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五角星的数控加工.doc

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济源职业技术学院毕业设计济源职业技术学院毕业设计题目五角星的数控加工系别机电系专业数控技术班级数控0804姓名王灿学号08230406指导教师张学明日期2010年9月I目录摘要11CAD/CAM技术的概述21.1CAD/CAM的概念21.2CAD/CAM的发展史41.3CAD/CAM技术的发展趋势51.4常用CAD/CAM软件的简介52CAXA制造工程师的特点与作用82.1概述82.2CAXA制造工程师的主要功能和特点83CAXA制造工程师的应用113。

1曲线生成113.2曲线的编辑123.3曲面生成123.4曲面编辑133.5实体生成144五角星三维造型与数控加工164.1五角星的三维造型164.2五角星的数控加工21总结31参考文献3232摘要随着科学技术和工业生产的飞速发展,国民经济各个部门迫切需要各种各样质量优、性能好、效率高、能耗低、价格廉的机械产品。其中,产品设计是决定产品性能、质量水平、市场竞争力和经济效益的重要环节。因此,采用数控加工就成了最好的选择,因为它加工效率高、质量好、加工精度高。数控技术是与机床的自动控制密切结合而发展起来的,如今数控技术已广泛应用于化工生产、石油精炼、造纸、钢铁生产等工艺流程控制及其他各个方面。

近代大工业生产中,机械加工工艺过程的自动化是提高产品质量和生产率的重要措施。数控机床的诞生,较好解决了精密复杂多品种单件或小批量机械零件加工自动化的问题本设计主要介绍数控加工技术概述、数控加工的切削基础、数控加工工艺设计及数控加工工艺文件、数控加工的工具系统、数控加工夹具、复杂形状零件的数控加工工艺、数控车削和加工中心的加工工艺。关键词:编程,工艺分析,数控加工1CAD/CAM技术的概述随着计算机硬、软件技术和其它科学技术的进步与发展,CAD/CAM技术日趋完善,它的应用范围也不断扩大。今天的CAD/CAM已广泛应用于数值计算、工程绘图、工程信息管理、生产控制等设计生产的全过程中。

它的应用行业已遍及电子、机械、造船、航空、汽车、建筑、纺织、轻工及工程建设等。由于CAD/CAM技术对传统产业的改造,新兴产业的发展,劳动生产率的提高,市场竞争能力的增强产生巨大的影响,因此CAD/CAM技术的发展与应用水平已成为衡量一个国家科学技术现代化和工业现代化的重要标志之一,在一定程度上能反映出一个国家的综合实力。  CAD/CAM真正得到蓬勃发展的是80年代以后。小型机及微机性能价格比的进一步提高。为CAD/CAM技术迅猛发展提供了必要的物质基础。计算机外围设备如彩色高分辨图形显示器、大型数字化仪、自动绘图机等系列产品质量的不断完善,价格不断下降,使之成为CAD/CAM的一般配置,为推动CAD/CAM的发展和普及提供了必要条件。

另外,计算机软件技术不断发展,新的功能更强的数据库不断推出,使成熟的商品化软件层出不穷。这些都有力地促进了CAD/CAM技术的向前发展。产品市场竞争,迫使企业改变传统的设计方式和利用先进的制造技术即利用CAD/CAM技术,这样CAD/CAM需求量激增,激发了一大批科技精英从事CAD/CAM技术的开发研究,大大地加速了CAD/CAM技术向前发展。1.1CAD/CAM的概念机械CAD/CAM技术是将CAD,CAE,CAPP,CAM等各种功能通过软件有机结合起来,用统一的执行控制程序来组织各种信息的提取、交换、共享与处理,以保证系统内信息流的畅通并协调各个系统有效地运行。1.CAD就是计算机辅助设计(CAD即ComputerAidedDesign)。

1972年10月,国际信息处理联合会(IFIP)在荷兰召开的“关于CAD原理的工作会议”上给出如下定义:CAD是一种技术,其中人与计算机结合为一个问题求解组,紧密配合,发挥各自所长,从而使其工作优于每一方,并为应用多学科方法的综合性协作提供了可能。即CAD是指工程技术人员以计算机为工具,对产品和工程进行总体设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。CAD的功能可归纳为四大类:数字建模、工程分析、动态模拟和自动绘图。一个完整的CAD系统,应由人机交互接口、科学计算、图形系统和工程数据库等组成。人机交互接口是设计、开发、应用和维护CAD系统的界面,已经历了从字符用户接口、图形用户接口、多媒体用户接口到网络用户接口的发展过程。

图形系统是CAD系统的基础。它主要包括几何(特征)造型、自动绘图(二维工程图、三维实体图等)、动态仿真等,其中几何(特征)造型主要有三维线框造型、曲面造型、实体造型和特征造型等。科学计算是CAD系统的主体。它主要包括有限元分析、可靠性分析、动态分析、产品的常规设计和优化设计等。工程数据库是CAD系统的核心。它主要是对设计过程中需要使用和产生的数据、图形、图像、文档等进行存储和管理。随着CAD技术的发展和人们需求的不断提高,人工智能和专家系统技术也逐渐融入到CAD系统中,这样就形成了智能CAD(AICAD)。智能CAD的使用可大大提高设计的自动化水平,特别是可对产品进行总体方案设计,实现对产品设

基于CAD技术的产品设计流程如图1:图1基于CAD技术的产品设计流程只有一台计算机的CAD系统,称为单机CAD系统;基于多台计算机通过网络互相连接的CAD系统,称为网络CAD系统。网络CAD可以充分利用信息资源,发挥更大的效能。2.CAM(computerAidedManufacturing,计算机辅助制造):利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程。它输入信息是零件的工艺路线和工序内容,输出信息是刀具加工时的运动轨迹(刀位文件)和数控程序。在制造的各个环节,人们反复地使用系统的一次性输入信息及其处理后的二次信息,从而使计算机辅助渗透到制造的全过程,这就是CAM。CAD是为了解决CAM的数控机床的加工指令才出现的。

即CAD是由CAM引发的;CAM中所需的信息和数据大都由CAD提供,CAM离不开CAD的支持;许多信息和数据又为CAD和CAM所共享。CAD和CAM是制造业用得最普遍的信息化技术,它引发了各个行业设计领域中的一场。计算机的辅助使得工程设计师们从繁重的脑力劳动中开始解脱,它使技术人员能有更多的精力从事创造性的活动。3.CAE(ComputerAidedEngineering,计算机辅助工程分析),是以计算机力学为辅助工具,以计算机仿真为手段的工程分析技术,是实现产品优化的主要支持模块。主要包括:有限元分析FEA、机构运动分析、流场分析等。4.CAPP(ComputerAidedProcessPlanning。

计算机辅助工艺设计),是根据产品的工程信息,利用计算机辅助确定产品加工方法和工艺过程。主要包括:毛胚设计、加工方法选择、工艺路线制定、工序设计、刀夹具设计等。1.2CAD/CAM的发展史1.CAD/CAM技术的形成自1946年第一台电子计算机在美国诞生以来,人们就不断的将计算机技术引入机械设计制造领域。早在50年代,首次研制成功数控机床,通过不同的数控程序就可以实现对不同零件的加工。随后,麻省理工学院的伺服机构实验室成功用计算机制作数控纸带,实现了NC编程的自动化。2.CAD/CAM技术的发展60年代中期到70年代中期,是CAD/CAM技术趋于成熟的阶段,随着计算机硬件的发展。

以小型机超小型机为主机的CAD系统进入市场,针对某个特定问题的CAD成套系统蓬勃发展。3.CAD/CAM技术的提高和集成80年代是CAD/CAM技术迅速发展的时期,超大规模的集成电路的出现,使计算机硬件成本大幅度下降,计算机的外围设备议程系列产品,为推进CAD/CAM技术向高水平发展提供了必要的条件。同时,相应的软件技术如数据库技术有限元分析,优化设计等技术也迅速提高,这些商品化软件的出现,促进CAD/CAM技术的推广和应用。在此期间还相应发展了一些与制造过程相关的计算机辅助技术,例如计算机辅助工艺规程设计(CAPP);计算机辅助工装设计;计算机辅助质量控制(CAQ)等。80年代来,人们在上述的计算机辅助技术的基础上。

致力于计算机集成制造系统的研究,这是一种总体高效应,高柔性的智能化制造系统。90年代,CAD/CAM技术已不停搂在过去单一模式,单一功能,单一领域的水平,而向着标准化,集成化,智能化的方向发展。因此就需要在企业,集团内的CAD/CAM系统之间或各个子系统之间进行统一的数据交换,为此一些先进国家和国际标准化组织都在从事标准接口的开发工作。与此同时,面向对象技术,并行工程思想,分布式环境技术及人工智能技术的研究,都有利于CAD/CAM技术向高水平发展。4.我国的CAD/CAM技术发展我国的CAD/CAM技术的引进是从60年始的,最早起步于航空工业,最近几年发展很快,现已在机械,电子,建筑,

汽车,服装等行业逐步进入实用阶段。一方面,直接引进一些国际水平的商品化软件投入实际应用,例如IDEAS,PROEngineer,CADAM,UGII等,另一方面,很多研究单位自行开发CAD/CAM系统,有些已达到国际先进水平,进一步促进了CAD/CAM技术在我国的应用和发展.1.3CAD/CAM技术的发展趋势1.CAD技术的发展趋势主要体现在标准化、开放性、集成化、智能化、虚拟现实(VR)与CAD集成等。2.CAM技术的发展趋势将体现在面向对象、面向工艺特征的结构体系等。1.4常用CAD/CAM软件的简介1.Mastercam的简介Mastercam是美国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。

它具有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。Mastercam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。  Mastercam提供400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统。

使用Mastercam实现DNC加工,DNC(直接数控)是指用一台计算机直接控制多台数控机床,其技术是实现CAD/CAM的关键技术之一。由于本工件较大,处理的数据多,所生成的程序长,数控机床的磁泡存储器已不能满足程序量的要求,这样就必须采用DNC加工方式,利用RS232串行接口,将计算机和数控机床连接起来。利用Mastercam的Communic功能进行通讯,而不必考虑机床的内存不足问题,经大量的实践,用Mastercam软件编制复杂零件的加工程序极为方便,而且能对加工过程进行实时仿真,反映加工过程中的实际情况,不愧为一优秀的CAD/CAM软件。Mastercam强项在3轴数控加工,简单易用。

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