五轴加工中心程序编制及其实现开题报告

1. 研究目的与意义

利用五轴联动数控教学机，采用Pro/E零件造型、用Powermill在华中HNC-21M数控系统上对零件进行数控编程和数控仿真加工，加工出符合技术要求的零件。

设计的具体目的： 1、通过这次设计，把大学所学的专业知识资源整合，运用有关知识解决实际问题； 2、通过查阅大量文献，培养研究习惯，树立严谨的态度，创造有价值的设计； 3、了解多轴数控机床的这一当前先进的技术在国内及世界上的发展状况及其在各大企业的实际运用情况，为同学们踏入社会可能所要面临的情况作一些准备。

本课题研究的意义：本课题通过对五轴联动数控教学机编程应用，将其大量运用于工业生产中，提高生产质量与劳动生产率，保证加工的稳定性，实现生产过程自动化，改善劳动条件，减轻劳动强度。其意义如下： 1、理论知识在实际中综合地运用，培养学生独立的设计能力，树立正确的设计思想： 2、熟练应用有关参考资料、手册、图册和规范，熟悉有关国家标准和部颁标准； 3、掌握机械产品设计的基本方法和步骤，完成一个工程技术人员所具备的基本技能。

2. 国内外研究现状分析

随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之 刀路设计完成后，在Cimatron中进行高级仿真，检验刀路有无干涉，过切现象，对刀路轨迹进行优化设计。随着数控技术的发展，自动编程技术的应用越来越普遍。Cimatron 是自动编程应用最广泛的CAD/CAM 软件，NC 程序的自动生成受软件后置处理功能的控制，不同的数控系统对应着不同的后处理文件，其生成的NC 代码格式也不相同。华中数控系统是我国自主开发的数控系统，在数控技术课程教学试验中有着广泛地应用，目前的CAD/CAM 软件中还没有专门配置华中数控系统的后置处理文件来生成符合华中数控系统格式的NC 代码，不能直接应用于加工零件，需要人工进行修改，既不方便又容易出错。本文针对这一问题提出了解决方法，通过对Cimatron 软件后处理文件做适当地修改，设计

Cimatron一直致力于为制造行业提供先进的CAD/CAM系统，更为模具行业提供了全面的解决方案。Cimatron数控加工技术一直处于世界的领先地位，被业界普遍认为是最杰出的数控编程设计系统之一。由于使用了智能的粗加工方法和再加工技术，毛坯残留知识、基于NURBS的刀路轨迹，Cimatron将产生出更快更精确的加工程序[10]。 随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。现在，许多CAD/CAM软件都提供自动编程功能，而且在编辑界面中都会提示工艺规划及加工参数的相关问题，如刀具选择、加工路径优化、切削用量设定等。编程人员只需要设置相关的参数，就可以自动生成NC程序并传输到数控机床进行加工。因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人及交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑加工工艺及数控加工的特点[11]。早在七十年代初我国的几家大型企业就开始将数控机床用于整体叶轮的加工上。目前，我国已有越来越多的厂家开始采用锻造毛坯后多坐标NC 加工成型的方法加工叶轮，尤其是国防工业中所用的关键叶轮，如火箭发动机的转子、风扇，飞机发动机的涡轮等。目前都已采用多坐标数控机床加工。国内所用的机床大多是引进的具有国际先进水平的四、五轴联动数控机床。目前国内外叶轮数控方法大致分为两大类点铣法和侧铣法。尤其对直纹叶片曲面的叶轮，在国外已广泛采用侧铣法进行加工，加工效率及精度都较高，已较成熟。而在国内此方法尚在探索阶段，应当成为工艺人员的研究方向。与此相应，国外用于叶轮的数控加工软件已较为成熟，但对于国内大多数厂家来说价格难以承受；而国内的数控加工软件功能及稳定性尚需进一步提高。

相信在不久的将来国内外叶轮加工厂家必将以高效、高质的侧铣工代替效率及质量都很低下的点铣加工，我国的叶轮生产也将跨上一个新的台阶

3. 研究的基本内容与计划

利用五轴联动数控教学机，采用pro/e零件造型、在华中hnc-21m数控系统上对零件进行数控编程和数控仿真加工，加工出符合技术要求的零件。

需要研究的内容有：

数控机床及工作原理（组成结构、插补原理、控制原理、伺服系统）；

4. 研究创新点

五轴高速加工中心在价格上要比三轴加工中心高很多，据德马吉dmc75v系列的五轴加工中心与三轴加工中心进行价格比较，五轴要比三轴的价格约高50%。

五轴高速加工中心价格虽高，但这种高档机床特别适合用来加工几何形状复杂的模具。

五轴加工中心在加工较深、较陡的型腔时，可以通过工件或主轴头的附加回转及摆动为立铣刀的加工创造最佳的工艺条件，并避免刀具及刀杆与型腔壁发生碰撞，减小刀具加工时的抖动和刀具破损的危险，从而有利于提高模具的表面质量、加工效率和刀具的耐用度。