《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 機(jī)械電子工程 開題報(bào)告 MasterCAM軟件高速切削數(shù)控編程策略與實(shí)例研究》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 機(jī)械電子工程 開題報(bào)告 MasterCAM軟件高速切削數(shù)控編程策略與實(shí)例研究（10頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 太原工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 學(xué) 生 姓 名： 王肇暉 學(xué) 號(hào)： 092012123 系 部： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械電子工程 設(shè) 計(jì) 題 目： MasterCAM軟件高速切削數(shù)控編程策略與實(shí)例研究 指導(dǎo)教師: 武文革 2013年3月25日 開題報(bào)告填寫要求 1．開題報(bào)告作為畢業(yè)論文答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)論文工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在系審查后生效； 2．開題報(bào)告內(nèi)容必須用按教

2、務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見； 3．學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫全號(hào)（如072074123），不能只寫最后2位或1位數(shù)字； 4. 有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”； 5. 指導(dǎo)教師意見和所在系意見用黑墨水筆工整書寫，不得隨便涂改或潦草書寫。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告 一．課題研究目的及意義： 1. 課題研究背景及意義 數(shù)控技術(shù)和

3、數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)，是振興傳統(tǒng)制造業(yè)的技術(shù)支撐和發(fā)展趨勢(shì)，是直接創(chuàng)造社會(huì)財(cái)富的主要手段，誰掌握先進(jìn)制造技術(shù)，誰就能夠占領(lǐng)市場(chǎng)。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國(guó)力，關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)【1】。 20世紀(jì)中、后期，機(jī)械加工的主要特點(diǎn)是【2】：不斷提高機(jī)床的加工速度和精度，減少對(duì)手工技藝的依賴；提高成形加工、切削加工和裝配的機(jī)械化和自動(dòng)化程度；利用數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)等，發(fā)展柔性加工系統(tǒng)，使中小批量、多品種生產(chǎn)的生產(chǎn)效率提高到近于大量生產(chǎn)的水平；研究和改進(jìn)難加工的新型金屬和

4、非金屬材料的成形和切削加工技術(shù)。隨著工業(yè)化水平的提高，制造業(yè)逐漸向網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)編程來控制機(jī)床進(jìn)行高速度、高精度的加工也成為當(dāng)代制造業(yè)的趨勢(shì)。 切削加工是當(dāng)前離散機(jī)械制造業(yè)的主要工藝手段，是應(yīng)用比例最高的機(jī)械加工工藝，切削加工的勞動(dòng)量約占總勞動(dòng)量30％～40％【3】。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家（包括俄羅斯）在20世紀(jì)90年代中期每年用于切削加工的費(fèi)用就已超過了2500億美元，美國(guó)每年消耗在切削加工方面的費(fèi)用達(dá)1000億美元【4】。我國(guó)每年用在切削加工方面的費(fèi)用約為320億元人民幣，每年創(chuàng)造的價(jià)值約為8000億元人民幣。切削加工數(shù)據(jù)是衡量切削技術(shù)水平高低的一個(gè)基本量值，對(duì)機(jī)床及

5、CAD、CAM、CAPP等而言，是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的提供者，已被中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部科學(xué)數(shù)據(jù)共享工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（SDS／T 2122-2004）列入基礎(chǔ)科學(xué)門類（代碼F）中的先進(jìn)制造科學(xué)亞門類（代碼P）中，彰顯出我國(guó)對(duì)切削加工技術(shù)及切削加工數(shù)據(jù)的重視。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）也已制訂了切削加工數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)處理（ISO 13399/1-4）標(biāo)準(zhǔn)。 目前，切削加工技術(shù)已發(fā)展到“高速、高效、智能、復(fù)合、環(huán)?！钡男码A段，出現(xiàn)了高速切削加工技術(shù)，為制造業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品、提高加工效率和加工質(zhì)量、降低制造成本、縮短交貨周期發(fā)揮了重要的作用，帶動(dòng)著整體切削加工水平的全面提高，并已成為數(shù)控加工技術(shù)的共性關(guān)鍵技術(shù)。由于世

6、界各國(guó)尚未統(tǒng)一對(duì)高速切削速度范圍的認(rèn)識(shí)，通常把切削速度比常規(guī)高出5-10倍以上的切削加工稱為高速切削【5】。但高速切削的技術(shù)又并不單只是主軸實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速就可以的，因此，高速切削加工是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，由機(jī)床、刀具、工件、加工工藝、切削過程監(jiān)控及切削機(jī)理等方面形成的【7】~【9】。 高速銑削加工對(duì)數(shù)控編程系統(tǒng)的要求越來越高，價(jià)格昂貴的高速加工設(shè)備對(duì)軟件提出了更高的安全性和有效性要求。高速切削有著比傳統(tǒng)切削特殊的工藝要求，除了要有高速切削機(jī)床和高速切削刀具外，具有合適的CAM編程軟件也是至關(guān)重要的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)波音747飛機(jī)的設(shè)計(jì)制造，由于應(yīng)用了CAD/CAM技術(shù)，使開發(fā)周期由原來的9-10年縮

7、短為4-5年【10】。目前的CAM軟件的主要功能包括數(shù)據(jù)輸入輸出、加工軌跡計(jì)算與編程、工藝參數(shù)設(shè)置、加工仿真、數(shù)控程序后處理和數(shù)據(jù)管理等【11】。 常用的CAM軟件種類較多，其基本功能大同小異，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展出各自的特色。 利用CAD/CAM軟件，實(shí)現(xiàn)造型及圖象自動(dòng)編程。最為典型的軟件是美國(guó)CNC Software Inc.公司開發(fā)的基于PC平臺(tái)的CAD/CAM軟件。它集二維繪圖、三維實(shí)體造型、曲面設(shè) 計(jì)、體素拼合、數(shù)控編程、刀具路徑摸擬及真實(shí)感摸擬等到功能于一身。它具有方便直 觀的幾何造型 MasterCAM提供了設(shè)計(jì)零件外形所需的理想環(huán)境，其強(qiáng)大穩(wěn)定的造型功能 可設(shè)計(jì)出復(fù)雜

8、的曲線、曲面零件【14】。 MasterCAM不但具有強(qiáng)大穩(wěn)定的造型功能，可設(shè)計(jì)出復(fù)雜的曲線、曲面零件，而且具有強(qiáng)大的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。其可靠刀具路徑效驗(yàn)功能使Master- cam可模擬零件加工的整個(gè)過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查出刀具和夾 具與被加工零件的干涉、碰撞情況，真實(shí)反映加工過程中的實(shí)際情況，不愧為一優(yōu)秀的 CAD/CAM軟件。同時(shí)MasterCAM對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境要求較低，使用戶無論是在造型設(shè)計(jì)、 CNC銑床、CNC車床或CNC線切割等加工操作中，都能獲得最佳效果【15】。 其專業(yè)化及獨(dú)有的高速加工策略成為高速銑削數(shù)控編程的首選。這也是學(xué)習(xí)

9、和研究MasterCAM高速切削數(shù)控編程策略的意義之所在。 2. 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 機(jī)械加工的發(fā)展趨勢(shì)是高效率、高精度、高柔性和綠色化，切削加工的發(fā)展方向是高速切削加工，在發(fā)達(dá)國(guó)家，它正成為切削加工的主流。50年來，切削技術(shù)的極大進(jìn)步說明了這一點(diǎn)：今天切削速度高達(dá)8000m/min【16】，材料切除率達(dá)150～1500cm3/min，超硬刀具材料硬度達(dá)3000～8000HV，強(qiáng)度達(dá)1000Mpa，加工精度從10um到0.1um。干（準(zhǔn)）切削日益廣泛應(yīng)用。隨切削速度提高，切削力降低大致為25～30％以上；切削溫度增加逐步緩慢；加工表面粗糙度降低1～2級(jí)；生產(chǎn)效率提高，生產(chǎn)成本降低【17】~【1

10、9】。 ??高速切削技術(shù)不只是一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，它的發(fā)展和推廣應(yīng)用將帶動(dòng)整個(gè)制造業(yè)的進(jìn)步和效益的提高。在國(guó)外，20世紀(jì)30年代德國(guó)Salomon博士提出高速切削理念以來，經(jīng)半個(gè)世紀(jì)的探索和研究，隨數(shù)控機(jī)床和刀具技術(shù)的進(jìn)步，80年代末和90年代初開始應(yīng)用并快速發(fā)展到廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、模具制造業(yè)加工鋁、鎂合金、鋼、鑄鐵及其合金、超級(jí)合金及碳纖維增強(qiáng)塑料等復(fù)合材料【20】，其中加工鑄鐵和鋁合金最為普遍。 高速切削技術(shù)在國(guó)內(nèi)起步較晚，20世紀(jì)80年代中期開始研究陶瓷刀具高速切削淬硬鋼并在生產(chǎn)中應(yīng)用【21】，其后引起對(duì)高速切削加工的普遍關(guān)注。 高速切削技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了高速切削的理論探索階段

11、、應(yīng)用探索階段、初步應(yīng)用階段、 較成熟階段等四個(gè)階段【22】。國(guó)外對(duì)高速切削技術(shù)非常重視，20世紀(jì)80年代以來各工業(yè) 發(fā)達(dá)國(guó)家相繼投入大量人力、財(cái)力，研究開發(fā)高速切削技術(shù)及理論和相關(guān)技術(shù)【23】~【25】， 現(xiàn)在國(guó)外高速切削技術(shù)已經(jīng)廣泛地運(yùn)用到各個(gè)行業(yè)。同時(shí)CAM也得到迅速的發(fā)展，美國(guó) CNC Software Inc.公司的MasterCAM軟件與英國(guó)DELCAM公司的Powermill軟件模塊； 日本MAKINO公司的FFCUT軟件(其FFCUT加工模塊己集成到美國(guó)UGS公司的CAM軟件中)； 以色列的CIMATRON軟件；美國(guó)PTC公司的Pro/ENGINEER軟件等【26】

12、。 目前國(guó)內(nèi)外廣泛用于高速切削的刀具材料主要有：聚晶金剛石刀具(PCD)、聚晶立方氮化硼刀具（PCBN）、陶瓷刀具、TiC(N)基硬質(zhì)合金、超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金、涂層刀具、粉末冶金高速鋼刀具等。硬質(zhì)合金刀具切削速度≤100～200m/min，高速鋼刀具在40m/min以內(nèi)。 但在汽車、模具、航空和工程機(jī)械制造業(yè)進(jìn)口了一大批數(shù)控機(jī)床和加工中心，國(guó)內(nèi)也生產(chǎn)了一批數(shù)控機(jī)床，隨著高速切削的深入研究，這些行業(yè)有的已逐步應(yīng)用高速切削加工技術(shù)，并取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。 目前，切削加工技術(shù)已發(fā)展到“高速、高效、智能、復(fù)合、環(huán)?！钡男码A段，出現(xiàn)了高速切削加工技術(shù)，高速加工已成為機(jī)械制造的一種趨勢(shì)，高速切削具有比傳

13、統(tǒng)多很多的優(yōu)點(diǎn)【27】，為制造業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品、提高加工效率和加工質(zhì)量、降低制造成本、縮短交貨周期發(fā)揮了重要的作用，帶動(dòng)著整體切削加工水平的全面提高，并已成為數(shù)控加工技術(shù)的共性關(guān)鍵技術(shù)。 參考文獻(xiàn)： 【1】王愛玲 . 機(jī)床數(shù)控技術(shù) . 高等教育出版社 【2】力學(xué)學(xué)科組 . 普通中等專業(yè)教育機(jī)電類規(guī)劃教材 . 機(jī)械工業(yè)出版社 . 1999-6-14 . 【3】劉戰(zhàn)強(qiáng)，武文革，萬熠 . 高速切削數(shù)據(jù)庫與數(shù)控編程技術(shù) . 國(guó)防工業(yè)出版社 【4】KomanduriR.,Desai JD., Tool Materials for Machining.Aug,1982

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20、采用的研究手段： 本課題主要研究的是和MasterCAM高速切削的數(shù)控編程策略優(yōu)化和實(shí)例研究。主要采用的是模擬仿真。首先，運(yùn)用CAD繪制三維實(shí)體零件圖，然后把文件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成MasterCAM文件數(shù)據(jù)，最后進(jìn)行數(shù)控編程。 進(jìn)度安排： 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 進(jìn)行調(diào)查研究，查閱資料，完成開題報(bào)告 2013.03.04—2013.03.26 2 熟練掌握MasterCAM軟件的操作 2013.03.26—2013.04.20 3 MasterCAM編程策略分析、實(shí)例的數(shù)控編程與模擬加 2013.04.20—2013.05.26 4

21、 撰寫設(shè)計(jì)說明書并編制論文、打印，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯資料 2013.05.25—2013.06.18 畢 業(yè) 論 文 開 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見：（對(duì)本課題深度、廣度、工作量及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)的意見） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 教研室審查意見： 專業(yè)負(fù)責(zé)人： 年 月 日 所在系審查意見： 系主任： 年 月 日