買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 摘要 對于機電產(chǎn)品來說，其設計、制造水平、產(chǎn)品的質(zhì)量、成本及生產(chǎn)周期是息息相關(guān)的。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展， 特別是計算機技術(shù)的突飛猛進， 人工設計、單件生產(chǎn)這些傳統(tǒng)的設計與制造方式已無法適應現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求， 采用計算機輔助設計及制造（ 稱 術(shù)已成為整個制造行業(yè)當前和將來技術(shù)發(fā)展的重點和趨勢。數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化 、集成化生產(chǎn)的基礎， 是提高產(chǎn)品質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率必不可少的手段。在數(shù)控加工過程中， 加工程序的編制是基礎性工作， 因此 術(shù)對數(shù)控加工領域來說就顯得很重要。 如三維繪圖、圖形編輯、曲面、數(shù)控加工、仿真模擬、動態(tài)顯示等。這些模塊以工程數(shù)據(jù)庫為基礎， 進行統(tǒng)一管理， 既保持了底層數(shù)據(jù)的完整性和一致性， 實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享， 又節(jié)約了系統(tǒng)資源和運行時間。 本文是關(guān)于 臺下數(shù)控加工中刀具路徑的應用研究，即在采用 術(shù)進行仿真加工時，為了完成高質(zhì) 量的型面數(shù)控加工 , 如何合理地生成控制刀具運動的加工程序。 關(guān)鍵詞：刀具路徑 數(shù)控加工 or in of a of to to of at of NC is is a to of of C C is so is in C is of -D so on a is C G in in to C, to a of 文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 錄 摘要 . 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 第一章 緒 論 . 1 . 1 . 1 . 2 速、高精加工技術(shù) . 3 軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展 . 3 能化、開放式、網(wǎng)絡化 . 3 視新技術(shù)標準、規(guī)范的建立 . 4 件在數(shù)控加工中的應用 . 5 數(shù)控加工中的基本功用。 . 5 件的優(yōu)缺點。 . 6 . 6 第二章 刀具路徑中的走刀方式和切削方向的選擇 . 8 刀方式和切削方向 . 8 . 8 具運動軌跡生成中的走刀方式和切削方向的選擇 . 8 軸半加工方式 . 8 2 三維曲面加工方式 . 9 章小結(jié) . 12 第三章 刀具 路徑在高速銑削中的應用研究 . 14 . 14 . 14 確定 . 14 . 16 . 16 的策略 . 16 . 20 速粗銑削加工淬硬鋼時刀具路徑方案的選擇 . 20 驗過程 . 21 果與討論 . 22 究結(jié)果 . 23 . 24 第四章 具路徑創(chuàng)建應用基礎 . 25 . 25 擇加工配置文件 . 25 金陵科技學院學士學位論文 新最全的優(yōu)秀畢設 資料完整 答辯通 過 . 25 . 25 作導航器 . 25 導航器視圖 . 25 . 27 . 27 . 28 . 28 . 29 . 29 . 30 . 30 . 30 . 31 . 33 . 34 . 35 第五章 減速箱部分零件刀具路徑的應用研究 . 36 . 36 . 36 . 37 . 38 . 38 . 40 . 41 . 41 切削仿真 . 41 件 . 42 . 42 . 43 . 46 . 46 . 46 . 47 . 48 . 48 件 . 49 . 49 本文總結(jié) . 49 設計總結(jié) . 錯誤 !未定義書簽。 致謝 . 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 . 51 技譯文 . 52 F . 52 現(xiàn)代制造技術(shù)及其發(fā)展 . 55 . 57 模具加工技術(shù)的最新發(fā)展 . 60 第二章 刀具路徑中的走刀方式和切削方向的選擇選擇 1 第一章 緒 論 控加工技術(shù)的定義 一般來說，計算機輔助制造 (括計算機輔助生產(chǎn)計劃、計算機輔助工藝過程設計、計算機數(shù)控編程、計算機控制加工過程等內(nèi)容而其中的數(shù)控加工編程則是計算機輔助制造 (關(guān)鍵內(nèi)容。所謂數(shù)控加工技術(shù)，主要是指用記錄在媒體上的數(shù)字信息對專用機床實施控制，使 其自動完成規(guī)定加工任務的一門編程技術(shù)。運用數(shù)控加工可以保證產(chǎn)品達到極高的加工精度和穩(wěn)定的加工質(zhì)量；操作過程可以實現(xiàn)自動化；生產(chǎn)準備周期短；可以大量節(jié)省專用工藝設備，適應產(chǎn)品快速更新?lián)Q代的需要。它與 以直接從產(chǎn)品的數(shù)字定義產(chǎn)生加工指令，從而保證零件具有精確的協(xié)調(diào)和互換性；產(chǎn)品最后用坐標測量機檢驗可以嚴格控制外形和尺寸精度。零件形狀越復雜，加工精度越高，設計更改越頻繁，生產(chǎn)批量越小，數(shù)控加工的優(yōu)越性就越容易得到發(fā)揮。例如：在卷煙機械行業(yè)新產(chǎn)品研發(fā)過程中，需要經(jīng)過無數(shù)次的設計、優(yōu)化與試制，最后才 能獲得成功，這些都離不開數(shù)控加工編程技術(shù)。數(shù)控加工編程技術(shù)在現(xiàn)代機械產(chǎn)品生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位，得到了廣泛的應用。 數(shù)控加工是依靠程序來控制數(shù)控專用機床的加工過程的，因此數(shù)控加工程序是十分重要的環(huán)節(jié)，必須認真對待。一個理想的數(shù)控加工程序不僅能保證加工出符合設計要求的合格零件，同時也可使數(shù)控機床的功能得到合理的應用和充分的發(fā)揮以及安全可靠地工作。 控加工技術(shù)的現(xiàn)狀 隨著制造業(yè)的發(fā)展，中小批量生產(chǎn)的趨勢日益增強，對數(shù)控機床的柔性和通用性提出了更高的要求，希望市場能提供不同加工需求、迅速高效、低成本地構(gòu) 筑面向用戶的控制系統(tǒng)，并大幅度地降低維護和培訓成本，同時還要求新 代數(shù)控系統(tǒng)具有方便的網(wǎng)絡功能，以適應未來車間面向任務和定單的生產(chǎn)組織和管理模式。為此，近 10 年來，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，各種不同層次的開放式數(shù)控系統(tǒng)應運而生，發(fā)展很快。目前正朝標淮化開放體系結(jié)構(gòu)的方向前進。就結(jié)構(gòu)形式而言，當今世界上的數(shù)控系統(tǒng)大致可分為如下 4種類型。 (1)傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)。例如 統(tǒng)、 統(tǒng)、 統(tǒng)等。這是一種專用的封閉體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。盡管也可以使用人機界面，但是必須使用專門的開發(fā)工具 (如 耗費較多的人力，而對它的功能擴展、改變和維修，數(shù)控加工中刀具路徑的應用研究 2 都必須求助于系統(tǒng)供應商。目前這類系統(tǒng)還是占領了制造業(yè)的大部分市場。但由于開放體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的市場正在受到挑戰(zhàn)，已逐漸減小。 (2)“ 人 構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)。如 16i 系統(tǒng)、 統(tǒng)、 60 等數(shù)控系統(tǒng)。這是由于一些數(shù)控系統(tǒng)制造商不愿放棄多年來積累的數(shù)控軟件技術(shù)，又想利用計算機豐富的軟件資源面開發(fā)的產(chǎn)品。然面，盡管它也具有一 定的開放性但由于它的 分仍然是傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)，其體系結(jié)構(gòu)還是不開放的。因此，用戶無法介入數(shù)控系統(tǒng)的核心。這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜、功能強大，但價格昂貴。 (3)“ 入 構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)。它由開放體系結(jié)構(gòu)運動控制卡 +構(gòu)成。這種運動控制卡通常選用高速 有很強的運動控制和 本身就是一個數(shù)控系統(tǒng)，可以單獨使用。它開放的函數(shù)庫供用戶在 而這種開放結(jié)構(gòu)運動控制卡被廣泛應用于制造業(yè)自動化控制各個領域。如美國 司用 軸運動控制卡構(gòu)造的 控系統(tǒng)、日本 造的 。 (4)開放式數(shù)控系統(tǒng)。這是一種最新開放體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。它提供給用戶最大的選擇和靈活性，它的 硬件部分僅是計算機與伺服驅(qū)動和外部 I/O 之間的標準化通用接口。就像計算機中可以安裝各種品牌的聲卡、戶可以在 用開放的 發(fā)所需的各種功能，構(gòu)成各種類型的高 性能數(shù)控系統(tǒng)。與前幾種數(shù)控系統(tǒng)相比， 而最有生命人。其典型產(chǎn)品有美國 國 我國的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過近明年的發(fā)展，基本上掌握了這一領域的關(guān)鍵技術(shù)，建立了數(shù)控開發(fā)生產(chǎn)基地，培養(yǎng)了一批數(shù)控人才，初步形成了自己的數(shù)控產(chǎn)業(yè)?！鞍宋濉逼陂g開發(fā)的成果華中 華 天 號 4種基本系統(tǒng)建立了具有中國自主版權(quán)的數(shù)控技術(shù)平臺。具有中國特色的經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過這些年來的發(fā)展，有了較大的改觀。產(chǎn)品的性能和可靠性有了較大的提高，它們逐漸被用戶認可在市場上站住了腳。如上海開通數(shù)控有限公司的 列數(shù)控系統(tǒng)和步進驅(qū)動系統(tǒng)、北京凱恩帝數(shù)控技術(shù)有限公司的 州數(shù)控設備廠的 些產(chǎn)品的共同特點是數(shù)控功能較齊全，價格低，可靠性較好。 控加工技術(shù)的發(fā)展趨勢 數(shù)控技術(shù)的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，對國計民生的一些重要行業(yè) (車、輕工、醫(yī)療等 )的發(fā)展起著越來越重要的作用，因 為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化第二章 刀具路徑中的走刀方式和切削方向的選擇選擇 3 已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面。 速、高精加工技術(shù) 效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為 5 大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學會 (其確定為 21 世紀的中心研究方向之一。 在轎車工業(yè)領域，年產(chǎn) 30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是 40秒輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和航天工 業(yè)領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋剛度很差，材料為鋁或鋁合金只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。 在加工精度方面，近 10年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由 10 m，精密級加工中心則從 3 m，提高到 1 m 5 m，并且超精密加工精度已開始進入納米級 (m)。 在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的 000服系統(tǒng)的 現(xiàn)出非常高的可靠性。 為了實 現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發(fā)展，應用領域進一步擴大。 軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展 采用 5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅租糙度低，面且效率也大幅度提高。一般認為， 1 臺 5 軸聯(lián)動機床的效率可以等于 2 臺 3 軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時， 5 軸聯(lián)動加工可比 3鈾聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因 5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復雜等原因，其價格要比 3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍加之編程技術(shù)難度較大，制約 了 5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。 當前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn) 5軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型 5軸聯(lián)動機床和復合加工機床 (含 5面加工機床 )的發(fā)展。 能化、開放式、網(wǎng)絡化 21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控技術(shù)系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載、 自動選定模型、自整定等；簡化編程角化操作方面的智數(shù)控加工中刀具路徑的應用研究 4 能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容，方便系統(tǒng)的診斷及維修等。 為解決傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題，目前許多國家對開放式數(shù)控技術(shù)系統(tǒng)進行研究，如美國的 歐共體的 日本的 及中國的 0。數(shù)控技術(shù)系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展的未來之路。所謂開放式數(shù)控技術(shù)系統(tǒng)就是數(shù)控技術(shù)系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象 (數(shù)控功能 )，形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌 產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。 數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年準出了相關(guān)的新概念和樣機，都反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡化方向發(fā)展的趨勢。 視新技術(shù)標準、規(guī)范的建立 1關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設計開發(fā)規(guī)范 如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應性、擴 展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃并進行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范 (研究和制定，世界 3個最大的經(jīng)濟體在短期內(nèi)進行了幾乎相同的科學計劃和規(guī)范的制定，預示了數(shù)控技術(shù)的一個新的變革時期的來臨。我國在 2000 年也開始進行本國的 2關(guān)于數(shù)控標準 數(shù)控標準是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術(shù)誕生后的 50 年間的信息交換都是基于 采用 G、 本質(zhì)特征是面向加工過程，顯然已經(jīng)越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控 技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的 其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領域產(chǎn)品信息的標準化。 出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領域的一次革命，對于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠的影響。首先， 出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中， 在新標準下， 正是數(shù)控技術(shù)開放式、網(wǎng)絡 化發(fā)展的方向。其次， 控系統(tǒng)還可大大減少加第二章 刀具路徑中的走刀方式和切削方向的選擇選擇 5 工圖紙 (約 75 )、加工程序編制時間 (約 35 )和加工時間 (約 50 )。 目前，歐美國家非常重視 研究，歐洲發(fā)起了 劃(參加這項計劃的有來自歐洲和日本的 20 個 商和學術(shù)機構(gòu)。美國的 司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機床加工信息交換的超級模型 (其目標是用統(tǒng)一的規(guī)范描述 所有加工過程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了 件在數(shù)控加工中的應用 隨著電子技術(shù)在制造業(yè)的推廣及應用 ,傳統(tǒng)機械加工方法正逐漸被先進的算機輔助設計與制造 )所取代。應用傳統(tǒng)的加工方法 ,不僅生產(chǎn)率低 ,且精度得不到保證 ,件在機械加工中的應用 ,為我們開辟了一種新的設計、加工途徑 ,并使機械制造能力上了一個新的臺階。采用這種方法不僅減少了編程人員的計算量 ,還在一定程度上提高了 產(chǎn)品的制造質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 數(shù)控加工中的基本功用。 設計制作既滿足設計使用要求又適合 秀的 統(tǒng)是一個高效的設計工具， 具有參數(shù)化設計功能， 三維實體模型與二維工程圖形能相互轉(zhuǎn)化和關(guān)聯(lián)。一個好的 件與其他 件的兼容性是非常重要的， 軟件所帶的圖形文件接口， 要能支持多種圖形文件轉(zhuǎn)換， 能從其他系統(tǒng)讀取圖形文件， 或?qū)⒈鞠到y(tǒng)的圖形文件傳送到其他系統(tǒng)。 不可分， 至比 用得更為廣泛。它能提供一種交互式編程并產(chǎn)生加工軌跡的方法， 它包括加工規(guī)劃、刀具設定、工藝參數(shù)設置等內(nèi)容。隨著對產(chǎn)品形狀、質(zhì)量要求的不斷提高， 要求工人高效地制造出高質(zhì)量以及復雜的產(chǎn)品， 術(shù)不可缺少。在實際應用中， 二者自然緊密結(jié)合， 形成 統(tǒng)。此系統(tǒng)大大縮短了產(chǎn)品的制造周期， 顯著提高了產(chǎn)品質(zhì)量， 帶來了巨大的經(jīng)濟效益。 高檔先進的 統(tǒng)提供了一定的 真功能，用于檢查刀具切削過程的正確性、檢查過切和干涉現(xiàn)象等， 但直接通過 碼來驅(qū)動仿真加工 過程的方法和軟件還很少。而在大量使用半手工數(shù)控編程的我國制造業(yè)， 采用 碼驅(qū)動仿真加工過程以檢驗 碼的正確性是迫切的。特別是如果能將仿真軟件直接嵌入到實際的加工系統(tǒng)中使其成為實際 加工的支撐環(huán)境， 將具有更為深遠的意義。數(shù)控加工過程仿真， 保證了數(shù)控編程的質(zhì)量， 減少了試切的工作量和勞動強度， 提高了編程的一次成功率， 縮短了產(chǎn)品設計和加工周期，大大提高生產(chǎn)效率， 產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟和社會效益。 一般的 統(tǒng)使用后處理程序提供用戶化的數(shù)控碼輸出， 使用戶能夠靈活數(shù)控加工中刀具路徑的應用研究 6 地使用不同的數(shù)控 裝置。提供后處理和程序， 一般包括車床、線切割、電火花機床或三維五軸數(shù)控編程的后處理程序。后處理程序能細調(diào)， 以使數(shù)控輸出符合用戶的要求； 能將 序反向處理， 顯示刀具路徑。 件的優(yōu)缺點。 國內(nèi)外大量的經(jīng)驗表明， 統(tǒng)的效益往往不是從其本身而是通過 產(chǎn)計劃與控制）系統(tǒng)體現(xiàn)出來，反過來， 統(tǒng)的支持， 花巨資引進的設備往往很難得到有效的利用。 統(tǒng)如果沒有 支持， 既得不到完整、及時和準 確的數(shù)據(jù)作為計劃的依據(jù)， 訂出的計劃也較難貫徹執(zhí)行， 所謂的生產(chǎn)計劃和控制將得不到實際效益。因此， 人們著手將 一地集成在一起， 從而消除了“自動化孤島”， 取得了最佳的效益。采用 術(shù)一是減少加工前的準備工作， 可以減少夾具的設計與制造、工件的定位與裝夾時間； 二是減少加工誤差， 可以在制造加工前進行加工路徑模擬仿真， 可以減少加工過程中的誤差和干涉檢查， 進而節(jié)約制造成本； 三是提高加工的靈活性， 配合各種多軸加工機床， 可以在同一 機床上對復雜的零件按照各種不同的程序進行加工； 四是生產(chǎn)時間容易控制， 數(shù)控加工機床按照所設計的程序進行加工， 可準確地預估加工所需的時間， 以控制零件的制造加工時間； 五是加工重復性好， 設計程序數(shù)據(jù)可以重復利用。 務的實現(xiàn)過程十分復雜， 很難確定地描述其發(fā)生的先后順序， 有時是并行甚至逆向的， 這樣必須有人的參與才能給予實現(xiàn)。實踐中工人根據(jù)圖紙要求適當修改生成的代碼。 件自動編程中， 大多數(shù)加工方式默認只能采用直接垂直向下進刀方式， 如“外形銑削”、“平面銑削”、“ 曲面精加工”等。立銑刀的端部中心部分沒有切削刃， 垂直進刀的切削能力很小， 而鍵槽銑刀是兩刃刀具， 其端部刀刃通過銑刀中心， 有垂直吃刀的能力， 但由于鍵槽銑刀只有兩條切削刃， 加工時不平穩(wěn)， 在大面積切削中的加工效率較低， 加工零件的表面粗糙度也不太理想。在加工工藝孔時， 該工藝孔的深度控制要準確。深度太淺， 在直接垂直進刀過程中很有可能使立銑刀損壞； 深度太深， 超出了工件要求加工的位置， 會導致工件過切而報廢。 件將微機與 床組成面向車間的系統(tǒng)， 將大大提高設計效率和設計質(zhì)量， 充分發(fā)揮數(shù)控機床的優(yōu)越性， 提高整體生產(chǎn)水平， 實現(xiàn)系統(tǒng)集成和設計制造一體化現(xiàn)在， 術(shù)在我國經(jīng)濟發(fā)展較為活躍的大中城市應用日益廣泛。 計前言 畢業(yè)設計是學生在走向社會之前最后的也是最重要最為全面 的一次設計，是高等院校為了培養(yǎng)工程技術(shù)人員而進行的一次大型綜合訓練。通過這次設計，可以檢驗學生綜合運用所學專業(yè)知識的能力以及獨立分析、解決問題的能力。進一步鞏固和拓寬第二章 刀具路徑中的走刀方式和切削方向的選擇選擇 7 所學知識，逐步樹立正確的設計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉并掌握設計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，為 日后更好的工作打下堅實的基礎。 由美國 稱 具有功能強大、性能穩(wěn)定以及兼容性好、交互性強等特點，近年來在我國機電產(chǎn)品輔助設計和制造領域得到廣泛應用。例如在輔助實體造型方面， 件除擁有同類軟件所具備的通用功能外，還擁有靈活的復合建模、齊備的仿真照相、細膩的動畫渲染和快速的原型工具等卓越功能，其中僅復合建模功能就可以讓用戶在實體建模、曲面建模、線框建模和基于特征的參數(shù)建模等不同輔助設計方式中任意選擇，使設計者可以根據(jù)工程設計的實際情況確定最佳建 模方式，從而得到最佳設計效果。 一、基于 在現(xiàn)代家電類產(chǎn)品和輕工類產(chǎn)品的開發(fā)過程中，不僅會有眾多的幾何實體造型建模，而且還會有大量的自由曲面造型建模。由于以變量幾何和參數(shù)設計的復合建模技術(shù)為依托， 件能充分滿足不同用戶在開發(fā)新型產(chǎn)品過程中的不同需求。尤其是 件所具有的實體建模 (特征建模 (自由曲面建模 (等功能，更使機電產(chǎn)品的造型建模變得快捷、方便和實用。由于 于 而更加便于修改和完善，這就為機電產(chǎn)品加快更新?lián)Q代的步伐提供了良好的基礎條件。 二、基于 在采用 件進行計算機輔助制造過程中， 件提供了一種通過交互式編程以產(chǎn)生精確加工軌跡的方法。借助這一方法，可以建立一種稱之為刀具位置源文件（ 刀具軌跡文件。 件的 進行圖形化的修改工作，如延伸、縮短或修剪加工軌跡等。與此同時， 終的， 置處理即可被數(shù)控機床接受并用于加工。件采用 術(shù)進行 真加工，能交互式地模擬、驗證和顯示局路徑，是一種花費少、效率高、不用機床而可進行 工試驗的方法，可免去費力耗時的樣件生產(chǎn)，縮短機床調(diào)試準備時間，并大大減少刀具磨損量補償和清理等工作。這對在復雜工件裝夾情況下進行加工來說，將大大減少撞刀、碰刀的機會，從而提高了 水平和效率。而且， 件可以很方便地對粗加工、半精加工、精加工、根切各程序中的任意一種進行簡單的編輯，此后即可完成其他的加工，由此大大 提高了 同時應看到，應用 件進行三維建模工作，不僅可以把產(chǎn)品用虛擬模型形象直觀地表現(xiàn)出來，而且還可進行各零件三維模型的虛擬裝配，以檢驗結(jié)構(gòu)的合理性以及在裝配過程中可能發(fā)生的干涉，以便及時更正或修改，避免發(fā)生設計錯誤。在計算機上進行虛擬裝配和干涉檢查，能使設計者在開發(fā)時提前發(fā)現(xiàn)在樣機試制階段中才出現(xiàn)的問題，節(jié)約了樣機試制費用，縮短了樣機試制周期，對新產(chǎn)品的開發(fā)十分有利。 數(shù)控加工中刀具路徑的應用研究 8 第二章 刀具路徑中的走刀方式和切削方向的選擇 數(shù)控加工是模具制造中的關(guān)鍵技術(shù) , 數(shù)控加工質(zhì)量的好壞直接影響模具型面 的加工質(zhì)量 , 乃至整套模具的制造質(zhì)量。為了完成高質(zhì)量的模具型面數(shù)控加工 , 必須合理地生成控制刀具運動的加工程序。 刀方式和切削方向 走刀方式是指生成刀具運動軌跡時 , 刀具運動軌跡的分布方式。切削方向是指在切削加工時刀具的運動方向。這兩個概念在數(shù)控加工中是非常重要的 ,其選擇是否合理 ,將影響零件加工精度和制造成本。選擇原則為根據(jù)被加工零件表面的幾何形狀特征 , 在保證加工精度的前提下 , 使切削加工時間盡可能短 ,且在切削加工中 ,刀具受力平穩(wěn)。 刀方式 在模具表面區(qū)域加工的刀具運動軌跡生成技術(shù)中 ,可 采用如下 3 種走刀方式。 a . 往復型走刀方式。在切削加工中順銑、逆銑交替進行 , 加工效率高 , 但加工精度相對低一些。 b. 單方向走刀方式。在切削加工中能保證順銑或逆銑一致性 ,加工精度較高 ,可按實際加工選擇順銑或逆銑進行加工。由于該走刀方式在完成一條切削軌跡后 , 附加了一條非切削運動軌跡 ,因此延長了加工時間。 c . 環(huán)切走刀方式。刀具運動軌跡是由一組封閉的曲線組成的。它主要用于封閉環(huán)狀曲面的刀具運動軌跡的生成。 具運動軌跡生成中的走刀方式和切削方向的選擇 軸半加工方式 （ 1） 輪廓加工 在編制零件輪廓粗加工程序時 , 考慮零件表面余量大 ,應采用逆銑加工方式 ,以便減少機床的振動。在編制零件輪廓精加工程序時 , 由于精加工要求保證零件的加工精度和表面粗糙度 , 應采用順銑加工方式。在編制輪廓加工程序時 , 還應注意的另一個問題是為了防止刀具直接切入工件表面 , 留下駐刀痕跡 ,影響被加工表面粗糙度 ,應在描述被加工表面的幾何元素定義中 ,在初始切入點處 ,定義一輔助圓弧段 , 這樣刀具以圓弧第二章 刀具路徑中的走刀方式和切削方向的選擇選擇 9 方向切入工件表面 ,保證了被加工表面的粗糙度。 （ 2） 溝槽加工 a . 往復型走刀方式。該加工方式在定義完加工刀具 和加工工藝參數(shù)后 , 能自動地生成行切刀具運動軌跡。為了保證溝槽立面留有少量的加工余量 , 最后刀具沿溝槽四周環(huán)切一刀 ,保證其加工精度。 b. 環(huán)切走刀方式。該加工方式在定義完加工刀具和加工工藝參數(shù)后 , 能自動地生成環(huán)切刀具運動軌跡。為保證溝槽立面的加工精度 ,在初始環(huán)切加工后 ,在溝槽立面和凸臺立面上留有少量的加工余量 , 最后刀具沿溝槽立面和凸臺立面的周圍環(huán)切一刀 , 保證其加工精度。 2 三維曲面加工方式 1單曲面加工方式 （ 1） 旋轉(zhuǎn)面 旋轉(zhuǎn)面按其形狀特征分為盤狀旋轉(zhuǎn)面和軸類旋轉(zhuǎn)面。對盤狀旋轉(zhuǎn)面加工 而言 , 不論是生成粗加工刀具運動軌跡 , 還是精加工刀具運動軌跡 , 應選 Z 坐標值較小的曲面角點為進刀點 , 選擇環(huán)切走刀方式及圓周方向為切削加工方向。其優(yōu)點是所生成的刀具運動軌跡分布整齊 , 便于鉗工修整 , 刀具受力均勻 ,排屑方便 ,切削加工時間短。刀具運動軌跡如圖 2 圖 2類旋轉(zhuǎn)面應根據(jù)粗、精加工要求生成數(shù)控加工所需刀具運動軌跡。由于在生成粗加工刀具運動軌跡時 , 考慮排屑及加工效率等因素 , 故應選擇往復型走刀方式。選軸向為切削方向 , 且刀具運動軌跡 (如圖 2是按先深后淺方式分布。精加工刀具 運動軌跡(如圖 2應選擇圓周方向為切削加工方向 ,這樣能生成均勻、整齊、便于鉗工修整的刀具運動軌跡。 數(shù)控加工中刀具路徑的應用研究 10 圖 2 圖 2 2）直紋面 對于封閉型直紋面而言 , 生成這類曲面粗、精加工刀具運動軌跡時 ,應選擇環(huán)切走刀方式及周邊為切削加工方向 , 刀具運動軌跡 (如圖 2按先深后淺順序分布 , 以使零件的加工精度、效率及刀具受力狀態(tài)都處于最佳狀態(tài)。 圖 2于非封閉直紋面 , 一般選擇往復型走刀方式 ,以減少切削加工時間 ,同時也能保證零件的加工精度。切削方向應按如下