1840_轉向臂零件數(shù)控加工工藝、加工仿真,轉向,零件,數(shù)控,加工,工藝,仿真 一、 選題的依據(jù)及意義：本次設計是四年大學所學基礎課程的一次綜合設計，我們要全面綜合的運用四年來我們所學習的機械專業(yè)方面的知識來進行研究和設計。此次設計也是我們走向崗位的最后一次設計。本次設計的主要目的：（1） 運用機械制造工藝學及有關課程（機械設計、互換性與測量技術、工程材料與熱處理、金屬切削與刀具等）的知識，結合生產(chǎn)實踐中學到的知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。（2） 熟練正確的調查研究的方法，收集國內外有關資料，掌握正確的設計思想，方法和手段。熟悉并能夠熟練地運用相關工藝手冊、設計手冊、標準、圖標等技術資料的能力。（3） 進一步的熟悉運算，三維軟件，仿真軟件等的運用。二、 國內外研究概況及發(fā)展趨勢（含文件綜述）（一） 、本課題背景知識1．數(shù)控加工技術的發(fā)展歷程 1949 年美國 Parson 公司與麻省理工學院開始合作，歷時三年研制出能進行三軸控制的數(shù)控銑床樣機，取名“Numerical Control”。 1953 年麻省理工學院開發(fā)出只需確定零件輪廓、指定切削路線，即可生成NC 程序的自動編程語言。 1959 年美國 Keaney&Trecker 公司開發(fā)成功了帶刀庫，能自動進行刀具交換，一次裝夾中即能進行銑、鉆、鏜、攻絲等多種加工功能的數(shù)控機床，這就是數(shù)控機床的新種類——加工中心。 1968 年英國首次將多臺數(shù)控機床、無人化搬運小車和自動倉庫在計算機控制下連接成自動加工系統(tǒng)，這就是柔性制造系統(tǒng) FMS。 1974 年微處理器開始用于機床的數(shù)控系統(tǒng)中，從此 CNC(計算機數(shù)控系統(tǒng))軟線數(shù)控技術隨著計算機技術的發(fā)展得以快速發(fā)展。 1976 年美國 Lockhead 公司開始使用圖像編程。利用 CAD(計算機輔助設計)繪出加工零件的模型，在顯示器上“指點”被加工的部位，輸入所需的工藝參數(shù)，即可由計算機自動計算刀具路徑，模擬加工狀態(tài)，獲得 NC 程序。 DNC(直接數(shù)控)技術始于 20 世紀 60 年代末期。它是使用一臺通用計算機，直接控制和管理一群數(shù)控機床及數(shù)控加工中心，進行多品種、多工序的自動加工。DNC 群控技術是 FMS 柔性制造技術的基礎，現(xiàn)代數(shù)控機床上的 DNC 接口就是機床數(shù)控裝置與通用計算機之間進行數(shù)據(jù)傳送及通訊控制用的，也是數(shù)控機床之間實現(xiàn)通訊用的接口。隨著 DNC 數(shù)控技術的發(fā)展，數(shù)控機床已成為無人控制工廠的基本組成單元。 20 世紀 90 年代，出現(xiàn)了包括市場預測、生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設計與制造和銷售等全過程均由計算機集成管理和控制的計算機集成制造系統(tǒng) CIMS。其中，數(shù)控是其基本控制單元。 20 世紀 90 年代，基于 PC-NC 的智能數(shù)控系統(tǒng)開始得到發(fā)展，它打破了原數(shù)控廠家各自為政的封閉式專用系統(tǒng)結構模式，提供開放式基礎，使升級換代變得非常容易。充分利用現(xiàn)有 PC 機的軟硬件資源，使遠程控制、遠程檢測診斷能夠得以實現(xiàn)。 我國雖然早在 1958 年就開始研制數(shù)控機床，但由于歷史原因，一直沒有取得實質性成果。20 世紀 70 年代初期，曾掀起研制數(shù)控機床的熱潮，但當時是采用分立元件，性能不穩(wěn)定，可靠性差。1980 年北京機床研究所引進日本FANUC5、7、3、6 數(shù)控系統(tǒng)，上海機床研究所引進美國 GE 公司的 MTC－1 數(shù)控系統(tǒng)，遼寧精密儀器廠引進美國 Bendix 公司的 Dynapth LTD10 數(shù)控系統(tǒng)。在引進、消化、吸收國外先進技術的基礎上，北京機床研究所又開發(fā)出 BS03 經(jīng)濟型數(shù)控和 BS04 全功能數(shù)控系統(tǒng)，航天部 706 所研制出 MNC864 數(shù)控系統(tǒng)。“八五”期間國家又組織近百個單位進行以發(fā)展自主版權為目標的“數(shù)控技術攻關”，從而為數(shù)控技術產(chǎn)業(yè)化建立了基礎。20 世紀 90 年代末，華中數(shù)控自主開發(fā)出基于 PC-NC 的 HNC 數(shù)控系統(tǒng)，達到了國際先進水平，加大了我國數(shù)控機床在國際上的競爭力度。 據(jù) 1997 年不完全統(tǒng)計，全國共擁有數(shù)控機床 12 萬臺。目前，我國數(shù)控機床生產(chǎn)企業(yè)有 100 多家，年產(chǎn)量增加到 1 萬多臺，品種滿足率達 80%，并在有些企業(yè)實施了 FMS 和 CIMS 工程，數(shù)控機床及其加工技術進入了實用階段。 2．數(shù)控加工技術的發(fā)展方向 現(xiàn)代數(shù)控加工正在向高速化、高精度化、高柔性化、高一體化、網(wǎng)絡化和智能化等方向發(fā)展。 1) 高速切削 受高生產(chǎn)率的驅使，高速化已是現(xiàn)代機床技術發(fā)展的重要方向之一。高速切削可通過高速運算技術、快速插補運算技術、超高速通信技術和高速主軸等技術來實現(xiàn)。 高主軸轉速可減少切削力，減小切削深度，有利于克服機床振動，傳入零件中的熱量大大減低，排屑加快，熱變形減小，加工精度和表面質量得到顯著改善。因此，經(jīng)高速加工的工件一般不需要精加工。 2) 高精度控制 高精度化一直是數(shù)控機床技術發(fā)展追求的目標。它包括機床制造的幾何精度和機床使用的加工精度控制兩方面。 提高機床的加工精度，一般是通過減少數(shù)控系統(tǒng)誤差，提高數(shù)控機床基礎大件結構特性和熱穩(wěn)定性，采用補償技術和輔助措施來達到的。目前精整加工精度已提高到 0.1 μm，并進入了亞微米級，不久超精度加工將進入納米時代。(加工精度達 0.01 μm) 3) 高柔性化 柔性是指機床適應加工對象變化的能力。目前，在進一步提高單機柔性自動化加工的同時，正努力向單元柔性和系統(tǒng)柔性化發(fā)展。 數(shù)控系統(tǒng)在 21 世紀將具有最大限度的柔性，能實現(xiàn)多種用途。具體是指具有開放性體系結構，通過重構和編輯，視需要系統(tǒng)的組成可大可??；功能可專用也可通用，功能價格比可調；可以集成用戶的技術經(jīng)驗，形成專家系統(tǒng)。 4) 高一體化 CNC 系統(tǒng)與加工過程作為一個整體，實現(xiàn)機電光聲綜合控制，測量造型、加工一體化，加工、實時檢測與修正一體化，機床主機設計與數(shù)控系統(tǒng)設計一體化。 5) 網(wǎng)絡化 實現(xiàn)多種通訊協(xié)議，既滿足單機需要，又能滿足 FMS(柔性制造系統(tǒng))、CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))對基層設備的要求。配置網(wǎng)絡接口，通過 Internet可實現(xiàn)遠程監(jiān)視和控制加工，進行遠程檢測和診斷，使維修變得簡單。建立分布式網(wǎng)絡化制造系統(tǒng)，可便于形成“全球制造”。 6) 智能化 21 世紀的 CNC 系統(tǒng)將是一個高度智能化的系統(tǒng)。具體是指系統(tǒng)應在局部或全部實現(xiàn)加工過程的自適應、自診斷和自調整；多媒體人機接口使用戶操作簡單，智能編程使編程更加直觀，可使用自然語言編程；加工數(shù)據(jù)的自生成及智能數(shù)據(jù)庫；智能監(jiān)控；采用專家系統(tǒng)以降低對操作者的要求等。 三、研究內容及實驗方案：本設計的研究重點是：1 根據(jù)零件實物或模型在 CAD/CAM 軟件中進行數(shù)字化三維設計。2 編制零件的數(shù)控加工工藝。3.生成零件的 NC 加工程序，進行仿真加工。4.研究零件的加工誤差檢測方法。實驗方案：1.生產(chǎn)類型的確定2.選擇毛坯、確定毛坯尺寸、確定毛坯圖3.工藝路線擬定4 選擇加工設備及刀具、夾具、量具5.確定切削用量及基本時間四、目標、主要特設及工作進度1 搜集資料寫開題報告，英文翻譯。 第 1 周～第 2 周2 零件的三維建模。 第 3 周～第 5 周3 加工工藝設計，加工程序編制 第 6 周～第 8 周4.加工誤差檢測方法研究。 第 9 周～第 14 周5.撰寫畢業(yè)論文。 第 15 周～第 16 周6.答辯準備及畢業(yè)答辯 第 17 周五、參考文獻[1] 張冶，洪雪. Unigraphics NX 三維工程設計與渲染教程.北京：清華大學出版社，2004.[2] 曾向陽，謝國明. UG NX 基礎及應用教程（建模、裝配、制圖）. 北京：電子工業(yè)出版社， 2003. [3] 王紅兵.UG NX 數(shù)控編程實用教程.北京：清華大學出版社，2004.[4] 宋曉華等.基于 UG 參數(shù)化的產(chǎn)品優(yōu)化設計，CAD/CAM 與制造業(yè)信息化，2003.4[5] L.Qiang. A Distributive and Collaborative Concurrent Product Design System Through the. WWW/Internet. Advanced Manufacturing Technology(2001)17.