1畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目：平面槽形凸輪零件的加工工藝設(shè)計(jì)與數(shù)控編程系別機(jī)電信息系專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)姓名學(xué)號(hào)導(dǎo)師2012年12月16日21.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況）在各種機(jī)械中，特別是在自動(dòng)機(jī)械和自動(dòng)控制裝置中，廣泛的應(yīng)用著各種形式的凸輪機(jī)構(gòu)。原因是凸輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)要求，而且結(jié)構(gòu)簡單，緊湊。但凸輪機(jī)構(gòu)中因凸輪輪廓與推桿之間為點(diǎn)接觸或線接觸，故易于磨損，所以應(yīng)用于受力不大的場合。凸輪的設(shè)計(jì)和制造精度直接影響到設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)精度，因此采用高精確的設(shè)計(jì)方法和數(shù)控加工手段成為現(xiàn)在凸輪制造業(yè)的方向。隨著凸輪應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，對其設(shè)計(jì)提出了更高的要求。凸輪機(jī)構(gòu)輪廓曲線設(shè)計(jì)一般有圖解法和解析法兩種方法。圖解法簡單易行比較常用,但效率低、誤差大,不能滿足現(xiàn)代工程對零件的高精度要求。隨著計(jì)算機(jī)及數(shù)值計(jì)算方法的發(fā)展,解析法在凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到越來越多的應(yīng)用。在凸輪的設(shè)計(jì)及加工中采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造的方法已日益普遍1。平面槽型凸輪的設(shè)計(jì)需要利用解析法來確定輪廓曲線，從設(shè)計(jì)上減少誤差，已求達(dá)到能夠準(zhǔn)確的體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)要求能夠盡量的提高設(shè)計(jì)的效率，建立它的模型易于更改，這是設(shè)計(jì)的傳承性以及廣泛的推廣性所必需的。通過Pro/e軟件進(jìn)行幾何建模，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)平面槽凸輪的三維可視化設(shè)計(jì)，同時(shí)在加工仿真環(huán)境下對設(shè)計(jì)的模型進(jìn)行加工檢驗(yàn)，確定編制的代碼生成的加工軌跡以及加工工藝。顯然，利用數(shù)控技術(shù)對槽形凸輪進(jìn)行銑削加工，將大大提高設(shè)計(jì)的精確性，降低設(shè)計(jì)生產(chǎn)開發(fā)周期，提高生產(chǎn)率2。MasterCAM是一種功能強(qiáng)大的CAD/CAM軟件由CAD和CAM兩大部分組成，并分成造型(Design)，銑削加工(Mill)，車削加工(Lathe)和線切割(Wire)4個(gè)功能模塊。集設(shè)計(jì)與制造于一體。MasterCAM采用圖形交互方式自動(dòng)編程。編程人員根據(jù)屏幕提示的內(nèi)容于計(jì)算機(jī)對話，選擇菜單目錄或回答計(jì)算機(jī)的提問，直至將所有問題回答完畢，然后即可自動(dòng)生成NC程序。NC程序的自動(dòng)產(chǎn)生是受軟件的后置處理功能控制的，不同的加工模塊和不同的數(shù)控系統(tǒng)對應(yīng)于不同的后處理文件。平面凸輪CAD/CAM是隨著凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論和CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。凸輪軟件由最初的只能代替手工進(jìn)行計(jì)算,逐步發(fā)展到能實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體造型、機(jī)構(gòu)仿真、自動(dòng)編程等功能,并且還在不斷發(fā)展下去。平面凸輪機(jī)構(gòu)CAD/CAM的發(fā)展主要有以下幾個(gè)方向:1.面向并行工程的CAD/CAM集成化并行工程以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為突破口,要求產(chǎn)品開發(fā)人員在設(shè)計(jì)階段就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期的所有要素,包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度、用戶需求等,以便最大限度地提高產(chǎn)品開3發(fā)效率和一次成功率3。面向并行工程的平面凸輪機(jī)構(gòu)CAD/CAM系統(tǒng)集成化,在設(shè)計(jì)階段就充分考慮制造、使用等各個(gè)階段的特點(diǎn)和要求,設(shè)計(jì)的平面凸輪機(jī)構(gòu)制造精度高、性能優(yōu)良、使用可靠。并行工程的發(fā)展,對平面凸輪機(jī)構(gòu)CAD/CAM提出了很高的要求。例如,在設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法上,設(shè)計(jì)模型的建立不但要考慮凸輪機(jī)構(gòu)的幾何、運(yùn)動(dòng)關(guān)系,還要考慮其功能、制造、材料、使用等多方面的信息；在凸輪機(jī)構(gòu)的仿真方面,要求能進(jìn)行三維實(shí)體的運(yùn)動(dòng)仿真和加工仿真；借助網(wǎng)絡(luò)和工程數(shù)據(jù)庫管理技術(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)修改；建立統(tǒng)一、友好的人機(jī)界面,充分發(fā)揮人在并行工程中的作用等等3。目前的平面凸輪機(jī)構(gòu)CAD/CAM軟件還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了上述并行工程的要求。2.智能化智能化就是應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化4。平面凸輪機(jī)構(gòu)CAD/CAM智能化就是實(shí)現(xiàn)平面凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造等環(huán)節(jié)的智能化,提高設(shè)計(jì)和工藝水平,縮短周期,降低成本。3.網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是建立在硬件技術(shù)、軟件技術(shù)以及通訊技術(shù)之上的,并與它們共同發(fā)展的一門技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ),特別是實(shí)現(xiàn)基于異地設(shè)計(jì)與異地制造技術(shù)的基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是CAD/CAM集成技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。4.柔性化和通用化凸輪機(jī)構(gòu)的種類繁多、功能不一,而且多樣性及單件小批是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)和制造發(fā)展的方向,因此,凸輪機(jī)構(gòu)CAD/CAM軟件相應(yīng)地要能適應(yīng)各種不同的凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求,高效精確地設(shè)計(jì)制造出各種不同種類的凸輪機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)有大多數(shù)凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法一般只能設(shè)計(jì)某種或某幾種凸輪機(jī)構(gòu),采用的建模方法比較落后,效率不高,適應(yīng)性不強(qiáng),通用性很差。柔性化設(shè)計(jì)和柔性化系統(tǒng)建模方法是現(xiàn)代凸輪機(jī)構(gòu)研究的前沿,利用此技術(shù),可以大大提高設(shè)計(jì)的效率和適應(yīng)性。當(dāng)今，在電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展的同時(shí)，制造業(yè)發(fā)生了根本性的變化，其中一個(gè)重要的標(biāo)志就是數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用。數(shù)控加工技術(shù)對我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展具有重要的意義。當(dāng)前我國企業(yè)的生產(chǎn)正逐步從原來的粗放型轉(zhuǎn)向內(nèi)涵型，產(chǎn)品生產(chǎn)也從原來的“粗制”轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬啤?。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)效率，企業(yè)在未來的生產(chǎn)中自動(dòng)化程度將大大提高，一線的生產(chǎn)將向機(jī)電一體化、程控化、數(shù)字化方向發(fā)展普通機(jī)床逐漸被高效率、高精度的數(shù)控機(jī)床所代替，制造業(yè)正朝著高自動(dòng)化、高智能化的方向發(fā)展。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床可顯著提高加工效率和加工4精度，例如凸輪輪廓中非圓的平面曲線，普通機(jī)床要么根本無法加工，要么加工精度很低，要么加工時(shí)間很長，而使用數(shù)控機(jī)床可以在很短的時(shí)間內(nèi)加工出來，其加工精度和加工效率是普通機(jī)床所無法達(dá)到的。數(shù)控技術(shù)在短短幾十年內(nèi)得到了飛速發(fā)展，并己形成了巨大的生產(chǎn)力。正因?yàn)槿绱?，國?nèi)外企業(yè)家和專家們已形成共識(shí)：今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展和競爭，主要是數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與競爭。2.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施2.1研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題：（1）了解數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)及內(nèi)容（包括擬定加工方案，確定加工路線和加工內(nèi)容，選擇合適的刀具和切削用量等）；（2）明確數(shù)控編程中的加工工藝分析及設(shè)計(jì)（包括選擇合適的夾具及裝夾方法，以及對一些特殊的工藝問題）；（3）了解數(shù)控銑床在凸輪加工中的運(yùn)用；（4）完成數(shù)控銑工藝性分析及編制數(shù)控加工工藝文件。（5）編寫槽形凸輪零件的數(shù)控加工程序。2.2研究步驟、方法及措施：（1）對零件圖樣進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求；（2）具體設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序，如工步的劃分、工件的定位、夾具的選擇、刀具的選擇、切削用量的確定等；（3）處理特殊的工藝問題，如對刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)確定、加工路線確定、刀具補(bǔ)償?shù)?；?）用規(guī)定的程序代碼和格式編寫零件加工程序單，然后完成程序的輸入或傳輸；將輸入/傳輸?shù)綌?shù)控單元的加工程序，進(jìn)行試運(yùn)行、刀具路徑模擬等。（5）對零件圖樣進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求；（6）具體設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序，如工步的劃分、工件的定位、夾具的選擇、刀具的選擇、切削用量的確定等；（7）處理特殊的工藝問題，如對刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)確定，加工路線確定，刀具補(bǔ)償?shù)?；?）用規(guī)定的程序代碼和格式編寫零件加工程序單，然后完成程序的輸入或傳輸；將輸入/傳輸?shù)綌?shù)控單元的加工程序，進(jìn)行試運(yùn)行、刀具路徑模擬等。53.本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工作3.1本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)：（1）擬定加工方案，確定加工路線和加工內(nèi)容，選擇合適的刀具和切削用量等（2）選擇合適的夾具及裝夾方法，以及對一些特殊的工藝問題的考慮（3