,伺服驱动、主轴驱动的性能和可靠性比国 外产品低,高精、高速及重型设备数控系统性能比国外产品差,并且系统的可操作性、 硬件设计手段等都不够完善。（2） 数控加工有太多的不可预测性数控加工参数不够优化,这导致在生产成本、生产效率等方面都存在着不可预测 性，就导致零件的加工质量难以保证,常出现零件超差,甚至报废等后果。 除了加工质量以外,加工时间也无法预测准确,这导致工时定额不准,数控加工的管理水平难以进一 步提高。在有些加工过程中,切削条件一般是变化的,但是,目前的数控加工中多凭经验 选择保守的切削参数,在加工过程中这些参数保持不变,从而大大降低了数控机床的生 产效率。（3） 联网方式不合理目前,企业制造缺乏可相互操作的系统应用软件,设计数据的交换受到限制。 工艺数据交换标准也因工艺个性化和集成化的困难而受阻碍。企业在资源规划及其设计功 能的集成方面遇到很大困难，产品的制造和生命周期的优化仍然难以实现。虽然利用 通用计算机作为桥梁实现了数控系统联网,但数控系统与通用计算机之间的串行通信 线路却由于速度低和可靠性差，往往成为系统中信息传递的瓶颈，并且，如果增加通 用计算机，扩大系统硬件规模，就会造成系统成本提高，故障概率增大，给系统的可 靠性带来不利的影响1。伴随着数控技术的发展进步，数控加工技术的应用领域已不再局限在传统的制造 业中，在一些重要行业中，如汽车、轻工、医疗等也都纷纷融入现代化的数控技术， 并且对这些行业的发展起到了显著的推动作用。目前，数控技术的主流发展方向主要 为以下几方面：（1） 开放式发展方向数控加工技术的开放式发展可有效促使数控系统更加灵活、柔性、具备适应性、 通用性和扩展性，推动网络化和智能化的发展，使数控设备和数控机床可根据时代发 展灵活的进行更新换代。开放式的数控系统可在不同的平台上有效运行，与其他系统 进行相互操作，同时可与用户交互风格，因此，开放式系统具备互操作性、可互换性、 可伸缩性等特征。开放式结构可利用通用微机技术进行声控自动编程，实现图形扫描 自动编程。极大的提高了系统的可靠性，使数控系统变得更加微型化、小型化；同时， 利用其对外开放的软、硬件资源可推动数控系统实现多品种、多档次，并大大缩短生 产周期2。（2） 智能化发展方向随着计算机技术的快速发展， 人工智能技术渗透其中， 数控加工技术朝向智能化方向发展成为必然。数控技术的智能化就是借助人工智能技术对制造过程进行全面 监控，并对工作过程及决策进行控制。实现数控程度编制、加工过程及故障诊断的智 能化。智能化数控技术主要表现为以下几方面：第一，将自适应控制融入数控系统中， 自动测量多种参数，从而实现在保障产品质量的基础上，最大程度的提高生产率，降 低生产成本；第二，加入自动编程和人机对话功能；第三，设置故障自动诊断功能； 第四，利用模式识别技术，使机器可以自动识别图样，借助声控技术对其行驶语言命 令加工。在计算机技术的迅猛发展下，智能化数控技术将更加系统完善，数控技术智 能化也将具备更为广阔的应用前景。（3） 网络化发展方向网络化数控技术是近些年国际数控机床博览会的新亮点，是数控加工技术迈向网 络化发展格局的有力手段，网络化数控技术可将各机床联网，继而对联网机床实现无 人化操控和远程控制，有效的满足了制造企业及产品生产线对信息集成的要求，同时 是更新制造模式，例如，虚拟企业、全球制造、敏捷制造的基础型单元。数控技术网 络化方向发展便于 CN 内部与数字伺服之间及上级主计算机进行通信，便于维修数据的传递，方便与其他工厂的数据交换，实现信息的广泛共享。另外，制造业可利用 互联网络，连接起不同位置、不同制造资源的各制造企业，摆脱产品设计、加工中时 间与空间的限制，节约时间，提高生产效率2。（4） 向多轴联动、复合化方向发展为了满足复杂曲面的加工需求，必须采用多轴联动数控系统。多轴联动加工可利 用刀具的最佳几何形状进行切削，产品的加工效率、加工质量和加工精度将大幅提升。 使加工复杂曲面零件的国产多轴联动数控机床得以广泛应用，除了功能复合化之外， 随着市场对于个性化需求日益强烈，交货日期不断缩短，金属加工行业愈来愈多地采 用复合机床对复杂工件进行综合加工，数控系统在工艺上的复合程度不断提升，相比 较只具备单一加工功能的数控系统，用户更需要能够提供车削、铣削、镗削、钻削和 磨削等工序的复合型数控系统 1。数控编程是指数控机床加工程序的编制。数控编程分手工编程和自动编程。手工 编程是指由人工完成刀具轨迹计算及加工程序的编制工作。当零件形状不十分复杂或 加工程序不太长时，采用手工编程比较方便。自动编程是指计算机通过自动编程软件 完成对刀具的运动轨迹的自动计算，自动生成加工程序并在计算机屏幕上动态地显示 出刀具加工轨迹。对于加工零件形状复杂，特别是涉及三维立体形状或刀具运动轨迹计算繁琐时，采用自动编程3。数控程序是数控机床加工中不可缺少的一部分，数控机床之所以能加工出各种形 状、不同尺寸和精度的零件，就是因为编程人员为它编制了不同的加工程序。数控程 序把零件加工的工艺过程、工艺参数（进给速度和主轴转速等）、位移数据（几何数 据和几何尺寸等）及开关命令（换刀、切削液开/关和工件装卸等）等信息用数控系 统规定的功能代码和格式按加工顺序编写成加工程序单，并记录在信息载体上。数控 程序编写的如何，直接影响零件加工质量程序编制步骤：（1） 分析零件图样，拿到所要加工零件的图样首先应分析零件的材料，形状， 尺寸，精度以及毛坯形状和热处理要求等。其目的是选定在什么机床上进行加工。（2） 确定加工工艺过程，在分析零件图样的基础上，确定加工顺序，加工路线， 装卡方法，选择刀具，工装以及切削用量等工艺参数。同时充分利用数控机床的指令 功能特点，简化程序，缩短加工路线，充分发挥机床效能。（3） 数值计