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1、(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 编号 *职业技术学院毕业论文题 目玩具赛车底盘自动编程设计学生姓名学 号系 部专 业数控技术班 级指导教师顾问教师 二一二年十月摘 要本课题选用的零件为玩具赛车底盘模型，将主要根据现代数控加工的基本工艺理论，运用UG自动编程技术来进行程序的生成，运用数控加工技术来实现加工的过程。在本设计中首先通过零件的工程图对零件从加工方法的选择、刀具的选择、加工切削参数的选择和加工工艺方案的确定等方面进行分析，结合自动编程加工的要求制定出合理的简易工艺卡片。然后，根据工艺卡片上的各项参数，运用UG编程的加工模块对零件进行自动编程设计，现在在下面的论文中就综
2、合所学的专业知识，全面考虑可能影响铣削的因素，设计其加工工艺和编辑程序，并进行相应的后处理生成加工程序，最后完成对赛车底盘模型的加工。关键词：数控自动编程 赛车底盘模型 加工程序 加工工艺目 录摘 要I第一章 绪论31.1 课题来源31.2 设计的目的与意义31.3 论文所要完成的工作与要求3第二章 自动编程的基本理论22.1自动编程的概述22.2图形交互自动编程的介绍32.2.1图形交互自动编程的基本步骤32.2.2图形交互自动编程的特点4第三章 玩具赛车底盘自动编程设计53.1加工工艺分析与规划53.1.1玩具赛车底盘模型实体图53.1.2工艺分析53.2刀具的选择和参数的确定53.2.1
3、在模具加工时刀具的选择方法53.2.2确定加工过程中的切削用量63.3玩具赛车底盘模型自动编程设计113.3.1加工环境设定113.3.2创建坐标系123.3.3创建刀具143.4粗加工163.4.1表面粗铣内槽1和内槽2163.4.2表面粗铣内槽3和内槽4203.4.3粗铣侧面凹槽1和凹槽2243.5钻孔263.6粗铣零件上表面两段圆弧面323.7精铣上表面333.8精铣底面34第四章 模型后处理及加工程序354.1后处理354.2生成程序35第五章 总结与展望38致 谢39参考文献40第一章 绪论1.1 课题来源本设计课题为赛车底盘模型自动编程设计，选取的零件为自拟题目，课题的选取主要参照
4、企业真实零件，并进行适当修改后确定。在课题内容的选取上，力求将数控专业要求具备的机械制图能力、数控加工工艺分析能力、数控加工工艺设计能力、工艺文件编写能力、数控加工程序编制能力和数控零件加工等能力融入其中。1.2 设计的目的与意义毕业设计是教学过程的最后阶段所采用的一种总结性的实践性教学环节。通过毕业设计，能使学生综合应用所学的各种理论知识和技能，进行全面、系统、严格的技术及基本能力的练。在设计中，能够提高学生的写作能力、资料手册查阅能力及熟悉国家标准和规范的能力、分析与计算能力和计算机应用能力等。此外，通过毕业设计可以锻炼学生综合运用所学知识解决生产实际问题的能力，提高学生独立思考和分析解决
5、问题的能力，为以后从事专业技术工作打下基础。1.3 论文所要完成的工作与要求本设计要求学生针对赛车底盘进行工艺分析，根据分析结果制定零件的数控加工工艺，并编写零件的数控加工程序，具体要求如下：1对零件的数控工艺进行详细的分析，审查零件图纸的完整性和结构合理性，分析零件的技术要求，包括加工表面的尺寸精度要求、相互位置精度要求、形状精度要求和表面质量要求等；2制定零件的刀轨路线，划分零件的加工工序、加工工步；3合理的选择加工设备、加工刀具和夹具；4制定零件的刀具卡片；5运用自动编程编写该零件数控加工程序。第二章 自动编程的基本理论2.1自动编程的概述借助于电子计算机编制数控加工程序的过程称为计算机
6、辅助编程，习惯上称自动编程。自动编程系统主要由计算机、显示器、穿孔机，打印机等硬件和数控语言、编译程序等软件组成。 自动编程的方法有语言编程方法、图形编程方法及其它方法。随着科学技术特别是计算机科学的发展，自动编程的方法不断地改进与完善。自第一台数控机床问世不久，1952年美国麻省理工学院即开始研究自动编程的语言系统APT（Automatically Programmed Tools)。APT语言系统由APT-1、APT-2发展到可解决三维编程APT-系统后，宇航协会对APT见继续改进，成立了APT长期规划组织（APTLRP），由伊利诺斯理工学院研究所负责，1970年发表了APT-初步方案，8
7、0年代进一步发展为APT/SS系统，具有定义和加工复杂雕塑曲面的功能。APT语言系统是世界上发展最早的编程语言，其语言词汇丰富，定义的几何类型多，加工的功能齐全，并配有1000多个后置处理程序，在各国得到广泛的应用。但该系统庞大，需大型计算机，费用昂贵。因此，各国相继研究出了针对性较强的各具不同特点的编程系统。如美国的ADAPT、AUTOSPOT，德国的EXAPT-1（点位 ）、EXAPT-2（车削）、XEAPT-3（点位、轮廓），日本的FAPT、HAPT等数控自动编程语言系统。我国自50年代末即开始研究数控机床，60年代中期开始了数控自动编程方面的研究工作。70年代已研制出了SKC、ZCK、
8、ZBC-1、CKY等具有平面轮廓铣削加工、车削加工等功能的数控自动编程系统。后又研制出具有解决复杂曲面编程功能的数控编程系统 CAM-251等多功能的语言系统。随着计算机技术的发展，微机数控自动编程系统以 其较高的性能价格比迅速发展起来，近年来推出了EAPT、HZAPT等微机数控自动编程系统。 数控语言自动编程系统的编程效率比手工编程提高了很多倍，解决了手工编程难以完 成的复杂曲面的编程问题，大大地促进了数控技术的发展。但是，由于APT语言编程系 统发展较早，受计算机硬、软件条件的限制，使其存在一些缺点，如用户界面不够友好、 零件设计的信息不能直接传递，近年来发展的一些先进的算法（例如NURB
9、S）未能得到 应用等。 美国1964年研制出的第一台图形显示器（图形终端），为克服语言编程系统的缺点及 发展图形编程系统打下了基础。使用图形交互功能，在屏幕直接显示零件图形及加工走刀轨迹，得到加工程序。其用户界面友好，比APT语言系统编程时间缩短了7075， 提高了编程质量，经济效益显著。美国洛克希德的加里福尼亚飞机制造公司1967年初步完成了第一个CAD/CAM集成系统，以后命名为CAD/AM系统，在一些工厂中应用。80年代后，随着图形工作站及微机性能的提高，CAD/CAM软件大量涌现，交互式图形编程技术大量被采用。我国已研制出并正在研制一些自主版权的CAD/CAM软件。2.2图形交互自动编
10、程的介绍图形交互自动编程是一种计算机辅助编程技术，它是通过专用的计算机软件来实现的。这种软件通常以计算机辅助设计（CAD）软件为基础，利用CAD软件的图形编辑功能将零件的几何图形绘制到计算机上，形成零件的图形文件，然后调用数控编程模块，采用人机交互的方式，在计算机屏幕上指定被加工的部位，再输入相应的加工参数，计算机便可自动进行必要的数学处理并编制出数控加工程序，同时在计算机屏幕上动态地显示出 刀具的加工轨迹。该方法不需要编制零件加工的源程序，用户界面好，使用更加方便、直观。因此，“图形交互自动编程”已经成为目前国内外先进的CAD/CAM软件所普遍采用的数控编程方法。2.2.1图形交互自动编程的
11、基本步骤图形交互自动编程不需要编写零件源程序，只需把被加工零件的图形信息输送给计算机，通过系统软件的处理，就能自动生成数控加工程序。它是建立在CAD和CAM的基础上的。这种编程方法具有速度快、精度高、直观性好、使用方便和便于检查等优点。因此，图形交互式自动编程是复杂零件普遍采用的数控编程方法。其主要处理过程有： （1）几何造型：几何造型是利用CAD软件的图形标记功能交互自动地进行图形构建、编辑修改、曲线曲面造型等工作，将零件被加工部位的几何图形准确的绘制在计算机屏幕上。与此同时，在计算机内自动形成零件图形数据库。 （2）刀具走刀路线的产生：图形交互自动编程的刀具轨迹生成是面向屏幕上的图形交互进
12、行的。首先调用刀具路径生成功能，然后根据屏幕提示，用光标选择相应的图形目标，点取相应的坐标点，输入所需的各种参数，软件将自动从图形中提取编程所需的信息，进行分析判断，计算节点数据，并将其转换为刀具位置数据，存入指定的刀位文件中或直接进行后置处理并生成数控加工程序，同时在屏幕上模拟显示出零件图形和刀具运动轨迹。 （3）后置处理：后置处理的目的是形成各个机床所需的数控加工程序文件。由于各种机床使用的控制系统不同，其数控加工程序指令代码及格式也有所不同。为了解决这个问题，软件通常为各种数控系统设置一个后置处理用的数控指令对照表文件。在进行后置处理前，编程人员应根据具体数控机床指令代码及程序的格式事先
13、编辑好这个文件。然后，后置处理软件利用这个文件，经过处理，输出符合数控加工格式要求的NC加工文件。2.2.2图形交互自动编程的特点图形交互式数控自动编程是通过专用计算机软件来实现的，是目前所普遍采用的是数控编程方法。1.这种编程方法既不像手工编程那样需要用复杂的数学手工计算算出各节点的坐标数据，也不需要像APT语言编程那样用数控编程语言去编写描绘零件几个形状加工走刀过程及后置处理的源程序，而是在计算机上直接面向零件的几何图形以光标指点、菜单选择及交互对话的方式进行编程，其编程结果也以图形的方式显示在计算机上。所以该方法具有简便、直观、准确、便于检查的优点。2.图形交互式自动编程软件和相应的CAD软件是有机地联在一起的一体化软件系统，既可以用来进行计算机辅助，又可以直接调用设计好的零件图进行交互编程，对实现CAD/CAM一体化极为有利。3.这种编程
