凸模零件的数控编程及仿真开题报告

1. 研究目的与意义

手工编程工作量很大，通常只是对一些简单的零件进行手工编程。但是对于几何形状复杂，或者虽不复杂但程序量很大的零件，编程的工作量是相当繁重的。这时手工编程便很难胜任，即使能够编制出，也是相当费时的，而且易出错。这时需采用自动编程，复杂形面的数控加工编程必须借助于CAM软件，利用计算机的高速计算性能，在编制合理数控工艺的基础上，才能编制出理想的数控加工程序。交互式图形自动编程系统采用图形输入方式，通过激活屏幕上的相应菜单，利用系统提供的图形生成和编辑功能，将零件的几何图形绘制到计算机上，完成零件造型。同时以人机交互方式指定要加工的零件部位，加工方式和加工方向，输入相应的加工工艺参数，通过软件系统的处理自动生成刀具路径文件，并动态显示刀具运动的加工轨迹，最终生成适合指定数控系统的数控加工程序。并通过通讯接口，把数控加工程序送给机床数控系统完成加工。CAM编程是当前最先进的数控加工编程方法，它利用计算机以人机交互图形方式完成零件几何形状计算机化、轨迹生成与加工仿真到数控程序生成全过程，操作过程形象生动，效率高、出错几率低。而且还可以通过软件的数据接口共享已有的CAD设计结果，实现CAD/CAM集成一体化，实现无图纸设计制造。

本课题将涉及机械制造技术基础、数控技术、工程材料、CAD/CAM等知识，通过本课题的设计，能使得学生综合应用四年所学机电一体化知识，锻炼学生运用所学知识的能力，为今后从事相关工作打好基础。

2. 国内外研究现状分析

数控自动编程技术发展很快。最初的数控编程系统主要代替手工进行计算机辅助几何参数计算。而现在的编程系统，只要给出零件的最终加工尺寸、精度和材料，计算机便可自动计算出几何参数等加工过程所需的全部信息。有的系统如exapt系统甚至能够部分解决工艺过程最佳化的问题。数控自动编程系统主要由硬件和软件组成。硬件主要由计算机、穿孔机、绘图机、磁盘或磁带等外部设备组成；软件主要包括编程语言和程序系统(编译系统)。自动编程的方法是由编程人员根据零件图的要求，进行工艺分析，用编程语言在计算机上编写零件加工的源程序，将该源程序送入计算机，经过计算处理后，计算机便自动地输出零件数控加工程序单，绘出零件加工刀具运动中心轨迹，制作穿孔纸带。

自20世纪50年代美国最早研制成apt(automatically programmed tools)系统以来，现在许多工业发达国家也已研制了很多的数控自动编程系统。如：美国的adapt、autospot；英国的2c、2cl、2pc；德国的exapt1(点位)、exapt2(车削)、exaff3(铣削)；法国的ifaptp(点位)、ifaptc(轮廓)、ifaptcp(点位、轮廓)；日本的fapt、hapt等。

我国自20世纪60年代中期开始了数控自动编程方面的研究，已开发出zcx1、zcx2、skc等多种类型的实用自动编程系统。

3. 研究的基本内容与计划

本课题要求在学生已学习机械制造基础、数控技术和cad/cam等课程的基础上，根据所给定的凸模零件材料和相关技术要求，设计出该零件的毛坯、数控加工所采用的刀具、机床、工艺参数等，并将零件的三维模型导入到cam软件，采用人机交换的方式设置零件的加工位置、方式等，并生成零件的cnc程序；再将cnc程序导入数控加工仿真软件，在模拟操作过程，完成零件的加工过程。课题计划安排：

（1）第1周-第2周 熟悉设计课题、查阅资料，填写开题报告和文献综述。

（2）第3周-第4周 学习mastercam及catia等软件。

4. 研究创新点

通过对国内外研究现状的分析,本论文将在前人研究的基础上，参与导师和研究生学长学姐的课题研究，掌握课题研究方法及经验，熟悉并掌握有关MASTERCAM的运用。