基于UG和VERICUT的箱体类零件数控加工仿真与优化开题报告

1. 研究目的与意义

现代机械工业的竞争，实际上是科技实力的竞争。随着我国加入世界贸易组织和全球经济一体化环境的形成，零件数控加工仿真与优化行业的市场竞争将会愈演愈烈。随着现代石油化工、机械等工业的不断发展，基于UG和VERICUT的箱体类零件数控加工仿真与优化在这些工业领域有着举足轻重的位置，箱体内零件是机器或部件的基础件，通过它把机器上的零部件连接成一个整体的，只加工质量在很大程度上决定着部件或机器的装备精度与性能，汽车上的变速箱属于多面多孔、高精度、高性能要求的复杂箱体类零件，如何高效高质量的完成这类零件的加工，除了必须具备先进的数控加工设备之外，还必须确定优化的加工工艺方案。从大量加工实例分析中看出，工艺方案考虑不周，加工路线设计不好，会造成数控加工差错，工量成倍增加，制造成本上升，使价格昂贵的加工中心使用经济效益差。我们研究其数控加工工艺，进一步明确编制合理的加工工艺流程、选择合适的定位装夹方案、有效利用各种数控设备和加工刀具、设定最佳切削用量是保证复杂箱体内零件加工质量、提高生产效率的重要途径。因此，有必要对箱体零件在加工中心上的工艺规程设计进行分析和探讨。

2. 国内外研究现状分析

自20世纪90年代开始，世界发达国家已广泛采用加工中心进行柔性加工，其适应多品种的生产。特别是20世纪90年代后期，高速加工中心问世以后，应用更加普遍。我国从1958年开始研究数控机床，1965年开始研制晶体管数控系统。80年代初随着改革开放的实施，我国从国外引进技术，推动了我国数控机床新的发展高潮。80年代末期，我国还在一定范围内探索实施CIMS。90年代我国还加强了自主知识产权数控系统的研制工作，取得了一定成效。 但是，我国的数控加工设备和工艺与发达国家还有一定的差距。以变速器壳体为例，国际水平的加工工时为12-13分钟，在日本的加工时间为14-15分钟，在我国的加工时间为30分钟左右，差距是一目了然的。

国内外一些优秀的仿真软件(如Pro/ENGINEER, UG, MasterCAM, CATIA等)均利用扩展Z缓冲区的Dexel法克服复杂的布尔集合运算，没有任何实体空间描述，因而图形生成质量较差。同时为了保证图形生成速度的实时性，其图形显示生成算法大多没有建立光照模型或只模拟最简单的平行光，致使图形生成方式为区域填充或渐变色，不符合光学原理;仿真场景中三维实体的视屏投影常采用平行投影，不符合透视学原理，使得仿真环境不能表现粗、精加工时主轴转速的变化及工件表面纹理形态，生成与实际形态不一致的切削模型。其次几何仿真只是笼统的表达刀具与工件运动过程，不能明确表达机床、刀具、夹具和工件装夹等实际工况并且对数字加工环境的可视化、完整性及实时性表达也不够完善。最后长久以来一直没有解决CAD与CAM之间的瓶颈问题，即LAPP技术一直没有得到很好的解决。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

（1）通过查找资料，了解箱体类零件的工艺特点（2）依照实践经验和查找相关文献，论述数控加工路线确定原则（3）根据数控实习经验和箱体类零件的工艺特点，详述箱体类零件各个需加工的面，孔等工序在加工中心上的定位装夹原则和加工方法（4）技术要求：制定出箱体类零件在加工中心上的合理的加工路线确定原理，确定重要工序的装夹定位方法和加工方法。

4. 研究创新点

箱体是组成机器整体的主要框架，它作为主要的支撑件把其他零部件有机地组成一个整体，使其能够实现某种运动或具有某种生产加工的功能。通常箱体的结构都比较复杂，具有内部含有多种孔类结构以及内壁不均匀等特点。对于箱体内重要的孔结构，其加工精度要求较高。箱体加工质量的优劣直接影响了机器的装配精度，而且还会影响到机器的使用寿命和生产加工精度等。因此，箱体类零件的加工工艺是否合理和先进就决定了整个机器的生产加工精度以及使用寿命。