毕业设计(论文)开题报告题目：轴类零件的数控加工工艺设计与编程系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2012年12 月 20 日01. 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况） 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮带轮、凸轮以及连杆等传动件，传递扭矩。机器中作回转运动的零件就装在轴上。按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类；或分为实心轴、空心轴等。轴类零件的技术要求主要是支承轴颈和配合轴颈的径向尺寸精度和形位精度，轴向一般要求不高。几何形状精度主要是圆度和圆柱度，一般要求限制在直径公差范围之内。相互位置精度主要是同轴度和圆跳动；保证配合轴径对于支承轴颈的同轴度，是轴类零件位置精度的普遍要求之一。方便直观的几何造型MasterCAM提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。MasterCAM具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。MasteCAM提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。MasterCAM还具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好的加工方法，加工最复杂的零件。MasterCAM的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。可靠的刀具路径校验功能MasterCAM可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。CAD/CAM是随着轴类零件的设计理论和CAD/CAM技术的发展而发展的。轴类由最初的只能代替手工进行计算,逐步发展到能实现三维实体造型、机构仿真、自动编程等功能,并且还在不断发展下去。1.1数控技术对轴类零件的作用 轴类零件在整个制造工业中发挥着重要作用,数控机床代表着一个民族制造工业现代化的水平。随着现代化科学技术的迅速发展，制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。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。1.2编程技术对轴类零件的集成化发展数控编程技术是数控技术重要的组成部分。从数控机床诞生之日起，数控编程技术就受到了广泛关注，成为CAD/CAM系统的重要组成部分，各工业发达国家也投入了大量的人力物力开发实用的数控编程系统。在CAD/CAM一体化概念的基础上，出现了并行工程的概念。为了适应并行工程发展的需要，数控编程技术正向集成化和智能化方向发展。进入二十世纪九十年代，随着Web技术的不断发展，传统的产品设计、制造和生产模式正在发生深刻的变革，出现了协同设计制造、异地设计制造、全球制造等一系列新概念和新技术。将Web技术和CAM技术相结合，成为CAM系统的又一重要发展方向。1.3智能化21世纪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的各个方面：追求加工效率和加工质量方面的智能化，如工艺参数的自动生成，简化编程、简化操作方面的智能化，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、方便系统的诊断以及维修等。1.4工艺分析数控加工制造技术正逐渐得到广泛的应用,对零件进行编程加工之前,工艺分析具有非常重要的作用。工艺分析是数控加工编程的前期工艺准备工作,无论是手工编程还是自动编程,在编程之前均需对所加工的轴类零件进行工艺分析。如果工艺分析考虑不周,往往会造成工艺设计不合理,从而引起编程工作反复,工作量成倍增加,有时还会发生推倒重来的现象,造成一些不必要的损失,严重者甚。本文通过对典型的轴类零件数控加工工艺的分析,给出了对于一般零件数控加工工艺分析的方法,对于提高制造质量、实际生产具有一定的指导意义。1.5发展前景目前正在研制的新一代CAM系统将采用面向对象、面向工艺特征的基本处理模式，系统的自动化水平、智能化程度将大大提高。国内外企业家和专家们已形成共识：今后相当一段时间内，机械加工技术的发展和竞争，主要是数控技术的发展与竞争。2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1研究的基本内容，拟解决的主要问题：(1)了解数控加工工艺的特点及内容（包括拟定加工方案，确定加工路线和加工内容，选择合适的刀具和切削用量等）；(2)明确数控编程中的加工工艺分析及设计（包括选择合适的夹具及装夹方法，以及对一些特殊的工艺问题的解决）；(3)了解数控车床在轴类零件加工中的运用；(4)完成轴类零件数控车工艺性分析及程序编程；(5)编写数控加工工艺文件。2.2研究步骤、方法及措施：（1）对零件图样进行数控加工工艺分析，明确加工内容及技术要求；（2）具体设计数控加工工序，如工步的划分、工件的定位、夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等；（3）处理特殊的工艺问题，如对刀点、换刀点确定，加工路线刀以及具补偿等；（4）用规定的程序代码和格式编写轴类零件的加工程序段，然后完成程序的输入或传输； (5) 将输入/传输到数控单元的加工程序，进行试运行、刀具路径模拟等。3.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作3.1 本课题研究的重点及难点：（1）拟定加工方案，确定加工路线和加工内容，选择合适的刀具和切削用量等；（2）选择合适的夹具及装夹方法，以及对一些特殊的工艺问题的考虑；（3）数控铣工艺性分析及程序编制；（4）设计指定工序的机床夹具；（5）完成零件的三维建模，并用CAD/CAM软件进行刀具路径的建立及模拟，自动生成数控加工程序。3.2 前期已开展工作：（1）明确设计要求，查阅文献，收集相关资料，撰写开题报告；（2) 零件的结构和技术要求分析；（3）绘制零件二维图如图1所示：图1(4) 绘制零件三维图如图2所示:图24.完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）1-2周 翻译,明确设计要求，查阅文献，收集相关资料，撰写开题报告；3-4周 零件的结构和技术要求分析，进行零件图二维和三维造型设计；5-6周 进行工艺规程方案设计；7-8周 填写工艺文件，完成中期答辩；9-10周 夹具总图设计，绘制夹具零件图；11-12周 用CAD/CAM软件进行刀具路径的建立及模拟，自动生成数控加工程序；13-14周 编写设计说明书，反复修改；15周 毕业答辩。指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日 参考文献1 杨叔子,周济.面向21世纪机械工程教学改革,高等工程教育研 究,2002(1):11-13、17.2 盛伯浩. 数控机床的现状与发展J.数控机床市场.2006 Nol:40-49.3 陈蔚芳.机床数控技术及应用M.北京:科学出版社,2005.4 刘守勇.机械制造工艺与机床夹具. 北京：机械工业出版社，2000.5 张幼军.UG CAD/CAM教程.北京:清华大学出版社,2006.6 王爱玲,李清.数控机床加工工艺M. 北京：机械工业出版社，2006.7 王爱玲,孙旭东.数控编程技术M. 北京：机械工业出版社，2006.8 陈光明,基于数控加工的工艺设计原则及方法研究J.制造业自动化,2005(9).54-59.9 朱淑萍.机械加工工艺及装备.机械工业出版社,2002.10 杨莉，胡占齐.数控加工中的工件自动定位.制造技术与机床J.2001(4):24-25.11 王爱玲，张吉堂，吴雁编.现代数控原理及控制系统M.北京：国防工业出版社，2002.12 齐占庆.机床电气控制技术M.3版.北京：机械工业出版社，2006.13 王兆义.可编程控制器教程M.北京：机械工业出版社，1998.14 任玉田.新编机床数控技术M.北京：北京理工大学出版社，2005.15 詹华西.数控加工与编程.西安：西安电子科技大学出版社，2004.16 戴向国等主编. MasterCAM 9.0数控加工基础教程. 第1版.人民邮电出版社，2004.17 罗学科，张超英主编数控机床编程与操作实训第二版化学工业出版 社，2005.2. 18 Dani Tost, Anna Puig, Llus Perez-Vidal.Boolean operations for 3D simulation of CNCmachining of drilling tools J,COMPUTER-AIDED DESIGN,2004;315323.19 Hu Zhanqi, Zhang Yitong, Kong Xiangdong, ect. Research on Integrated System of CAD/CAM/CNC for Planer Cams Grinding. Proceedings of ICSFT2006 C: 429-432.20 Hu Zhanqi. Image Based NC Programming of Planer Machining J.CADDM, 2000 (2).