数控加工毕业论文开题报告———数控铣床及加工中心产品设计

数控加工毕业论文开题报告———数控铣床及加工中心产品设计（通用8篇）

数控加工毕业论文开题报告———数控铣床及加工中心产品设计 篇1

1课题名称

数控铣床及加工中心产品设计

2选题理由

制造技术是各国经济竞争的重要支柱之一，经济的成功在很大程度上得益于先进的制造技术，而机床是机械制造技术重要的载体，它标志着一个国家的生产能力和技术水平。机床工业是国民经济的一个重要先行部门，担负这为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，以1994年为例，全世界基础的消费额达261.7亿美元。其中美国的消费额56亿美元、中国33.6亿美元。所以，在我国国民经济建设中，机床工业起着重要的作用。然而在机械制造业中，大批大量生产时采用专用机床、组合机床、专用自动线等并配以相应的工装，这些设备的初期投资费用大、生产准备时间长，并且不适应产品的更新换代。单件小批生产时，由于产品多变而不宜采用专用机床，特别是在国防、航空、航天和深潜的部门，其零件的精度要求非常高，几何形状也日趋复杂，且改型频繁，生产周期短，这就要求迅速适应不同零件的加工。书空机床就是在这样的背景下产生和发展起来的一种新型自动化机床，它较好的解决了小批量、品种多变化、形状复杂和精度高的零件的自动化加工问题。随着计算机技术，特别是微型计算机技术的发展及其在数控机床上的应用，机床数控技术正从普通数控向计算机数控发展。一个国家数控机床的拥有量（相对值），标志着这个国家机械制造业的现代化程度。数控铣床和加工中心因其特有的加工方式及其加工范围广在数控机床中占有重大的比例，因此研究《数控铣床及加工中心产品设计》具有重大意义。

3国内外研究现状

当今世界，工业发达国家对机床工业高度重视，竞相发展机电一体化、高质量、高精、高效、自动化先进机床，以加速工业和国民经济的发展。长期以来，欧、美、亚在国际市场上相互展开激烈竞争，已形成一条无形战线，特别是随微电子、计算机技术的进步，数控机床在20世纪80年代以后加速发展，各方用户提出更多需求，早已成为四大国际机床展上各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。中国加入WTO后，正式参与世界市场激烈竞争，今后如何加强机床工业实力、加速数控机床产业发展，实是紧迫而又艰巨的任务。数控机床出现至今的50年，随科技、特别是微电子、计算机技术的进步而不断发展。美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多的国家。例如：在19世纪初时是1mm级，到20世纪初时提高到了0.01mm级．而近30年来，普通机械加工的精度已从0.01mm提高到0.005mm级，精密加工的精度已从1um级提高到0.02um级，超精密加工的精度已从0.～0.01um级进入纳米级．在表面粗糙度方面，日本用萤光碳素泡沫抛光剂和细微SiO2粉末抛光工作，成功获得了小于0.0005um的表面粗糙度．过去们只注意表面粗糙度、波度和纹理等表面特征，忽视了表面之下0.38mm范围内的内部效应，即次表面效应对零件可靠性的影响．这方面尚需深入研究，采取相应措施，方能提高产品的质量和使用寿命及可靠性．

中国於1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。在1958～1979年间为第一阶段，从1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、终因表现欠佳，无法用於生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处於从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。

4研究内容：

1.按图纸要求制定真确的工艺方案

2.选择合理的刀具和切削工艺参数

3.编写数控加工程序

5研究方法：

首先阅读大量相关文献资料,教材及新闻背景资料,包括机械制造的原理及方法，质量管理应用,数控机床现有技术水准,国际水平探讨方面的书籍,报刊.以了解可靠性的内容,质量管理的概况和数控机床领域的基本知识体系.然后通过调研,进一步了解企业现状及需求.接下来进行分析与设计.确定数据来源的真实准确.再进行系统设计

由于现有设备所采用的是分析设计方法,因此可以首先对原有设备进行适当的测试与调试,然后使用快速原型方法来提高加工质量,等得到企业有效的反馈信息后再可以考虑用统计分析法和棕合法进行接下去的再分析,再设计

6进展按排：

1准备阶段（12月15日～12月30日）．搜集有关资料，准备参考资料

2完成开题报告及论文大纲交老师批阅（1月1日～1月15日）

3依据论文大纲完成论文一稿交老师批阅（1月16日～3月10日）

4完成论文二稿交老师批阅（3月11日～4月10日）

5完成三稿（4月11日～4月30日）

6完成相关论文简介、答辩提纲，准备答辩阶段（5月1日～5月10日）

7毕业设计答辩阶段（5月中旬）

7主要参考资料：

1周昌治，杨忠鉴，赵之渊，陈广凌，机械制造工艺学，重庆大学出版社出版，2006年12月第6次印刷，2张丽华，马立克，数控编程与加工技术，大连理工大学出版社，2006年7月第2版

4.杨建明，数控加工工艺与编程，北京理工大学出版社，2007年4月第3次印刷

5.吕天玉，宫波，公差配合与测量技术，大连理工大学出版社，2006年7月第3次印刷

6.高波，机械制造基础，大连理工大学出版社，2006年8月第1次印刷

7.黄鹤汀，王芙蓉，金属切削机床（上册），机械工业出版社，2006年7月第1版?第10次印刷

8成果形式:

以论文的形式完成

数控加工毕业论文开题报告———数控铣床及加工中心产品设计 篇2

在现代机械制造技术中, 数控加工是高精度高质量零部件加工的必要条件, 尤其是高精尖的零部件加工中, 精密的数控加工机床和数控加工技术具有不可替代的作用。

随着制造业信息化技术的发展, 各类服务逐渐向网络上迁移, 使机械制造更加迅速、更加便捷、更加高效、更加智能。目前, 各类的云服务风起云涌, 各行各业都在把企业服务向云服务转移, 云服务将会把所有服务一网打尽, 这个理念也将被越来越多的制造企业所接受。

数控加工云服务借鉴现有的云计算技术和既有的先进机械制造技术, 将机械制造向面向服务所转变, 大幅提高企业资源共享的力度和快速机械制造的效能。数控加工云服务远比云计算更加复杂, 云计算技术仅仅是云服务中的一部分, 云服务平台的设计、开发、部署、应用是一项机械制造领域中的系统工程。

本文针对云服务的技术潮流, 提出数控加工云服务平台, 本平台主要包括机床数据服务、刀具选取及参数服务、工艺设计技术服务、数控加工加工策略服务和制造设计能力提升服务等5部分, 来为数控加工设计人员服务, 大幅提高数控加工的效率和质量, 进而提高企业的竞争力[1]。

1 数控加工云服务介绍

数控加工技术是利用数控机床实现零部件加工的加工制造技术。根据云服务的原理, 直接把数控加工的相关的硬件资源、软件资源、以及相应的数控设计人员设计思想等放入到云服务平台中, 就可以提供数控加工的云服务。数控加工云服务平台可以为机械制造的全生命周期提供各类数控加工相关的便捷服务。云服务平台为整体的服务提供整体规划设计, 并且建立服务平台的服务运营模式, 来为数控加工提供必要的支撑和服务[[22]。

2 数控加工云服务平台设计

数控加工云服务平台主要包括5部分:机床数据服务、刀具选取及参数服务、工艺设计技术服务、数控加工加工策略服务和制造设计能力提升服务等, 如图1。

数控机床服务主要是提供相关数控机床工艺、工装设计、操作指导等信息。对于高精尖的数控机床, 里面的服务系统非常复杂, 没有经过完备的培训设计员是不能马上上手工作的, 数控机床代表的制造能力、制造工艺、先进的制造理念和复杂的制造算法, 必须通过相应的培训来解决, 而现在只需通过云服务平台的数控机床服务子系统就可以解决, 节省了大量的人力物力成本, 为企业带来良好的经济效益。

刀具服务主要是为数控加工设计人员提供必要的刀具选择、刀具参数制定、刀具模板的选择等提供服务。不同的机械加工需求、不同的机械制造材料、不同的制造零件类型以及不同的数控加工工艺都对刀具的选取及参数设计有要求, 以往大多根据设计人员的经验来制定, 非常不科学, 而且严重依赖人的因素, 导致企业的快速复制和快速传递技能受限, 远远跟不上机械设计技术更新的速度, 而现在通过数控加工服务平台, 标准化的刀具材料、几何尺寸和刀具切削参数都在系统中, 设计人员只需简单点击就可以直接调用, 方便快捷高效, 而且数控加工质量高, 不容易出错, 减少人的参与度, 提高数控加工智能化程度。

工艺设计服务主要是不同的工艺设计、不同的工艺参数全部集成到云服务平台中。针对不同的数控机床、不同的零部件、不同的刀具、不同的机械制造材料等云服务平台中都有特定的工艺设计指导, 以及详细的工艺设计模板, 直接调用, 迅速提高了工艺设计的水平和效率, 而且降低人为出错的概率。

数控加工加工策略服务主要是数控加工策略模型选取、数控加工切削参数设置、走刀路线匹配问题、工序步骤设计等方面的服务。数控加工策略是数控加工中最为核心的部分, 直接决定着数控加工零部件的质量。通过数控加工策略服务平台, 数控设计人员可以直接调用服务平台上的丰富的针对不同加工组件、不同原材料、不同类型零部件、不同加工工艺所对应的特定的加工策略, 快速部署数控程序, 使得零部件快速成型, 提高数控加工的质量和效率, 提高企业的核心竞争力。

制造能力服务主要是工艺规划能力、数控机床编程能力、机床实际操作能力、工装设计能力和制造系统管理能力等服务提供。工装设计部门、数控加工部门以及企业其它机械制造相关部门员工都可以根据系统所分配的权限直接在云服务平台上进行个人制造能力提升, 云服务平台上海量的制造能力提升服务资料, 完全满足不同类型机械设计人员和机床操作人员等的能力提升需求, 大幅降低企业为员工培训提高所付出的成本, 同时通过员工主动性的在云服务平台上的学习, 快递提高员工相关专业技能, 为企业储备大量专业数控加工技能的人才, 提高企业在市场中的竞争力[3]。

3 结语

在现代化的机械制造中, 数控加工已是决定零部件质量和精度的最为核心的因素。如何提高数控加工的质量, 是机械设计人员和企业管理者首要考虑的问题。本文针对这个问题, 提出把数控加工中的5大方面集成到云服务平台上, 通过云服务平台的设计和应用, 来提高数控加工的质量和效率, 根据实际云服务平台的部署, 对零部件的加工质量和效率效果明显, 对员工的专业技能提升效果非常明显。

参考文献

[1]张霖.云制造及相关先进制造模式分析[J].计算机集成制造系统, 2011 (3) :31-32.

[2]黄刚.基于数据云与应用云分离模式的制造资源云定位服务平台[J].计算机集成制造系统, 2011 (3) :26-28.

数控加工毕业论文开题报告———数控铣床及加工中心产品设计 篇3

开题报告

班级（学号）： 机0303-38 姓名：刘小川

指导老师： 孙江宏

一、综述

随着数控加工技术的迅速发展，设备类型的增多，零件品种的增加以及形状的日益复杂，迫切需要速度快、精度高的编程，以便于直观检查。为了弥补手工编程和NC语言编程的不足，近年来开发出多种自动编程系统，如图形交互式编程系统、数字化自动编程系统、会话型自动编程系统、语音数控编程系统等，其中图形交互式编程系统的应用越来越广泛。图形交互式编程系统是以计算机辅助设计（CAD）软件为基础，首先形成零件的图形文件，然后在调用数控编程模块，自动编制加工程序，同时可动态显示刀具的加工轨迹。其特点是速度快、精度高、直观性好、使用简便，已成为国内外先进的CAD/CAM(computer Aided Manufacturing)软件所采用的数控编程方法。目前常用的图形交互式软件有MsterCAM, NC3APS M, HZAPTⅡ, MAPT，EdgeCAM等。

在图形交互式编程系统中，零件CAD模型可分为线框模型、曲面模型和实体模型。这三种模型以不同的角度来描述一个物体。

1.线框模型

线框模型用来描述三维对象的轮廓，主要由点、直线、曲面等组成，不具有面和体的特征，不能进行消隐、渲染等操作，也不能直接产生刀具路径。

2.曲面模型

在曲面造型中，利用已有的线框模型，通过不同的熔接转换可以创建不同类型的曲面模型。这些曲面包括：举升曲面（Loft）、昆氏曲面（Coons）、直纹曲面（Ruled）、旋转曲面（Revolve）、扫描曲面（Sweep）和牵引曲面（Draft）。曲面模型表示工件曲面的真是形状，具有立体感。能在曲面模型上进行编辑和着色，可以直接产生刀具路径来加工曲面。

3.实体模型

实体模型是一个单个图案，不管多么复杂，还是一个图素，是一个整体。在实体造型中，可通过对绘制的曲线串联进行挤出操作、旋转操作、扫描操作或拉伸操作来创建实体模型。

三维模型的三种表现形式如图1所示。

c)实体模型 a)线框模型

b)曲面模型

图1 三维模型的三种表现形式

其中，适用于数控编程的主要有曲面模型和实体模型，其中以曲面模型在目前的数控编程中应用较为广泛。图形交互式编程系统的主要特点是零件的几何形状可在零件设计阶段采用CAD/CAM集成系统的几何设计模块在图形交互式下进行定义、显示和修改，最终得到零件的几何模型（可以是表面模型，也可是实体模型）。以实体模型为基础的数控编程方法比以表面模型为基础的数控编程方法较为复杂，基于后者的数控编程系统一般只用于数控编程，就是说，其零件的设计功能（或几何造型功能）是专为数控编程服务的，针对性强，也容易使用。前者则不同，其实体一般都不是专为数控编程服务的，甚至不是为数控编程而设计的，为了用于数控编程往往需要对实体模型进行可加工性分析，识别加工特征（加工表面或加工区域），并对加工特征进行加工工艺规划，最后才进行数控编程，其中每一步都很复杂，需要在人工交互方式下进行。

然而实体模型能够完整且无二意性地表示实体。依靠计算机实体模型中完整的几何与拓扑信息，可以顺利完成从消隐、剖切、有限元网格划分、NC刀具轨迹生成到计算实体体积、重量、重心、惯性矩等质量特性等问题，具有实际意义。从产品设计、分析测试、图样生成到产品加工等等，实体模型已经成为CAD/CAM/CAE/CIMS的基础。而且由于着色、光照及纹理处理等技术的运用，使物体的可视性更为出色。此外，运用提示模型进行加工，可通过自动查找加工特征、自动设置加工参数等功能，大大减少了编程的操作过程。

实体模型是几何造型的高级模型，它可提供三维形体的最完整的几何和拓扑信息。从技术发展的趋势看，它在 CAD/CAM中的重要性将越来越大。在计算机集成制造的环境下，需要将产品的有关设计制造管理信息尽量完整地包含在数字化定义中，以便提高生产过程中各个环节的自动化和智能化处理水平。使用实体模型将有助于推动设计工作中自动推理机制的运用，提高成组技术的应用水平，实现数控加工刀具轨迹的自动生成和校验加工过程的动态仿真和干涉检查，因此有着广阔的发展和应用前景。

随着数控技术的进步，数控加工正朝着自动化和智能化的方向发展。而零件模型的造型方式对数控加工造成了很大的影响。虽然自20世纪60年代末期各国研究工作者为建立实体模型进行了长期深入的理论研究和试验探索，但很少有文章探讨零件模型建模方式对数控加工影响。本课题将对三维模型的三种表现形式进行分析，并预测哪种建模形式将是未来数控加工的方向。

二、研究内容

主要研究方向：主要研究线框模型、曲面模型和实体模型这三类数学模型在数控加工当中的应用，以及对刀具加工路径、加工精度、加工效率等方面的影响。主要设计任务是复杂零件的设计和夹具设计，并对夹具的传动和动力进行计算。

本次研究由北京第一机床厂提供数控加工设备，该加工中心如图2所示。要求了解该加工中心的工作原理及其加工特点，并在此机床上对研究的理论进行验证。

图2 CHA6130数控加工中心

本次课题主要研究内容有：

1.分别建立典型的线框模型、曲面模型和实体模型，辨别其不同。

2.分别利用三种模型，完成一个零件的设计到加工过程，分析不同类别的模型对数控加工的影响。

3.在EDGECAM软件中完成一个实体模型的加工编程过程。4.对未来的STEP-NC前景进行适当的探索研究。

5.部分解决当前工厂中所遇到的复杂模型的建模问题，并在实验台上完成实际加工，并对仿真过程与加工过程进行比较。

三、实现方法及预期目标

本次研究主要利用数控机床插补原理以及刀具轨迹的计算方法，辨别并研究这三种三维模型的特点及其对数控加工的影响，并在CXHA6130加工中心中进行验证。

为了实现本次研究的所有目标，重点需要完成如下任务：（1）三维模型的表现形式及其来源；

（2）找到合适的刀具轨迹算法，计算和分析不同类型的模型对数控加工的影响；（3）三维实体模型对数控加工的影响，并与其他形式三维模型进行比较；（4）接合前面做出的理论研究，对未来STEP-NC前景进行适当的探索研究；

（5）运用前面做出的理论研究，部分解决工厂中所遇到的复杂模型的建模和加工问题； 针对上述问题，提出如下解决方案：

（1）在建模软件中建立复杂零件的线框模型、曲面模型和实体模型，要求其复杂程度能满足理论研究的要求；观察不同类型的模型之间的差别，并重理论上分析它们的特点。

（2）结合数控机床插补原理，利用多轴数控加工刀具轨迹生成方法计算出不同类型模型中的刀具轨迹。辨别和分析这些刀具轨迹的区别，并且与实际机床相结合，分析对数控加工过程中的对加工精度、加工效率等方面的影响，以及各种数学模型适合于何种加工环境。这部分是该研究的核心部分。

（3）在EDGECAM中对该零件的三种模型进行加工，注意其加工参数设置的差异以及加工方式是否有差别。尝试用不同的方法进行加工，观察刀具路径的细微变化，比较找出最优的刀具路径。

（4）STEP-NC的基本原理是基于制造特征进行编程，而不是直接对刀具运动进行编程。基于这个原理，采用STEP-NC的方式更有利于本次研究。此外STEP-NC对数控编程接口以及加工方式都产生了极大的变革，是未来数控系统的发展趋势。因此在这里很有必要对对对未来STEP-NC前景进行适当的探索研究。

（5）解决当前工厂中所遇到的复杂模型的建模问题，并运用前面做出的理论研究优化刀具路径，在试验台上完成实际加工，验证前面得出的理论是否正确。同时对仿真过程与加工过程进行比较，观察二者之间是否存在差异，并分析原因。

此外，本课题还包含夹具的设计任务，设计指导思想是：结构简单，加紧力能满足加工时的要求，与机床的配合简单合理，装夹过程简单易操作。夹具设计重点应考虑机床干涉问题，在设计夹具时应同机床一起进行三维干涉检查，以保证并联机床在工作空间内安全操作。

四、对进度的具体安排

3月1日－26日完成调查研究和开题报告。

3月26日－4月20日完成夹具的设计、复杂零件的三种形式建模。4月20日－4月25日审查图纸。

4月25日－5月15日完成零件的加工编程，仿真校验，G代码的后处理，在工作台上进行实际加工。5月15日－6月10写毕业论文。

五、参考文献

1.王润孝，秦显生编著.机床数控原理与系统[M].西安：西北工业大学出版社，1997 2.刘雄伟 等编著.数控加工理论与编程技术[M].北京：机械工业出版社，2001 3.庄海军等.一种基于实体模型的三轴数控加工刀轨生成算法[J].南京航空航天大学学 报.2002, 34(4):332-335 4.郭朝勇，黄海英.自由曲面数控加工刀具轨迹曲线的一种生成算法[J].现代制造工程.2005（1）：39-40 5.曹炜，曾忠，李合生.快速成形技术及其发展趋势[J].机械设计与制造.2006（5）：104-106 6.杜文杰.管联结密封垫圈三种建模方法[J].机械设计与制造.2006（1）：53-54 7.王文中，杨君顺.快速成型制造技术的逆运算[J].机械设计与制造.2006(1):113-114 8.黄建波，李凤学，黄海英.面向制造的产品三维建模特征规划研究[J].现代制造工程.2005(1):32-34 9.周济，周艳红编著.数控加工技术[M].北京：国防工业出版社，2002 10.李业农.数控机床及其应用[M].北京：国防工业出版社，2006

指导教师：

督导教师：

领导小组审查意见：

审查人签字：

大学生活动中心毕业设计开题报告 篇4

毕业设计开题报告

题 目 名 称 ****大学大学生活动中心建筑设计 系

部 建筑与设计系 专 业 班 级 ***** 学 生 姓 名 ** 指 导 教 师 *** 开题报告日期 2016.11.20

**大学大学生活动中心建筑设计

学

生： 指导教师：

一．题目来源

本题目来源于社会实践。

二．课题设计背景与目的

走进一个大学校园，浓厚的人文气息和优美的校园景色，是大学校园带给我们最初步的印象。今天，一个在校园里有两三外的在校生是司空见惯的事情，为这些大学学生提供一个适合开展素质教育和校园文化的活动基地，满足学生的第二课堂活动场所的需要，已经成为大学校园建筑设计的一个重要目标。高校学生活动中心是作为丰富大学生的课余生活的主要载体和反映校园人文精神的主要场所，创造一个独特的校园以外的教育氛围，在不知不觉中提高学生质量交流活动，提高校园生活品质和校园生活的丰富。

要建设一个独特的校园建筑，校园建筑的整体规划应体现凝聚力。如何提高校园建筑的凝聚力？学生和教师彼此之间的交流和共同进步，将高校内的各个建筑紧密的联系在一起。在高校的建筑设计过程中，我们需要创造一个供众多大学生交流的平台，这就与建筑的开放性有着紧密的关系了。因此在建设校园建筑的过程中，建筑空间的开放性是很重要的一点，但是在注重建筑开放性的同时，功能的合理性也是同样重要的。

三．阅读的主要参考文献及资料名称

[1]赵锦斋, 周桂萍.高等学校建筑的开放性——对哈尔滨大学大学生活动中心建筑设计的开放性探讨[J].黑龙江水利科技, 2009, 37(2):12-14.[2]张念丽.大学生活动中心交往空间设计研究[D].山东建筑大学, 2014.[3]建筑资料集委员会编。建筑设计资料集（1～10集）。北京：中国建筑工业出版社，1994 [4]胡仁禄。休闲娱乐建筑设计。北京：中国建筑工业出版社，2001 [5][美]约翰·O·西蒙兹。景观设计学——场地规划与设计手册。北京：中国建筑工业出版社，2000 [6] 全国高等学校建筑学专业指导委员会编，全国大学生建筑设计竞赛获奖方案集（1993～1997）。北京：中国建筑工业出版社，1998 [7]《文化馆建筑设计规范》、《文化馆建筑设计方案图集》

[8]尹冰.高校学生活动中心的复合化设计——浅析宁夏大学“大学生活动中心”设计[J].宁夏工程技术, 2006, 5(4):392-394.[9] 郑佳梦, 彭会会.基于促进大学生活动为理念的学生活动中心改造设计--以沈阳建筑大学大学生活动中心为例[J].建材与装饰, 2016(29).[10]阮腾.浅析荆楚文化的内涵和价值[J].小作家选刊:教7:交流(上旬),2012,(4):101 [11][丹麦]扬·盖尔，交往与空间。何人可译。北京：中国建筑工业出版社，1992 [12]大学校园规划的整体设计。

[13]罗马多·吉欧格拉，世界建筑No.35。庄展华译。台北：胡氏图书出版社，1983 [14]胡银根，重视大学建筑文化的民族性。2006-6-12.[15] 张珊珊，梅洪元。校园建筑[M]。哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，2004

四．国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向

在过去，学生活动中心仅仅作为学生进行文化和体育活动的活动用房，随着中国教育的优化和观念的改变，现在已经逐渐转变为校园中很重要的一处校园建筑了，更是一种代表校园精神的一个标志。学生活动中心的内容和用途也有了很大的改变，改变了过去一味只是为了学习的单调的校园生活，已成为大学生的“第二课堂”，集合了文化学习、校园沟通、生活服务等功能于一体。该项建筑在建设过程中最为重要的是为了满足在校大学生的需求，考虑他们的心理特点和行为习惯，了解他们在空间上的各种活动的需求。作为一幢高校建筑，行为模式的层次的多样化，这为活动中心的功能分区上提出了更为多样化和复杂的要求。每一个成功的设计更要是实用的设计，要经过实践检验，要在实践层面得到每一个在校大学生的认可，大学生作为活动中心的主要使用对象，是否真正满足他们的需求是这个项目是否成功的关键。最后，设计活动中心需要具有前瞻性，在满足了学生对这些基本空间的要求的前提下，同时也应该考虑未来高等教育发展所带来的新的需求，以保持长期的生命力，不至于在短时间内失去价值。

大学生活动中心不同于校园建筑中其他建筑，它是学生们进行学习、活动以及产生灵感的场所，孕育出不一样的诗意，是学生创意的家园。然而，一个校园建筑要想吸引众多的在校生聚集在此地并不是一件容易的事情，我曾在书上看到美国学者理查德·弗罗里达（Richard Florida）在其《创意新贵》中的观点：“创意人不会只在有工作的地方聚集，他们聚集在创意的中心，或他们喜欢生活的地方。”所以，根据一项关于在校大学生对于新的大学生活动中心的建设所提出的自己的一系列看法，空间上的新颖、尺度上的开放性、交流的氛围、大量的资源信息是一个场所吸引当代大学生的重要条件。

五．主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路

5.1 主要研究内容

研究对象：高校建筑 在校大学生 交通 空间

高校周边建筑及环境 本系统主要研究内容包括：

研究范围：国内外各大高校内的活动中心。

5.2 案例分析

1.武汉大学大学生科技活动中心

设计原则： 为培养学生的创造力、创新能力、实践能力和创业意识而搭建一个现代化自主学习和创新实验的平台。

整体规划：整个项目的用地是呈北宽南窄的，位于南端的是保留但是进行改造了的仓库。在总体布局方式上采用了院落式的组合方式，位于北面的是入口小广场，与西北向的世纪广场形成相呼应的关系。西面在校园步行道的一侧形成了一片富有韵律感的界面。将基地内的原仓库和院落的植被部分都予以了保留，对原本的老旧的仓库进行了新的改造。在新建部分，为了保证新建部分的建筑尺度与改造的旧建筑的协调性，所以设计了一个较大的院落，增强了建筑内部的空间感和趣味性。同时，为不使这种院落式的格局过于封闭，在整个建筑的北、东、西3个方向都分别设置了出入口，将整个建筑与校园的道路交通系统联系了起来。在建筑的西边是一条供人们休闲娱乐的街道，人流量较大，因此可以通过西侧的校园步行道将人流吸引到建筑里来。

鸟瞰图卫星图

2.英国考文垂大学学生活动中心

考文垂大学大学生活动中心是一座被BREEAM（Building Research Establishment Environmental Assessment Method世界上第一个也是全球最广泛使用的绿色建筑评估方法）评分为“杰出” 的建筑，该项目是由英国霍金斯布朗建筑事务所所设计的，它也是校园建筑中可持续性的典范。这个项目不仅有对环境的可持续性的表现，同时还有关注对社会的可持续性的考虑。

整个建筑的总体规划，在以加强现有建筑以及创造南北向流线的前提下，创造了良好的公共环境。在确定了户外环境的规模和方向后，活动中心沿步行街布局了一系列的商铺，这些商铺的布置将为街道注入活力，增加公共空间的人流量，同时将大量的人流吸引到活动中心。南端的L形的建筑较高的体块中，布置的是就业辅导中心、健康中心、信仰中心和书店，和街对面的大体量的建筑形成相呼应。

体块 商铺外观

5.3需重点研究的关键问题

体现人文精神和荆楚特色，开放空间以及功能空间与其他空间交流。作为校园建筑，主要使用人群是在校大学生，基地用地较为宽松，要把荆州古城的文化特色，校园的文化内涵，高校建筑的现代感又不失实用性的功能有机结合在一起，增进功能空间的实用性和休闲空间的开放性彼此之间的联系，还需要重点把握。

5.4 解决思路

① 资料收集与分析：以高校建筑为核心，通过查阅馆藏图书、网络查询等方法收集相关资料，站在更高的角度宏观把握设计动态，全面了解国内外学生活动中心的研究现状。

② 多学科融合研究：除了上述相关学科的理论支持之外，对于公共空间的研究也涵盖了诸如心理学、建筑行为学、环境心理学等多学科内容。公共空间的研究应运用多学科交叉融合的方式，求同存异，找到有助于本文研究的可以借鉴的内容。

③理论与实际的结合：能较为完整的总结出一套关于国内外关于大学生活动中心的设计理论，由外到内，由表及里，学习和借鉴国外先进理论经验，并结合我国实际国情，营造更具商业吸引力，更富空

间活力的高校建筑。

④紧密结合基地环境：考虑基地所在地的气候特征，处理好校园环境和建筑的关系，处理好室内外的环境，不要让其与周边建筑格格不入。同时要考虑高校文化建筑的特点，体现大学生的精神风貌。⑤功能布置合理：室内外空间组织合理、交通流线通畅，满足人的基本行为要求。

六．成果形式

设计（论文）成果要求：

（包括外文翻译、开题报告、设计或论文正文的数量和质量等要求等）

1、开题报告：

2、说明书：

课题方案设计说明书

3、图

纸：A1图纸打印，方案设计深度表达。

4、其

他：展板A1 #2张 / 人

七．工作的主要阶段、进度与时间安排

八．指导老师审核意见

签

数控加工毕业论文开题报告———数控铣床及加工中心产品设计 篇5

实验项目数控铣床、加工中心认识实验

班级学号姓名

周次同组者成绩

一、实验目的与要求

（1）能够区分数控铣床、加工中心与普通铣床的结构差异

（2）掌握数控铣床主传动结构

（3）熟悉斗笠式刀库五机械手换刀装置的换刀过程

二、实训设备

1.FANUC数控铣床GSM6450

2.HASS 加工中心 VF

3三、实验报告

1、简述数控铣床、加工中心的组成及个部分的作用。

一．数控铣床是由1.控制介质、2.输入装置、3.数控装置、4.辅助控制装置、5.检测装置、6.机床本体组成。

1.作用：储存加工程序。2.作用：将控制介质上的数控代码传递并存入数控系统内。3.作用：从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。4.作用：接受数控装置输出的开关量指令信号，经过编译、逻辑判别和运算，再经功率放大后驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。5.作用：将数控机床各坐标的实际位移量检测出来，经反馈系统输入到机床的数控装置中。6.作用：自动完成各种切削加工。

二．加工中心由1.基础部件、2.主轴组件、3.控制系统、4.伺服系统、5.自动换刀装置、6.自动托盘更换系统、7.辅助系统组成。

1.作用：承受加工中心的静载荷以及在加工时的切削载荷。2.作用：切削加工的功率输出部件。3.作用：加工中心执行顺序控制动作和完成加工过程中的控制中心。4.作用：把来自数控装置的信号转换为机床移动部件的运动。5.作用：当换刀时，根据数控系统指令，由机械手将刀具从刀库取出装入主轴中。7.作用：对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起到保障作用。

2、简述数控铣床、加工中心分类及其应用特点

铣床根据主轴的布局分为立式数控铣床、卧式数控铣床、立卧两用式数控铣床。主要用于加工平面和曲面轮廓的零件，还可以加工复杂型面的零件，同时也可以对零件进行钻、扩、铰、唿和镗孔的加工。

加工中心可分为：车削加工中心、钻削加工中心、镗铣加工中心、磨削加工中心和电火花加工中心等。

3、简述加工中心斗笠无机械手换刀装置的换刀过程

一般把刀库放在主轴箱可以运动到的位置，或整个刀库、某一刀位能移动到主轴箱可以到达的位置。同时刀库中刀具的存放方向一般与主轴箱的装刀方向一致。换刀时，由主轴和刀库的相对运动进行换刀动作，利用主轴取走或放回刀具。

4、实验小结

数控加工毕业论文开题报告———数控铣床及加工中心产品设计 篇6

数控加工夹具作为现代制造系统中的一个重要的组成部分,对零件的加工质量、生产率和产品成本有着直接的影响。花费在夹具设计和制造的时间在整个生产周期中占有较大的比重。因此,如何缩短夹具设计的周期、提高夹具设计的可靠性、增加夹具的柔性是现代制造中的一个重要课题。作为最常用的工艺装备,数控机床夹具还必须适应数控机床的高精度、高效率、多方向同时加工、数字程序控制及单件小批生产的特点。本文探讨了数控加工夹具设计的特点、方法技巧以及加工质量分析,并建立数学模型。

1 数控加工夹具设计

1.1 数控加工夹具的特点

与普通机床的夹具相比,数控加工工夹具设计有它本身的特点:

1)数控加工的夹具应具有柔性,经过适当调整即可夹持多种形状和尺寸的工件夹具,以满足多品种、中小批量生产。

2)适应数控多方面加工,要避免夹具结构包括夹具上的组件对刀具运动轨迹的干涉[1],夹具结构不要妨碍刀具对工件各部位的多面加工。减少刀具干涉。

3)夹具本身应有足够的刚度,以适应大切削用量切削。满足在工件的一次装夹中既要进行切削力很大的粗加工,又要进行达到工件最终精度要求的精加工,因此夹具的刚度和夹紧力都要满足大切削力的要求。

4)装夹方便,结构力求简单,并便于在机床工作台上装夹。

1.2 数控加工夹具的设计过程

夹具设计过程包括信息输入、设计中的决策、夹具设计校验和夹具设计结果的输出等。信息输入就是输入零件工序加工信息、工艺规划信息等;设计决策是指通过对信息分析,决策出定位/夹紧方案、夹具其它结构,并完成装配图及零件的三维建模;设计校验则是对夹具结构进行加工精度分析、夹紧力校核等;最后输出夹具装配图、零件图及相关工艺文件等设计结果。

数控加工夹具主要由定位装置、夹紧装置、夹具体三部分组成。在设计过程中,应用UG软件进行夹具实体建模会使整个设计工作变得简单,又因为UG软件具有强大的参数化功能,有利于夹具的设计修改。

下面以泵体孔系加工的夹具设计为例,分析其设计的方法。本工序中,主要技术要求为平面、孔系精度及平面与孔系之间的位置精度(图1)。全部加工均在数控铣床上完成。

1.2.1 定位装置的设计

定位装置是夹具的重要组成部分。设计中,首先根据零件的工序要求,遵循六点定位原理,分析零件所需限制的自由度。并根据工序要求中确定的定位基准选择相应的定位元件。使定位元件所限制的自由度与工序要求相符合。最后采用UG的装配模块对定位装置进行实体建模设计,完成定位装置的结构设计。

对于一些批量较大的面孔系类零件的加工,如箱体类、汽车发动机的一些附件,常采用一面两销定位夹具[2]。经分析,本实例零件采用完全定位方式,限制六个自由度。由于定位基准为泵体底面及其两对角孔,故采用一面两销定位。建模时以泵体零件作为装配基础件,在装配模块中创建定位元件,完成定位装置的设计。其中,定位元件可以在装配模块中创建,或者事先创建好夹具元件库,直接调用即可。

1.2.2 夹紧装置的设计

在设计装置之前,首先要计算加工时的切削力,然后对零件进行受力分析,确定夹紧方案及相应的夹紧元件。应用UG建模时,由于夹紧装置相对复杂,可以在建模模块中创建各夹紧元件,然后再通过装配模块将夹紧元件装配到夹具装配图中。设计过程中,应注意在确定夹紧元件的尺寸及位置时,不能与本道工序各表面加工时所使用的刀具干涉。本夹具采用螺旋夹紧,并使一个辅助支承以增加其安装刚性定位夹紧方案如图2所示。

1.3 其他装置的设计

传统的专用夹具具有定位、夹紧、导向和对刀四种功能,而数控机床上一般都配备有接触试测头、刀具预调仪及对刀部件等设备,可以由机床解决对刀问题。数控机床上由程序控制的准确的定位精度,可实现夹具中的刀具导向功能。因此数控加工中的夹具一般不需要导向和对刀功能,只要求具有定位和夹紧功能,就能满足使用要求,这样可简化夹具的结构。

本夹具的特点是:具备数控加工夹具的特点。具有较好的柔性,可以通过更换或调整定位元件和夹紧元件,可以加工结构相似、尺寸在一定范围之内的泵体零件。

1.4 数控加工夹具的加工精度分析

机械加工精度是评价机械加工装备性能优劣的重要指标之一[3]。夹具总体结构设计完成后,应进行性能评价。加工精度的分析是夹具保证零件加工精度的前提。

夹具对零件加工误差ΔK的影响主要以下三项误差:工件的定位误差ΔD、与夹具在机床上安装有关的误差∆T、与加工过程中各种艺因素有关的加工误差∆G。为了保证工件的加工精度,上述误差应满足不等式:

式子中,产生∆T的主要因素有夹具安装表面和机床工作台的制造误差与连接误差。∆G与夹具结构及设计无直接关系,可根据加工方法在相应手册中查找。∆D是夹具最重要的性能指标,它等于定位基准位移误差ΔB与基准不重合误差∆Y的矢量和:

采用基准重合时,∆B=0。设加工表面某点(x,y,z),由于基准位移产生偏移后的坐标值为(x’,y’,z’),则沿直角坐标系3个坐标方向的定位误差分别用

∆x0=x’-x、∆y0=y’-y、∆z0=z’-z表示,此时,用定位误差表达式为:

上式中,矩阵RL是通用定位误差矩阵,可用以计算工件加工表面上任一点的定位误差,它是空间误差的矢量和[4]。

在实际生产中,多数情况下,只计算工序尺寸的定位误差。只有在计算形位误差时,才需要作矩阵计算。

本例中,泵体零件主要的技术要求为孔径精度、孔距精度。而这些误差均由数控机床保证,故定位误差与调整误差均对主要技术要求影响可忽略。

2 数控加工夹具的有限元分析

夹具除了包括有足够高的定位精度外,还应该保证夹紧可靠及加工的稳定性。因此,根据加工条件对工件或相关的夹紧元件进行有限元分析,可以分析工件加工中变形情况及夹具刚度。

进入UG的高级仿真模块,首先对零件进行优化处理,并赋予零件一定的材料,采用3D四体网格(10节点)对其进行三维网格划分如图3所示。选择零件的定位基准作为固定约束,并根据零件的受力情况添加载荷如图4所示。

完成有限元模型的建立后,采用UG的求解模块进行求解。最后利用UG的后处理模块查看零件的变形结果。一般是通过后处理视图观察零件的变形情况、最大变形量、最大应变、应力等。也可以通过后处理中的动画操作模拟零件的不同变形过程。同理,其它夹紧件也可以通过相同的方法得到其变形的结果。从而判断夹紧机构的夹紧可靠性。

3 夹具设计的干涉检查

切削刀具与夹具组件之间不发生干涉以及各夹具组件之间没有干涉是夹具设计的一项主要要求。夹具总体建模设计完成后应该进行干涉检查。常用的干涉检查方法有三种:观察法、夹具的装配仿真及加工仿真。观察法就是利用设计者的经验,通过对夹具总体模型进行观察与分析,判断夹具是否存在干涉的可能。装配仿真则是利用UG的装配和运动仿真模块,制作夹具的装配过程,以判断元件之间是否干涉,特别是工件的装夹过程是否干涉。加工仿真则是利用UG的加工模块设计其加工路径,并进行加工模拟,以判断刀具与夹具之间是否干涉。

4 结论

应用UG软件进行的数控夹具设计及有限元分析的全过程,找到了应用UG的建模模块进行夹具设计的方法及技巧。同时,通过UG的装配模块、运动仿真模块及结构分析模块,对夹具进行可行性分析,为夹具的制造加工提供可靠的数据。对企业快速有效地缩短数控机床夹具设计周期、提高企业的产品设计质量与制造效率起到了推动作用。相信基于UG建模的数控夹具设计及有限元分析的方法在夹具设计中有很大的用武之地。

参考文献

[1]吴霞,周太平.数控加工中的工艺与夹具设计若干问题探讨[J].煤矿机械2010,31(02):96-98.

[2]马进中.数控加工中夹具设计对零件加工精度的影响[J].机械制造与自动化,2007,(05):72-74.

[3]黄美莲.超长分流锥的数控加工工艺与夹具设计[J].装备制造技术,2009(7):125-127.

数控加工毕业论文开题报告———数控铣床及加工中心产品设计 篇7

1. 专业：写全名如化学工程与工艺，不能写工业分析等方向;

2. 学号：分专业后的学号;

3. 指导教师：姓名及职称(如：李必才 助教，不能写为李必才 硕士);

4. 任务书时间统一为：

5. 开题报告时间统一为：

6. 课题名称：开题报告与任务书中题目一致;

7. 在开题报告书和任务书中(封面除外)出现的“设计(论文)”，要对应你做的是设计还是论文，选取其中的一种，将“设计(论文)题目”写为“设计题目”或“论文题目”，不要写为“设计(论文)题目;但开题报告书与任务书的封面的“毕业设计(论文)”请不要改动;

8. 指导教师意见：与主要参考资料放在同一页，不要单独列为一页而且只能三分之一版面;

9. 主要参考资料可以只列主要的，但必须是自己阅读了的，必须严格按照参考文献的格式规范书写。特别注意应用全角输入如：

[1] 石杰，赵开楼，宋庆国，等. 流动注射-抑制化学发光测定阿莫西林的方法研究[J]. 分析测试学报，，24(4)：77-79.

2] ……….

10. 第2次开题的学生的进度安排按模板要求尽量不要随意改动。

二、毕业设计(论文)正文撰写基本要求

1.正文中的有关学生专业的翻译均有模版(详见附件)，请统一。如：湖南城市学院 化学工程与工艺专业2019届学生、湖南城市学院 环境工程专业2019届学生、湖南城市学院 生物工程专业2019届学生，分别对应：2019 Year Student of Chemical Engineering and Technology Major, Hunan City University、2019 Year Student of Environmental Engineering Major, Hunan City University、2019 Year Student of Biological Engineering Major, Hunan City University;

2.正文必须有三级标题，对应的目录栏也应有三级目录，而且正文的页码标识应与目录中的页码对应;

数控加工实习报告 篇8

马林

目录 数控加工综合实践的目的及要求..................................................1 2 数控加工综合实践的内容.............................................................1 3 数控加工综合实践的原理.............................................................1 3.1零件CAM及数控加工的基本原理...........................................1 3.2快速原型制造的基本原理......................................................2 4 使用仪器、材料............................................................................3 5 数控加工综合实践的步骤.............................................................4 5.1 零件三维实体造型.................................................................4 5.2 零件CAM及数控加工.............................................................8 5.3快速原型制造.......................................................................17 6 数控加工综合实践总结于分析...................................................24 心得体会...........................................................................................25 参考文献...........................................................................................25

数控加工综合实践

马林数控加工综合实践的目的及要求

1.熟悉三维建模（MDT）；

2.了解CAD/CAM及数控加工的基本原理及方法； 3.了解快速原形制造的基本原理及方法； 4.熟悉网络化设计与制造的基本思想及方法；

5.掌握零件从CAD，CAM到数控加工的完整过程或零件从CAD建模到快速制造出原形零件的全过程。数控加工综合实践的内容

1.零件的三维CAD建模；

2.CAM软件应用或快速原形制造数据准备及控制软件的应用； 3.数控加工或快速制作的上机实践。数控加工综合实践的原理

3.1零件CAM及数控加工的基本原理

现在数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术，现代的 CAD/CAM，FMS和CIMS、敏捷制造和智能制造等，都是建立在数控技术之上。

CAD(Computer Aided Design)是利用计算机的计算功能和图形处理能力,辅助进行产品或工程设计与分析的法。

20世纪40年代，CAD技术开始发展。之后，随着计算机技术的飞速发展，人们开始利用计算机进行复杂的数值计算、非数值计算和事务处理，同时也开始了“人工智能的研究”。1962年，麻省理工学院（MIT）的ROSS DT和COONS SA合作，开始探索计算机辅助设计的研究。Coons在题为“An Outline of the Requirements for the Computer Aided Design”(《计算机辅助设计要求纲要》)的报告中，对CAD作了如下描述：设计者坐在CRT的控制台前用光笔操作，从概

数控加工综合实践

马林

念设计到生产设计进而到制造，都可以用人机对话形式来实现。因此，CAD的功能不仅仅限于设计，也适用于任何一种创造性的活动，具有高度的人工智能。随着计算机技术特别是微型机及其绘图技术的发展，CAD技术已在机械、电子、航空航天、建筑等领域得到广泛应用。

进入新的世纪以来，随着计算机网络信息技术的迅猛发展，现代计算机3D技术使人们对现实世界的描述重新回到了原始的直观三维境界，并且已经随着计算机应用的普及在迅速成为今天的现实。

三维CAD是3D技术在现代工业的应用。象CATIA、UG、CAXA等三维CAD软件系统，它基于生产制造应用目的，强调三维模型的精确描述，包括其精确的尺寸、坐标、公差、技术要求以及零件间精确的结构装配关系和结构功能属性等的精确表达。

虚拟现实是3D技术大规模系统应用的方向，强调对三维场景的宏观描述和系统动态关系，在三维模型细节的精确和逼真方面则采取尽可能简化处理。Mastercam是美国专业从事计算机数控程序设计专业化的公司CNC Software INC研制出来的一套计算机辅助制造系统软件。它将CAD和CAM这两大功能综合在一起，是我国目前十分流行的CAD/CAM系统软件。它有以下特点：

（1）Mastercam除了可产生NC程序外，本身也具有CAD功能（2D、3D、图形设计、尺寸标注、动态旋转、图形阴影处理等功能）可直接在系统上制图并转换成NC加工程序，也可将用其他绘图软件绘好的图形，经由一些标准的或特定的转换文件如DXF文件（Drawing Exchange File）、CADL文件（CADkey Advanced Design Language）及IGES文件（Initial Graphic Exchange Specification）等转换到Mastercam中，再生成数控加工程序。

（2）Mastercam是一套以图形驱动的软件，应用广泛，操作方便，而且它能同时提供适合目前国际上通用的各种数控系统的后置处理程序文件。以便将刀具路径文件（NCI）转换成相应的CNC控制器上所使用数控加工程序（NC代码）。如FANUC、MELADS、AGIE、HITACHI等数控系统。

（3）Mastercam能预先依据使用者定义的刀具、进给率、转速等，模拟刀具路径和计算加工时间，也可从NC加工程序（NC代码）转换成刀具路径图。

（4）Mastercam系统设有刀具库及材料库，能根据被加工工件材料及刀具规格尺寸自动确定进给率、转速等加工参数。

（5）提供RS－232C接口通讯功能及DNC功能。

3.2快速原型制造的基本原理

快速原型制造时综合利用CAD技术，数控技术，激光加工技术和材料技术

数控加工综合实践

马林

实现从零件涉及到三维实体原型制造一体化的系统技术。它采用软件离散——材料堆积的原理实现零件的成形。

快速原型制造的具体过程如下：首先利用高性能的CAD软件设计出零件的三维曲面或实体模型；再根据工艺要求，按照一定的厚度在Z向（或其它方向）对生成的CAD模型进行切面分层，生成各个截面的二维平面信息；然后对层面信息进行工艺处理，选择加工参数，系统自动生成刀具移动轨迹和数控加工代码，再加工过程进行仿真，确认数控代码的正确性；然后利用数控装置精确控制激光束或其它工具的运动，在当前工作层（二维）上采用轮廓扫描，加工出适当的截面形状；再铺上一层新的成形材料，进行下一次的加工，直至整个零件加工完毕。可以看出，快速原型制造技术是个由三维换成二维（软件离散化），再由二维到三维（材料堆积）的工作过程。

该技术集计算机技术、激光加工技术、新型材料技术于一体，依靠CAD软件，在计算机中建立三维实体模型，并将其切分成一系列平面几何信息，以此控制激光束的扫描方向和速度，采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料，从而快速堆积制作出产品实体模型。

以光敏树脂为材料利用紫外光快速成型机制造样件的原理：

（1）紫外光快速秤星机的原理：紫外光束在计算机的控制下，根据分层工艺数据连续扫描液态光敏树脂的表面，利用液态光敏树脂经紫外光照射凝固的原理，层层固化光敏树脂，一层固化后，工作台下移一精确距离，扫描下一层，并且保证相邻层可靠粘结，如此反复，直到成型出一个完整的零件。

（2）原型零件的制作过程：主要包括数据准备、快速成型制作和后处理。其中数据准备包括CAD三维模型的设计、STL数据的转换、制作方向的选择、分层切片以及支撑编辑等几个过程，完成制作数据的准备。

快速成型制作过程就是将制作数据传输到成型机中，然后快速成型出原型零件的过程。

后处理是指整个零件成型完后进行的辅助处理工艺，包括零件的清洗、支撑去除、后固化、修补、打磨、表面喷漆等等，目的是获得一个表面质量与机械性能更优的零件。使用仪器、材料

1.系统硬件：微机1台或工作站1台； 2.系统软件：Windows操作系统；

3.设计软件：MasterCAM、MDT、或UG或CATIA、I-DEAS、Pro/E;

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4.网络环境：局域网、现场总线、Internet； 5.工设备：α—T10A钻削中心、TV5立式加工中心；

6.CPS250B紫外光快速成型机。数控加工综合实践的步骤

用MDT或Mastercam软件完成零件的建模，可应用点，直线，样条线，方框，平面，SWAP曲面，拉升面，面剪切，面之间倒角以及求边界线等功能，零件实体由平面，曲面，圆槽，倒角等构成。设计时应注意一下几点：

1）本次实践CAD软件采用MDT6.0;2）毛坯尺寸为120×mm80mm×40mm； 3）工件顶面中心点为原点（X0,Y0,Z0）； 4）工件高度小于30mm； 5）工件尺寸不应超出毛坯范围；

6）数控加工时只提供直径10mm端铣刀和R3球头铣刀； 7）孔或槽的尺寸应大于10mm； 8）曲率半径应大于3mm。

5.1 零件三维实体造型

零件分析：该零件几何特征由四棱台、方槽、、半圆孔、、圆角组成。因此可以采用拔模式拉伸四棱台，然后进行挖方槽，进行切割半圆孔，最后进行倒圆角。1.MDT建立文件：

2.建立工作平面，并开始绘图：

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3.拉伸四棱台：

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底面边长：80mm

高：25mm

斜度：10

4.挖方槽；切割四个半圆孔对称布置；完成后倒角：

槽边长：30mm 深：15mm 孔半径：R

5圆心在顶面

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5.体着色：

完成零件的三维实体造型。保存文件，为后续数控加工作数据准备。

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5.2 零件CAM及数控加工

1.CAD模型文件输出：MDT6.0环境下“文件”——> “ 输出”——>“IGES”——>定义文件名——>保存。

2.用MILL9程序打开IGES文件：启动MILL9——>MainMenu——>File——>Converters——>IGES——>Readfile——>选择IGES文件——>打开——>进入IGES Read Parameters 设置界面，确认Flie is in Metric units——>OK。3.根据需要可再MILL9环境下移动或比例缩放模型

移动模型步骤：按工具栏按钮Gview-Top,改变视图平面——>MainMenu——>Translate——>ALL——>Surfaces——>Done——>Polar——>输入移动距离（）——>输入移动方向的角度（0度）——>出现Translate提示页面，选中Operation的Move,确认Number of Steps为1——>OK。移动模型，直到工件的顶面中心点的坐标为（X0,Y0,Z0）比例缩放模型：目的是让工件尽可能大，但又符合上述4）5）7）8）。步骤如下：MainMenu——>Xform——>Scale——>All——>Surfaces——>Done——>Origin——>出现Scale提示页面，选中Operation的Move,选中Scaling的XYZ,确认Number of Steps为1.输入X,Y,Z三个方向的缩放比例——>OK。4.工艺规划

粗加工：用直径10mm端铣刀加工，加工方法选用SURFACE-ROUGH-POCKET;精加工：用R3mm球头铣刀精加工，加工方法选用SURFACE-FINISH-PARALLEL,考虑到木料纤维方向，保证加工表面质量良好，精加工分两次进行，分别选用0度和90度角交叉加工。

5.设定毛坯尺寸，材料以及工件坐标系 具体设定见图：

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6.画粗加工边界

用鼠标点击工具栏上的Cplane-Top和Gview-Top按钮——>MainMenu——Create——>Rectangle——>1Points——>输入矩形框尺寸为130mm×90mm——>OK——>Origin——>MainMenu——>点击工具栏上的Cplane-3D和Gview-Isometric。

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7.产生粗加工刀轨，步骤如下：

（1）MzainMenu——>用鼠标点击Cplane-Top——>ToolPaths——>surface——>Rough——>Pocket(挖槽加工方法)——>All——>Srufaces——>Done,出现粗加工参数界面——>在ToolParameters页面中的大空白区点击鼠标右键——>Create New Tool——>在Tool Type页面中选刀具类型——>在Tool-Flat End Mill页面中修改Diameter,Flute,Shoulder和Overall值——>点击OK;返回Tool Parameters页面——>Tool#（9），FeedRate(1500), Plunge(100),Retract(5000),Program#(0),Spindle(立铣刀为1500，球头铣刀为2000)，Coolant为OFF。如图：

（2）切换到Surface Parmeters页面，根据模型确定Clearance（安全平面高度）为20，Retract（退刀平面高度）为10，FeedPlane（进给平面高度）为5，均用绝对值Absolute；确定精加工余量Stock to Leave为0.2。

如图：

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（3）切换到Rough Pocket Parameters页面，修改Cut tolerance,Max StepDown,Stepover，复选Prompt for entry point和Rough(zigzag)——>按Cut depths按钮，选择Absolute,修改Minimum Depth和Maxmum Depth——>点击OK——>按Gap settings按钮，复选Optimize cut order——>点击OK按钮——>选择第6步画的画粗加工边界——>Done——>选入刀点EndPoint。如图：

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8.粗加工刀具路径生成：

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9.粗、精加工仿真：

MainMenu——>用鼠标点击Cplane-Top——>Tool Paths——>surface——>Finish——>Parallel——>all——>Surface——>Done——>进入精加工参数界面，其中Tool Parameters,Surface Parameters页面操作方法同粗加工。在Surface Parameters页面精加工余量Stock to Leave输入为0，Finish Parallel Parameter页面，修改Step Over值为0.2，Machine Angle,复选Depth limits（同粗加工）——>确定。

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10.精加工刀具路径生成：

11.两次精加工刀具路径生成：

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12.精加工仿真：

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13.生成刀路源文件，并通过后置处理生成NC程序(1)粗加工

% O0000(PROGRAM NAME14-06-10 TIME=HH:MM9 DIA.OFF.9 DIA.DRAWING2)

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(DATE=DD-MM-YY11:42)N100G21 N102G0G17G40G49G80G90(TOOL10 LEN.6.)N104T10M6 N106G0G90X-25.063Y-33.945A0.S2000M3 N108G43H10Z20.N110Z5.N112G1Z-31.F100.N114X25.089F2000.N116G0Z5.N118Z10.N120X26.825Y-33.745...N328Y-26.92Z-29.95 N330Y-27.341Z-30.339 N332Y-27.457Z-30.411 N334Y-27.758Z-30.996 N336G0Z5.N338Z10.N340X-32.987Y-26.021 N342Z5.N344G1Z-31.F100.N346Y24.131F2000.N348G0Z5.N350Z20.N352M5 N354G91G28Z0.N356G28X0.Y0.A0.N358M30 % 5.3快速原型制造

1.利用TV5立体加工中心加工木块

观察加工中心加工步骤，换刀机构换刀原理及切削过程。

2.CPS250B紫外光快速成型机制样件的操作

紫外光快速成型机的零件制作过程可分为三个部分：数据准备；快速成型制作及后处理。

数控加工综合实践

马林

1）数据准备

数据处理过程包括CAD三维模型的设计，STL数据的转换，制作方向的选择，分层切片以及支撑编辑等几个过程，完成制作数据的准备。①载入茶壶模型如图：

②缩放和平移模型如图：

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③轮廓分层及轮廓状态检查如图：

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④轮廓编辑如图：

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⑤再次检查轮廓状态如图：

⑥设置并显示基础支撑如图：

⑦设置并显示人工支撑如图：

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⑧最后输出当前模型

2）快速成型制作

快速成型制作过程就是将制作数据传输到成型机中，然后快速成型出原型零件的过程，它是快速成型技术的核心。

加载数据准备过程中保存的模型以仿真模式查看如图: 22

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3）后处理

后处理是指零件成型后进行的辅助处理工艺，包括零件的清洗，支撑去除，后固化，修补，打磨，表面喷漆等，目的是获得一个表面质量与机械性能更优的零件。

快速原型制造的实践过程 a 打开总电源开关 b 按下 加热 键

c 打开工控开关，启动WINDOWS98/WINDOWS2000/WINDOWS NT d 按下 伺服 键

e 在工控机中打开RpBuild控制程序，加载待加工零件的*.pmr文件 f 加载托板位置，使之略高于液面

g 点击开始从新制作，制作完成后，将托板升出液面，取出制件将托板清洗干净。

数控加工综合实践

马林数控加工综合实践分析与总结

本次数控加工综合实践中，通过自己亲手操作实践，初步了解了它的基本原理以及基本操作。

1.通过对MDT软件的初步实用和熟悉，了解了CAD造型的初步原理以及操作。掌握了在设计零件时可以建立多个工作平面来进行全面的画图，对于复杂的零件将复杂的作图过程转换成了单一平面的操作。对于其自动拉伸，旋转，倒角等功能能帮助操作者节省很多精力与时间，并且可以得到合理准确的结果。

2..MasterCAM作为CAM的主流软件，拥有强大的功能和技术支撑。通过试验我了解了MasterCAM的简单使用步骤、CAM的基本功能要求和用途。它和MDT文件间的转换，让设计与加工可以有机的结合起来，两者之间的关系让CAD和CAM协调合理的结合，并且它可以实现NC程序编制的自动化，方便了自动加工这一最终步骤。因此CAM是利用计算机辅助从毛坯到产品制造过程中的各种直接和间接活动，他包括了计算机辅助生产计划，计算机辅助工艺规程设计等内容。

3.快速原型制造在用于模型以及零件样品制作方面有着无与伦比的优势，因其相对于其他零件制造方式有着如下明显优势： a)更适合于形状复杂的、规则零件的加工； b)减少了对熟练技术工人的需求

c)没有或极少下脚料，是一种环保型制造技术

d)成功的解决了计算机辅助设计中三维造型“看得见，摸不着”的问题 e)不需要专用的工装夹具和模具，缩短新产品的开发周期，降低开发的成本；

综上，我认为数控技术是现代先进制造技术的核心。随着科学技术的发展，机械产品的结构越来越复杂，对产品的性能、精度和生产效率的要求越来越高，并且更新换代频繁。为了缩短生产周期，满足市场上不断变化的需求，机械制造业正经历着从大批量到小批量及单件生产的转变过程，而传统的制造手段已满足不了当前技术的发展和市场经济的要求，数控技术的应用和发展，有效的解决了上述问题，它使传统的制造方式发生了根本性的转变。

由于仪器的制造精度和分层精度以及树脂由于存放环境导致提前变质都会影响快速原型制造出来的产品的误差。

数控加工综合实践

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心得体会

短短的一周实习，我从中学习了很多，也感受了很多，这是一次难得的实习经历。首先，我对这次实习非常感兴趣，也相信这一周的学习，能够帮助我建立起初步的设计、快速成型的模式，丰富我的经历，帮助我在日后能更快适应工作。通过这一星期的数控加工实习，我了解到很多工作常识和虚拟技术在制造中发挥的重要作用，这是我大学生活中的又一笔宝贵的财富。同时，我也明白了看似简单的操作、道理，如果你不能认真去对待，那么，极有可能得到错误的答案。严谨的态度是设计者必须具备的素质。这必将对我以后的学习和工作有很大的帮助。

在本次数控综合实践过程中，我基本掌握了零件的三维实体造型软件MDT的基本原理、基本思想和基本操作；让我掌握了零件CAM设计软件Mastercam9.0的基本原理、基本思想，并通过实例手柄的CAM让我清楚了零件CAM的整个过程和顺序；让我掌握了快速原型制造的基本原理和基本思想，刘老师也通过几个实例让我明白了快速原型制造中的数据准备过程和原型零件的制作仿真过程。

通过三次上机实验，我按照老师上课讲授的知识通过计算机实现完成了上机任务，试验中虽然遇到一些问题，但是在老师和同学的帮助下，自己领会贯通，做到发现问题解决问题的原则，都顺利解决了。例如：在三位成型时，由于对软件不熟悉，误操作使实体中出现了一块空白，在仿真中，切不到自己想要的模型。最后，在林老师的帮助下，我查找到错误，重新进行了设计，顺利完成了设计任务。感谢实习过程中老师们对我的帮助，让我在实习过程中获益匪浅。

短短的一个星期，对我们这些机自专业的工科学生来说，是特别的宝贵。这次实习是一次美好的回忆。

参考文献

1）《数控综合实践指导书》

陶桂宝、刘英、张毅编写，2005 2）《机械制造技术基础》

袁绩乾主编，机械工业出版社，2002 3）《数控加工技术》