第一篇：數(shù)控畢業(yè)論文1

目 錄

第1章 管理信息化在模具制造業(yè)的應(yīng)用和實(shí)踐.................3 1.1 信息化是企業(yè)與客戶信息交流溝通的橋梁...................3 1.2 信息化系統(tǒng)可以幫助企業(yè)監(jiān)控模具進(jìn)度.....................5 1.3 有效的模具成本控制離不開信息化.........................6 1.4 信息化有助于車間監(jiān)控和管理.............................7 1.5 信息化管理系統(tǒng)促進(jìn)CAD工程數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)部共享...........8 1.6 信息化在促進(jìn)信息共享方面的其他作用.....................9 1.7 結(jié)束語................................................10 第2章 沖壓模具設(shè)計(jì)中對機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用..............11 2.1 沖壓過程中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概述..............................11 2.2 沖裁模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用........................12 2.3 彎曲模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用........................13 2.4 拉深模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用........................14 2.5 連續(xù)模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用........................14 2.6 結(jié)束語................................................15 第3章 直接原型熔身射快速制造金屬模具技術(shù)................17 3.1 前言..................................................17 3.2 DPST方法概述..........................................18 3.3 機(jī)器人原型制造........................................19

3.4 機(jī)器人熔射成形........................................19 3.5 補(bǔ)強(qiáng)和后處理..........................................20 3.6 結(jié)論..................................................21 第4章 模具數(shù)控加工CAM編程中工藝參數(shù)的確定..............22 4.1 引言..................................................22 4.2 刀具的選擇............................................22 4.3 走刀方式和切削方式的確定..............................24 4.4 刀具的切入與切出......................................25 4.5 切削參數(shù)的控制........................................26 4.6 其他參數(shù)..............................................28 參考文獻(xiàn)...................................................29

第一章 管理信息化在模具制造業(yè)的應(yīng)用和實(shí)踐

第1章 管理信息化在模具制造業(yè)的應(yīng)用和實(shí)踐

一般說來，模具企業(yè)都是中小企業(yè)，大都是從作坊式的企業(yè)成長起來，甚至目前仍有許多模具企業(yè)是作坊式的的管理，在模具交貨期、成本、質(zhì)量的控制方面問題層出不斷。面對激烈的市場競爭，落后的管理手段和水平，使模具企業(yè)中的管理和技術(shù)人員只有疲于奔命，企業(yè)投巨資引進(jìn)的CAD/CAM系統(tǒng)和高檔數(shù)控加工設(shè)備也難以發(fā)揮出應(yīng)有的效率和水平，企業(yè)缺乏活力和競爭力。這些問題已經(jīng)引起了許多有志向國際先進(jìn)水平看齊的模具企業(yè)經(jīng)營者的高度重視，怎樣提高企業(yè)管理水平，增強(qiáng)企業(yè)的競爭力已成為我國模具制造行業(yè)參與國際市場競爭迫切需要解決的問題。

因此，模具制造企業(yè)要提高管理水平，具備快速反應(yīng)和及時(shí)調(diào)整的能力，沒有一套先進(jìn)的管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理的信息化是很難做到的。通過信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)模具制造企業(yè)的集成化管理，是促進(jìn)企業(yè)提高經(jīng)營管理水平的一個(gè)有效途徑。

本文通過模具企業(yè)實(shí)際的案例，討論分析了信息化對提高模具企業(yè)管理水平的重要性和必要性，并結(jié)合深圳市偉博思網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)有限公司開發(fā)的專業(yè)化模具企業(yè)管理系統(tǒng)iM3(inteMoldMakingManagement)，給出了信息化解決方案。

1.1 信息化是企業(yè)與客戶信息交流溝通的橋梁

模具是典型的按定單單件生產(chǎn)的行業(yè)，每一個(gè)定單都要與客戶進(jìn)行詳細(xì)的業(yè)務(wù)和技術(shù)方面的溝通，否則將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。下面是模具企業(yè)與客戶信息溝通不充分的兩個(gè)實(shí)例：

第一章 管理信息化在模具制造業(yè)的應(yīng)用和實(shí)踐

案例1.某大型模具廠承接了一個(gè)日本新客戶的模具定單，這個(gè)日本客戶習(xí)慣定單下達(dá)后，就與模具廠的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)溝通，對模具提出很細(xì)致的設(shè)計(jì)要求，模具廠按此要求進(jìn)行設(shè)計(jì)就可以了，不需要再確認(rèn)設(shè)計(jì)圖紙。而模具廠設(shè)計(jì)人員完成設(shè)計(jì)后，卻仍按以往接美國客戶定單的習(xí)慣，等待客戶確認(rèn)設(shè)計(jì)后再訂購模架和材料，一直等了10天，才知道客戶不需要確認(rèn)圖紙。結(jié)果，該套模具延期10天，客戶很不滿意，從此不再下定單，為此失去了一個(gè)非常有潛力的客戶。

案例2.某模具工廠承接了一個(gè)新客戶的模具定單，該客戶的注塑工廠有一套嚴(yán)格的生產(chǎn)安全標(biāo)準(zhǔn)——多少噸的模具必須使用多大的吊環(huán)。由于缺乏詳細(xì)的技術(shù)溝通，這個(gè)問題被忽略了。模具設(shè)計(jì)人員按照本工廠的習(xí)慣選用吊環(huán)，結(jié)果比客戶的標(biāo)準(zhǔn)小了一個(gè)規(guī)格，致使模具交付客戶后，才發(fā)現(xiàn)不符合要求，只能把模具運(yùn)回，重新加工吊環(huán)孔，整個(gè)過程的費(fèi)用就超過萬元，同時(shí)還影響了客戶的生產(chǎn)。

由此可見，在與客戶及企業(yè)內(nèi)部的信息溝通方面即便是一個(gè)小小紕漏，都會(huì)對企業(yè)造成巨大損失。因此，解決好溝通問題，具有如下重要意義：盡量一次把客戶業(yè)務(wù)與技術(shù)方面的要求了解全面，避免多次反復(fù)，從而節(jié)省費(fèi)用和時(shí)間。詳細(xì)了解客戶的模具技術(shù)要求，避免在試模后修改和返工。對每一次溝通的內(nèi)容進(jìn)行記錄和總結(jié)，針對每個(gè)客戶逐步建立客戶業(yè)務(wù)和技術(shù)資料知識(shí)庫，在公司內(nèi)部共享，以便提高客戶服務(wù)水平，減少錯(cuò)誤。信息化的管理系統(tǒng)將能夠幫助模具企業(yè)更好地與客戶進(jìn)行信息溝通。例如，在iM3系統(tǒng)中，提供了詳細(xì)的模具技術(shù)溝通模板，模板整合了國內(nèi)外多家優(yōu)秀模具企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，完全與國際模具行業(yè)接軌。通過該模板，方便與客戶進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)溝通，減少模具的修改工作。而且通過系統(tǒng)記錄的與客戶溝通信息，可以總結(jié)客戶業(yè)務(wù)和技術(shù)方面的習(xí)慣，分享給公司內(nèi)部相關(guān)人員，避免犯重復(fù)的錯(cuò)誤。

第一章 管理信息化在模具制造業(yè)的應(yīng)用和實(shí)踐

1.2 信息化系統(tǒng)可以幫助企業(yè)監(jiān)控模具進(jìn)度

客戶非常關(guān)注模具的試模及交付日期，往往根據(jù)模具的試模時(shí)間安排試產(chǎn)及生產(chǎn)計(jì)劃，尤其是海外客戶，往往把模具的交付期的重要性放在首位。因此，控制模具的生產(chǎn)制作工期是企業(yè)在市場競爭中取勝的一個(gè)重要指標(biāo)。下面的案例可能是許多模具廠都出現(xiàn)過的問題。案例.某大型模具工廠承接了美國客戶的模具定單，由于缺乏有效的模具生產(chǎn)進(jìn)度監(jiān)控和管理手段，不能按期試模。生產(chǎn)部門也把這一情況反饋給海外的市場人員，但市場人員由于不能了解生產(chǎn)的實(shí)際情況，擔(dān)心不按期試?？蛻魰?huì)不高興，于是抱著僥幸的心態(tài)，認(rèn)為生產(chǎn)部門能夠加班加點(diǎn)搶回時(shí)間，仍然承諾客戶的既定試模日期。當(dāng)客戶從萬里之外來看試模時(shí)，發(fā)現(xiàn)模具在一周內(nèi)根本不能試模?？蛻舴浅Ｊ?，從此不再下定單。對模具進(jìn)程監(jiān)控不力的根源在于：缺乏有效的模具生產(chǎn)進(jìn)度監(jiān)控手段，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)模具生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題，及早發(fā)現(xiàn)、及早解決。

模具生產(chǎn)過程的狀況不能得到有效反饋和記錄，往往憑感覺來判斷模具的進(jìn)程，習(xí)慣用“差不多、差很遠(yuǎn)、很快做完”等模糊概念來說明進(jìn)度，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確及時(shí)，往往產(chǎn)生僥幸心理。

公司內(nèi)部缺乏信息共享的環(huán)境與平臺(tái)。由于每個(gè)人的工作性質(zhì)的不同，對每套模具的實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)程的了解程度有很大的差異，而且，通過臺(tái)階式的層層信息反饋往往會(huì)造成信息失真，再加上人為的因素，問題就出來了。人們往往比較注意重要和難的問題，忽視小問題，尤其是當(dāng)企業(yè)同時(shí)有數(shù)十或上百套處于不同階段的在制模具時(shí)，管理人員很難堅(jiān)持每天不厭其煩地檢查每一套模具的每一個(gè)任務(wù)進(jìn)程是否在計(jì)劃之內(nèi)。

信息化的管理系統(tǒng)將為企業(yè)提供共享的、一致的、忠實(shí)的進(jìn)程監(jiān)控平臺(tái)。例如，在iM3系統(tǒng)中，通過項(xiàng)目計(jì)劃與進(jìn)程控制，可以對模具的 第一章 管理信息化在模具制造業(yè)的應(yīng)用和實(shí)踐

整個(gè)生命周期（定單確定—設(shè)計(jì)—采購—生產(chǎn)—首次試?！＞咝薷摹桓叮┻M(jìn)行管理。生產(chǎn)一線管理人員直接在系統(tǒng)中反饋模具實(shí)際進(jìn)度，系統(tǒng)忠實(shí)地監(jiān)控項(xiàng)目進(jìn)程的每一個(gè)任務(wù)，當(dāng)某一控制點(diǎn)出現(xiàn)延期時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警郵件給相關(guān)人員，以便及早發(fā)現(xiàn)、及早解決。而且，對于一些關(guān)鍵任務(wù)，還可以讓系統(tǒng)提前預(yù)警，以使有關(guān)人員及早準(zhǔn)備和安排。

1.3 有效的模具成本控制離不開信息化

成本控制是模具企業(yè)管理上的一個(gè)難點(diǎn)，模具企業(yè)的成本控制能力越來越突出地體現(xiàn)了企業(yè)的核心競爭力。目前，模具行業(yè)面臨著模具價(jià)格越來越低的沉重壓力，模具增加幾次修改，模具利潤就消耗干凈，甚至要賠本。企業(yè)如果不能從根本上解決這個(gè)問題，將面臨淘汰出局的危險(xiǎn)。在專業(yè)化的模具企業(yè)管理系統(tǒng)iM3中，將通過如下途徑幫助企業(yè)控制成本：在公司內(nèi)部下達(dá)定單時(shí)，以報(bào)價(jià)的成本估算為基礎(chǔ)，為模具制定計(jì)劃成本；系統(tǒng)中設(shè)置成本預(yù)警，對模具生產(chǎn)中的成本要素進(jìn)行監(jiān)控，從而有效控制各項(xiàng)費(fèi)用，確保利潤目標(biāo)的順利達(dá)成。

在模具BOM下達(dá)時(shí)，比較設(shè)計(jì)物料總成本與計(jì)劃材料成本的差異，決定是否下達(dá)。在采購材料收貨時(shí)，比較交貨價(jià)格與計(jì)劃價(jià)格的差異，決定是否收貨，從而有效控制采購成本。

系統(tǒng)記錄和統(tǒng)計(jì)每一工件在每個(gè)加工工序中產(chǎn)生的加工工時(shí)，自動(dòng)比較實(shí)際加工費(fèi)用與計(jì)劃費(fèi)用的差異，監(jiān)控制造費(fèi)用。當(dāng)實(shí)際費(fèi)用超過計(jì)劃費(fèi)用時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，通知相關(guān)管理人員。

案例.某模具廠在設(shè)計(jì)某客戶的電視機(jī)前殼模具時(shí)，采用四塊價(jià)格昂貴的鈹銅。供應(yīng)商供貨時(shí)，將四塊鈹銅的邊角料也一起計(jì)價(jià)，送貨價(jià)格超出

第一章 管理信息化在模具制造業(yè)的應(yīng)用和實(shí)踐

計(jì)劃價(jià)格6000多元，倉庫管理人員在為該物料收貨入庫時(shí)，模具公司采用的iM3管理系統(tǒng)警告此物料入庫價(jià)格嚴(yán)重超出計(jì)劃費(fèi)用，拒絕入庫。經(jīng)過采購主管與供應(yīng)商交涉后，剔除不合理的6000元費(fèi)用后，才收貨。

1.4 信息化有助于車間監(jiān)控和管理

實(shí)時(shí)車間監(jiān)控可以幫助生產(chǎn)主管監(jiān)控每臺(tái)設(shè)備的生產(chǎn)情況及模具的加工進(jìn)程，提高設(shè)備的利用率，控制工件的生產(chǎn)進(jìn)度。

例如，當(dāng)公司管理人員需要檢查生產(chǎn)車間情況時(shí)，可以通過iM3系統(tǒng)查看各加工設(shè)備和工作組的的實(shí)時(shí)生產(chǎn)情況，系統(tǒng)通過不同的顏色標(biāo)記，清晰反映各設(shè)備及加工組正在加工的工件和待加工工件的狀態(tài)，包括每臺(tái)機(jī)床正在干什么，機(jī)床目前的負(fù)荷情況，正在加工的工件是否延期，待加工工件是否已移交本工序，上道工序是否延期，物料是否到位等，大大減輕了管理人員的工作強(qiáng)度。

當(dāng)管理人員需要檢查某套模具的生產(chǎn)情況時(shí)，可以查看以甘特圖形式展示出來的模具加工進(jìn)度，并通過各工序的計(jì)劃時(shí)間和實(shí)際的進(jìn)程的對比，幫助管理人員跟蹤模具的生產(chǎn)進(jìn)度。而以往生產(chǎn)管理人員在檢查模具進(jìn)度時(shí)，要到車間一個(gè)工位一個(gè)工位去看，而且只能看到主要的部件，小零件完成情況可能根本無法了解，甚至連車間的班組長也不知道小零件在哪里?；蛘哒匍_生產(chǎn)會(huì)議，把各班組長全部召集起來，花費(fèi)很長的時(shí)間一一匯報(bào)模具的進(jìn)度。由于班組長還不是第一線的加工人員，只能以自己的感覺和經(jīng)驗(yàn)來判斷模具的進(jìn)度，具有很大誤差。對于經(jīng)驗(yàn)豐富的工人來說，可能判斷準(zhǔn)確點(diǎn)，但一個(gè)工廠沒有辦法保證每個(gè)工人都是很有經(jīng)驗(yàn)、每時(shí)每刻都很有責(zé)任心。而只要一個(gè)定單中有一套模具不能按期完成，整個(gè)定單的交付就有問題，這也是許多模具廠在試模前

第一章 管理信息化在模具制造業(yè)的應(yīng)用和實(shí)踐

經(jīng)常要加班加點(diǎn)，甚至通宵加班趕制模具的一個(gè)主要原因。

1.5 信息化管理系統(tǒng)促進(jìn)CAD工程數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)部共享

由于工期短，模具企業(yè)的設(shè)計(jì)圖紙很難象批量生產(chǎn)模式的企業(yè)一樣做得很精細(xì)，而且由于更改頻繁、圖紙量大，也不可能把圖紙發(fā)給許多非生產(chǎn)部門，這為企業(yè)內(nèi)部的設(shè)計(jì)信息共享帶來了障礙。生產(chǎn)或其他業(yè)務(wù)部門有時(shí)希望能夠測量一下圖紙中未標(biāo)注的尺寸，有時(shí)需要查看一下3D模型以便對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)有更清楚地了解，這些需求都沒必要為此購買昂貴的CAD設(shè)計(jì)軟件，而且對非設(shè)計(jì)部門的人員來說，使用專業(yè)化的CAD軟件在操作和查找相關(guān)文件方面也很不方便。如果把管理系統(tǒng)與CAD工程數(shù)據(jù)鏈接，則會(huì)極大地方便生產(chǎn)或其他業(yè)務(wù)部門，使設(shè)計(jì)信息真正在全企業(yè)共享。

在iM3系統(tǒng)中，根據(jù)模具企業(yè)的運(yùn)作特點(diǎn)，集成了設(shè)計(jì)模型瀏覽工具，可以在系統(tǒng)中方便瀏覽2D/3D文檔（包括AutoCAD、Pro/E、UG等）。這樣，可以在公司內(nèi)部任何一臺(tái)電腦中查看CAD模型。例如，工藝人員制訂某個(gè)工件的生產(chǎn)工藝路線時(shí)，可以直接點(diǎn)擊查看3D圖形按鈕，借助瀏覽工具可以旋轉(zhuǎn)、檢查尺寸、做各種剖切面等操作，方便工藝人員制訂合理完整的工藝流程；車間工人在加工某一工件時(shí)，借助車間生產(chǎn)終端，可以方便瀏覽正在加工零件的3D圖形，通過對比加工工件與3D圖形，檢查是否加工正確，判斷加工是否完全，避免返工和報(bào)廢。而以往數(shù)控和電火花加工操作人員只看2D圖形，很難判別工件的最終形狀，經(jīng)常由于CNC程序遺漏或電極漏做而造成工件的返工，既浪費(fèi)資源，又影響模具工期。此外，這一功能對于市場報(bào)價(jià)、采購等部門的工作人員也都是非常有用的。

第一章 管理信息化在模具制造業(yè)的應(yīng)用和實(shí)踐

1.6 信息化在促進(jìn)信息共享方面的其他作用

通過信息化管理系統(tǒng)提供的信息共享平臺(tái)，將為企業(yè)內(nèi)部的管理工作提供前所未有的便利，減輕管理人員的工作壓力，避免出錯(cuò)，有效的保證模具質(zhì)量和工期。

案例1.某廠模具裝配前，裝配鉗工經(jīng)常因外購頂針到貨不及時(shí)，需要電話詢問倉庫和采購部門，甚至打電話給供應(yīng)商，才能確認(rèn)交付時(shí)間，非常麻煩。如果中間某個(gè)環(huán)節(jié)信息出現(xiàn)斷路，就無法確定準(zhǔn)確的交付日期，那么模具試模時(shí)間則因此不能確定。

案例2.某大型模具企業(yè)，每天晚上7：30—9：00要召開生產(chǎn)管理骨干人員會(huì)議，會(huì)議的主要議具的生產(chǎn)情況（進(jìn)度、質(zhì)量），當(dāng)某套模具出現(xiàn)問題時(shí)，再研討如何改進(jìn)。管理規(guī)范的模具企業(yè)都會(huì)定期組織類似的會(huì)議，但這需要很多人員花費(fèi)大量的精力和時(shí)間去了解模具的生產(chǎn)狀況，查詢和記錄全部模具的生產(chǎn)信息，從中篩選出非正常的模具。這樣做，無疑將增加管理人員的壓力，把寶貴的時(shí)間和精力浪費(fèi)在信息的統(tǒng)計(jì)和收集方面，且往往因收集的信息不準(zhǔn)確而影響決策。

在一個(gè)具有信息化管理系統(tǒng)的模具企業(yè)，通過系統(tǒng)與管理流程密切結(jié)合，將會(huì)為企業(yè)的各級(jí)管理和工作人員帶來信息查詢和統(tǒng)計(jì)的方便，使其準(zhǔn)確的掌握最及時(shí)、最準(zhǔn)確的各種信息。例如，在iM3系統(tǒng)中，生產(chǎn)管理人員可以通過系統(tǒng)查詢生產(chǎn)或采購物料目前所處的實(shí)際狀態(tài)，不必一個(gè)一個(gè)部門電話查詢；當(dāng)需要了解模具的進(jìn)度時(shí)，除了系統(tǒng)可以自動(dòng)為異常發(fā)出警告外，管理人員也可以主動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)其關(guān)注的異常問題，如，統(tǒng)計(jì)截止目前設(shè)計(jì)拖期的模具或采購?fù)掀诘奈锪?、統(tǒng)計(jì)計(jì)劃下周試模的模具、統(tǒng)計(jì)尚未按期付款的客戶、統(tǒng)計(jì)本月某供應(yīng)商的應(yīng)付帳等，這不但可以極大地減輕模具管理人員的工作壓力，而且能夠幫

第一章 管理信息化在模具制造業(yè)的應(yīng)用和實(shí)踐

助管理者正確決策。

1.7 結(jié)束語

通過管理信息化與管理改進(jìn)緊密結(jié)合，可以促進(jìn)企業(yè)的管理規(guī)范化，提高企業(yè)的運(yùn)作效率和市場競爭力，把企業(yè)的管理人員從繁雜的、重復(fù)性的勞動(dòng)中解放出來，使高層管理人員可以有更多的時(shí)間關(guān)注企業(yè)的發(fā)展方向，加強(qiáng)與客戶的溝通，開拓更廣泛的市場，市場人員也可以進(jìn)一步加強(qiáng)客戶關(guān)系的管理，尋找新的客戶資源，技術(shù)主管可以有時(shí)間關(guān)注模具新技術(shù)的發(fā)展，加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)技術(shù)的交流，不斷提升企業(yè)的技術(shù)水平，生產(chǎn)主管可以有更多的時(shí)間考慮如何進(jìn)一步提高工效，提升質(zhì)量和降低成本，做到不斷改善。因此，模具企業(yè)應(yīng)該把握住信息化時(shí)代帶來的機(jī)遇，為企業(yè)的長遠(yuǎn)可持續(xù)性發(fā)展打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第2章 沖壓模具設(shè)計(jì)中對機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用

第2章 沖壓模具設(shè)計(jì)中對機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用

本文是以沖壓工藝學(xué)基本理論為依據(jù)，通過對各種沖壓工藝基本運(yùn)動(dòng)的分析，提出了對沖壓模具設(shè)計(jì)的要求。首先闡述沖壓過程中，機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本概念，然后逐項(xiàng)分析了沖裁、彎曲、拉深工藝的基本運(yùn)動(dòng)機(jī)理，指出模具設(shè)計(jì)中應(yīng)著重控制到的內(nèi)容，并介紹了在模具設(shè)計(jì)中對機(jī)械運(yùn)動(dòng)靈活運(yùn)用的方法和一些實(shí)例。最后總結(jié)了根據(jù)具體情況進(jìn)行產(chǎn)品工藝運(yùn)動(dòng)分析的方法，并強(qiáng)調(diào)在模具設(shè)計(jì)中，對機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和靈活運(yùn)用對提高設(shè)計(jì)水平和保證沖壓件品質(zhì)的重要意義。

2.1 沖壓過程中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概述

冷沖壓就是將各種不同規(guī)格的板料或坯料，利用模具和沖壓設(shè)備（壓力機(jī)，又名沖床）對其施加壓力，使之產(chǎn)生變形或分離，獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。一般生產(chǎn)都是采用立式?jīng)_床，因而決定了沖壓過程的主運(yùn)動(dòng)是上下運(yùn)動(dòng)，另外，還有模具與板料和模具中各結(jié)構(gòu)件之間的各種相互運(yùn)動(dòng)。

機(jī)械運(yùn)動(dòng)可分為滑動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和滾動(dòng)等三種基本運(yùn)動(dòng)形式，在沖壓過程中都存在，但是各種運(yùn)動(dòng)形式的特點(diǎn)不同，對沖壓的影響也各不相同。既然沖壓過程存在如此多樣的運(yùn)動(dòng)，在沖壓模具設(shè)計(jì)中就應(yīng)該對各種運(yùn)動(dòng)進(jìn)行嚴(yán)格控制，以達(dá)到模具設(shè)計(jì)的要求；同時(shí)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況，靈活運(yùn)用各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到產(chǎn)品的要求。

沖壓過程的主運(yùn)動(dòng)是上下運(yùn)動(dòng)，但是在模具中設(shè)計(jì)斜楔結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)銷結(jié)構(gòu)、滾軸結(jié)構(gòu)和旋切結(jié)構(gòu)等，可以相應(yīng)把主運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為水平運(yùn)動(dòng)、模第2章 沖壓模具設(shè)計(jì)中對機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用

具中的轉(zhuǎn)動(dòng)和模具中的滾動(dòng)。在模具設(shè)計(jì)中這些特殊結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜和困難，成本也較高，但是為了達(dá)到產(chǎn)品的形狀、尺寸要求，卻不失為一種有效的解決方法。

2.2 沖裁模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用

沖裁工藝的基本運(yùn)動(dòng)是卸料板先與板料接觸并壓牢，凸模下降至與板料接觸并繼續(xù)下降進(jìn)入凹模，凸、凹模及板料產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致板料分離，然后凸、凹模分開，卸料板把工件或廢料從凸模上推落，完成沖裁運(yùn)動(dòng)。卸料板的運(yùn)動(dòng)是非常關(guān)鍵的，為了保證沖裁的質(zhì)量，必須控制卸料板的運(yùn)動(dòng)，一定要讓它先于凸模與板料接觸，并且壓料力要足夠，否則沖裁件切斷面質(zhì)量差，尺寸精度低，平面度不良，甚至模具壽命減少。

按通常的方法設(shè)計(jì)落料沖孔模具，往往沖壓后工件與廢料邊難以分開。在不影響工件質(zhì)量的前提下，可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位塊，以使落料沖孔運(yùn)動(dòng)完成后，凹模卸料板先把工件從凹模中推出，然后凸凹模卸料板再把廢料也從凸凹模上推落，這樣一來，工件與廢料也就自然分開了。

對于一些有局部凸起的較大的沖壓件，可以在落料沖孔模的凹模卸料板上增加壓型凸模，同時(shí)施加足夠的彈簧力，以保證卸料板上壓型凸模與板料接觸時(shí)先使材料變形達(dá)到壓型目的，再繼續(xù)落料沖孔運(yùn)動(dòng)，往往可以減少一個(gè)工步的模具，降低成本。

有些沖孔模具的沖孔數(shù)量很多，需要很大沖壓力，對沖壓生產(chǎn)不利，甚至無足夠噸位的沖床，有一個(gè)簡單的方法，是采用不同長度的2～4批沖頭，在沖壓時(shí)讓沖孔運(yùn)動(dòng)分時(shí)進(jìn)行，可以有效地減小沖裁力。對那些第2章 沖壓模具設(shè)計(jì)中對機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用

在彎曲面上有位置精度要求高的孔（例如對側(cè)彎曲上兩孔的同心度等）的沖壓件，如果先沖孔再彎曲是很難達(dá)到孔位要求的，必須設(shè)計(jì)斜楔結(jié)構(gòu)，在彎曲后再?zèng)_孔，利用水平方向的沖孔運(yùn)動(dòng)可以達(dá)到目的。對那些翻邊、拉深高度要求較嚴(yán)需要做修邊工序的，也可以采用類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.3 彎曲模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用

彎曲工藝的基本運(yùn)動(dòng)是卸料板先與板料接觸并壓死，凸模下降至與板料接觸，并繼續(xù)下降進(jìn)入凹模，凸、凹模及板料產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致板料變形折彎，然后凸、凹模分開，彎曲凹模上的頂桿（或滑塊）把彎曲邊推出，完成彎曲運(yùn)動(dòng)。卸料板及頂桿的運(yùn)動(dòng)是非常關(guān)鍵的，為了保證彎曲的質(zhì)量或生產(chǎn)效率，必須首先控制卸料板的運(yùn)動(dòng)，讓它先于凸模與板料接觸，并且壓料力一定要足夠，否則彎曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，應(yīng)確保頂桿力足夠，以使它順利地把彎曲件推出，否則彎曲件變形，生產(chǎn)效率低。對于精度要求較高的彎曲件，應(yīng)特別注意一點(diǎn)，最好在彎曲運(yùn)動(dòng)中，要有一個(gè)運(yùn)動(dòng)死點(diǎn)，即所有相關(guān)結(jié)構(gòu)件能夠碰死。

有些工件彎曲形狀較奇特，或彎曲后不能按正常方式從凹模上脫落，這時(shí)，往往需要用到斜楔結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)銷結(jié)構(gòu)，例如，采用斜楔結(jié)構(gòu)，可以完成小于90度或回鉤式彎曲，采用轉(zhuǎn)銷結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)圓筒件一次成型。

值得一提的是，對于有些外殼件，如電腦軟驅(qū)外殼，因其彎曲邊較長，彎頭與板料間的滑動(dòng)，在彎曲時(shí)，很容易擦出毛屑，材料鍍鋅層脫落，頻繁拋光彎曲沖頭效果也不理想。通常的做法是把彎曲沖頭鍍鈦，提高其光潔度和耐磨性；或者在彎曲沖頭R角處嵌入滾軸，把彎頭與板料的彎曲滑動(dòng)轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)，由于滾動(dòng)比滑動(dòng)的摩擦力小得多，所以不容第2章 沖壓模具設(shè)計(jì)中對機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用

易擦傷工件。

2.4 拉深模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用

拉深工藝的基本運(yùn)動(dòng)是，卸料板先與板料接觸并壓牢，凸模下降至與板料接觸，并繼續(xù)下降，進(jìn)入凹模，凸、凹模及板料產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致板料體積成形，然后凸、凹模分開，凹?；瑝K把工件推出，完成拉深運(yùn)動(dòng)。

卸料板和滑塊的運(yùn)動(dòng)非常關(guān)鍵，為了保證拉深件的質(zhì)量，必須控制卸料板的運(yùn)動(dòng)，讓它先于凸模與板料接觸，并且壓料力要足夠，否則拉深件容易起皺，甚至裂開；其次應(yīng)確保凹?；瑝K壓力足夠，以保證拉深件底面的平面度。拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)合理，可以很好地控制結(jié)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)過程，達(dá)到多工序組合的目的。例如典型的落料拉深切邊沖孔復(fù)合模具的設(shè)計(jì)。

另外，有些裝飾品和日用品的拉深件需要有卷邊（或滾邊）工序，模具設(shè)計(jì)中也用到了滾軸結(jié)構(gòu)，所以在卷邊過程中滾動(dòng)的摩擦力非常小，不容易擦傷工件表面。

對那些需要在馬達(dá)中旋轉(zhuǎn)的拉深結(jié)構(gòu)件,切邊的高度、跳動(dòng)度等要求相當(dāng)高，需要在模具中設(shè)計(jì)特別的旋切結(jié)構(gòu)，利用旋轉(zhuǎn)（切）運(yùn)動(dòng)修邊，不僅能保證切邊的尺寸精度高，甚至切邊的毛刺及沖切紋路亦相當(dāng)美觀。值得一提的是，此旋切結(jié)構(gòu)在實(shí)際設(shè)計(jì)改良后，已經(jīng)非常易于模具加工制作，并且已運(yùn)用于連續(xù)拉深模具當(dāng)中。

2.5 連續(xù)模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用

連續(xù)模具中常常同時(shí)包括了沖裁、彎曲和拉深等沖壓工藝，因而其第2章 沖壓模具設(shè)計(jì)中對機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用

沖壓過程中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)也包括了這三種工藝的基本運(yùn)動(dòng)模式，對連續(xù)模具中運(yùn)動(dòng)的控制，應(yīng)分成各基本工藝分別進(jìn)行控制。

通常連續(xù)模具要求不斷加快沖壓速度，提高生產(chǎn)效率，有些形狀較復(fù)雜、較特別的沖壓件，其沖壓運(yùn)動(dòng)較費(fèi)時(shí)，在連續(xù)模具設(shè)計(jì)中可以分解成效率較高的沖壓運(yùn)動(dòng)。例如，工程膨脹螺釘圓筒件在連續(xù)模具設(shè)計(jì)中即可將其圓筒成型運(yùn)動(dòng)分解為兩側(cè)90度圓弧彎曲～中間60度圓弧彎曲～整體抱圓～圓度校正四個(gè)工序，不僅提高效率，亦能保證沖壓件圓度需要特別指出的是，連續(xù)模具因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)中還牽涉到送料機(jī)、吹風(fēng)裝置等，在設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮到這些因素，讓沖床、模具、送料機(jī)和吹風(fēng)裝置的運(yùn)動(dòng)在時(shí)間上配合好，連續(xù)模具才能真正順利生產(chǎn)。

2.6 結(jié)束語

盡管各種工藝的基本運(yùn)動(dòng)原理是不同的，但是也有共同點(diǎn)，就是卸料板（或滑塊）的運(yùn)動(dòng)是重要的控制因素。實(shí)際上，在模具設(shè)計(jì)當(dāng)中，產(chǎn)品的沖壓工藝不可能都象各種工藝的基本運(yùn)動(dòng)那樣簡單，應(yīng)當(dāng)要根據(jù)具體情況對產(chǎn)品工藝作好運(yùn)動(dòng)分析，再據(jù)此作進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。

在對產(chǎn)品工藝運(yùn)動(dòng)作分析時(shí)，應(yīng)主要考慮其必要性、時(shí)間性、可行性，還應(yīng)具有創(chuàng)造性。必要性是指運(yùn)用基本運(yùn)動(dòng)原理判斷需要那些運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品工藝；時(shí)間性是指所需各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的先后順序；可行性是指能否通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和力學(xué)設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動(dòng)；創(chuàng)造性是指在前述運(yùn)動(dòng)無法被實(shí)現(xiàn)或運(yùn)動(dòng)無法完全實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品工藝的情況下，要善于大膽采用新方法去努力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品工藝，也就是前面所說的對機(jī)械運(yùn)動(dòng)的靈活運(yùn)用。

沖壓過程存在多種多樣的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，而各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)對沖壓工藝實(shí)現(xiàn)與沖壓件品質(zhì)的影響也各不相同，因而在沖壓模具設(shè)計(jì)中對機(jī)械運(yùn)動(dòng)第2章 沖壓模具設(shè)計(jì)中對機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用 的控制和靈活運(yùn)用對提高設(shè)計(jì)水平和保證沖壓件品質(zhì)具有重要意義。第3章 直接原型熔身射快速制造金屬模具技術(shù)

第3章 直接原型熔身射快速制造金屬模具技術(shù)

快速制造模具尤其是金屬模具技術(shù)是由新產(chǎn)品設(shè)計(jì)迅速形成高效、低成本、優(yōu)質(zhì)的批量生產(chǎn)并搶占市場的關(guān)鍵，近年來受到極大關(guān)注。然而，目前的耐久金屬模具尤其是大中型模具的快速制造技術(shù)尚不成熟，成為快速制模技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展并取得更大經(jīng)濟(jì)效益需要解決的關(guān)鍵課題。

3.1 前言

快速制造模具尤其是金屬模具技術(shù)是由新產(chǎn)品設(shè)計(jì)迅速形成高效、低成本、優(yōu)質(zhì)的批量生產(chǎn)并搶占市場的關(guān)鍵。近年來可用于實(shí)際生產(chǎn)的中大批量成形耐久金屬模具的快速制造技術(shù)受到極大關(guān)注。然而，目前的耐久金屬模具尤其是大中型模具的快速制造技術(shù)尚不成熟，成為快速制模技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展并取得更大經(jīng)濟(jì)效益需要解決的關(guān)鍵課題。

快速制模技術(shù)可分為由RP系統(tǒng)制作的快速原型或產(chǎn)品原型復(fù)制模具的間接法(1RT)，以及由RP系統(tǒng)無模直接制造模具的直接法(DRT)兩大類。間接法實(shí)際上在RP技術(shù)誕生之前就已出現(xiàn)：隨著RP技術(shù)延生而發(fā)展起來的直接法尤其是直接快速制造金屬模具DRMT方法雖然受到高度關(guān)注，但目前由于可成形尺寸范圍、精度和材料性能控制方面尚存在困難，實(shí)用化程度遠(yuǎn)低于間接法。

熔射快速制造耐久金屬模具技術(shù)，因其幾乎不受制模材料和尺寸大小限制，尺寸及表面精度高于鑄造和燒結(jié)法、制模時(shí)間和成本遠(yuǎn)少于和低于電鑄法而受到關(guān)注。其基本工藝是由原型→硅膠?！蝗凵湓汀?章 直接原型熔身射快速制造金屬模具技術(shù)

耐磨合金熔射→加襯補(bǔ)強(qiáng)→原型分離→后處理→熔射模具，工序多，控制精度難度大。尤其是其技術(shù)關(guān)鍵-耐高熔點(diǎn)合金熔射的被熔射原型制造須經(jīng)過原型→硅膠模→被熔射原型三道工序，致使制模時(shí)間和成本增加，控制制模精度難度大，從而限制了該技術(shù)實(shí)用化的進(jìn)程。因此，能否直接制造耐熱且可分離的被熔射原型，是拓寬該技術(shù)的應(yīng)用范圍，提高與其它快速制模和機(jī)械加工制模技術(shù)競爭能力的關(guān)鍵。為此，本文提出直接制造原型快速熔射制模技術(shù)(DPST-Direct Proto-type Spray Tooling)。該技術(shù)以新開發(fā)的機(jī)器人柔性數(shù)字化制造系統(tǒng)為平臺(tái)，可直接由CAD模型制造耐熱、可分離、高精度的被熔射原型，從而省去以往的RP原型和硅膠模復(fù)制兩個(gè)工序，可顯著縮短制模周期、降低成本、提高精度，從而大大拓展熔射制模技術(shù)的應(yīng)用范圍。為快速、低成本、高質(zhì)量地制造多品種、變批量的產(chǎn)品成形用金屬模具開辟新的有效途徑。

3.2 DPST方法概述

直接原型機(jī)器人熔射快速制模(DPST)方法的基本工藝主要包括機(jī)器人加工原型、機(jī)器人熔射成形、機(jī)器人表面后處理等三大模塊。此加工系統(tǒng)由一個(gè)工業(yè)機(jī)器人、等離子熔射機(jī)、研磨機(jī)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)等組成。工業(yè)機(jī)器人選用日本YAS—KAWA的六軸工業(yè)機(jī)器人，與數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)構(gòu)成七軸機(jī)器人成形加工系統(tǒng)。該系統(tǒng)可通過在其末端連接不同的執(zhí)行器，便可在一臺(tái)機(jī)器人上實(shí)現(xiàn)多種加工功能，從而使得整個(gè)工藝過程變得極為簡潔、柔性，可加工范圍廣、工件復(fù)雜度高，并大幅度地減少了大型數(shù)控機(jī)床等設(shè)備的投資和空間，是一種極具應(yīng)用前景的新型零件與模具制造技術(shù)。第3章 直接原型熔身射快速制造金屬模具技術(shù)

3.3 機(jī)器人原型制造

采用工業(yè)機(jī)器人高速銑削直接加工成形原型和零件，是近年來興起的一個(gè)新的研究方向，國內(nèi)外的學(xué)者對其進(jìn)行了相關(guān)的研究。荷蘭代夫特技術(shù)大學(xué)的Jotis S．M．Vergeest開發(fā)了一種雕刻機(jī)器人系統(tǒng)，用來銑削制造輕金屬和聚亞安酯材料的零件；香港大學(xué)的W.C.Tse等Matsuoka采用機(jī)器人高速銑削來加工鋁合金薄壁件。與數(shù)控機(jī)床相比較，工業(yè)機(jī)器人 具有自由度多(六自由度)，加工范圍廣，靈活的特點(diǎn)，能夠加工復(fù)雜的三維形狀的零件．但其缺點(diǎn)是剛度相對較差，加工精度不高，所能加工的材料主要集中在泡沫材料、蠟、聚亞安酯以及鋁等輕金屬材料．對于陶瓷材料的機(jī)器人銑削加工目前還未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

陶瓷材料由于在燒結(jié)前強(qiáng)度很低，很難對其進(jìn)行精細(xì)加工，而燒結(jié)后，材料硬度增大，常采用特種加工方法如電火花加工技術(shù)、激光加工以及超聲旋轉(zhuǎn)加工等方法來進(jìn)行加工。本文的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明采用陶瓷與金屬復(fù)合材料，在一定的工藝條件下，其坯料具有較好的機(jī)加工特性，經(jīng)過處理后能滿足耐高熔點(diǎn)合金熔射的要求。

機(jī)器人直接制造耐高溫熔射陶瓷原型工藝是根據(jù)CAD模型文件直接銑削制造陶瓷模具型腔。首先通過三維造型軟件如UG—NX直接生成模具型腔的NC加工文件，然后再經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理得到機(jī)器人可執(zhí)行的銑削加工文件。將文件導(dǎo)入機(jī)器人控制柜中即可對澆注成型的陶瓷坯料進(jìn)行高速銑削加工，成型后再進(jìn)行熱處理，即得到耐高溫的熔射原型。

3.4 機(jī)器人熔射成形 第3章 直接原型熔身射快速制造金屬模具技術(shù)

在獲得了耐高溫的陶瓷原型后，就可在其基礎(chǔ)上進(jìn)行機(jī)器人熔射即機(jī)器人等離子噴涂成形。將工業(yè)機(jī)器人用于噴涂作業(yè)，國內(nèi)外已有相關(guān)應(yīng)用和研究。但主要應(yīng)用于噴漆和噴釉作業(yè)。而等離子噴涂過程由于具有高溫、高速和高應(yīng)力狀態(tài)的特點(diǎn)，因此必須對機(jī)器人的熔射路徑進(jìn)行合理的規(guī)劃。由本項(xiàng)研究開發(fā)的軟件，可從被熔射原型基體的CAD文件傳換得到的STL文件，然后通過切片分層，從而得到表面的點(diǎn)的軸跡和方向矢量，再根據(jù)熔射工藝的要求，將這些點(diǎn)按照一定的順序連接起來，即得到機(jī)器人的噴涂路徑。

機(jī)器人的噴涂路徑，一般為Z字形的光柵路徑。為了克服由噴涂過程中由于溫度不均勻?qū)е碌母邭堄鄳?yīng)力所造成的皮膜的翹曲和開裂，我們設(shè)計(jì)了一種旋轉(zhuǎn)疊加的光柵路徑。在每一層的噴涂過程中，仍然采用Z字形的光柵路徑，但在第n＋1層與第n層光柵軌跡之間存在一個(gè)夾角θ。為了確定一個(gè)最優(yōu)的夾角，我們分別先取了0°、45°、60°、90°等幾四種方案分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在θ＝90°時(shí)皮膜具有最低的殘余應(yīng)力分布。這主要是因?yàn)殡S著角度的增加，每層涂層間的熱變形均勻性增加，從而使涂層整體的應(yīng)力分布更加均勻。而隨著殘余應(yīng)力的降低，能減少噴涂過程中皮膜的翹曲現(xiàn)象，增強(qiáng)皮膜的成型性。

3.5 補(bǔ)強(qiáng)和后處理

對熔射所獲得的金屬皮膜，采用金屬或者金屬與樹脂復(fù)合的材料進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)后，再與被熔射原型分離，即得到工藝所需要的模具型腔。對模具型腔進(jìn)行后續(xù)精整加工后，進(jìn)行裝配就得到了試制或批量成形用金屬模具。此項(xiàng)技術(shù)尤其適用于大中型、復(fù)雜形狀、耐磨金屬模具的低成本快速制造，制模周期短(約數(shù)天可得大型模具型腔)、成本比機(jī)械加工減第3章 直接原型熔身射快速制造金屬模具技術(shù)

少30—50％、表面硬度可達(dá)HRc55—60、精度<0.05％；可取代數(shù)控機(jī)床加工，極大地減少大型數(shù)控機(jī)床的昂貴投資，已申請國家發(fā)明和國際發(fā)明專利。去年8月作為最新模具制造新技術(shù)在日本[型技術(shù)]雜志上發(fā)表。目前本工藝已應(yīng)用于汽車、摩托車車身模具的塑料模和沖壓模的制造。

3.6 結(jié)論

通過本文研究開發(fā)得到了如下結(jié)論：

l、采用本文開發(fā)的機(jī)器人原型制造技術(shù)，可直接制造耐熱、可分離、精度高的被熔射原型。

2、在此基礎(chǔ)上開發(fā)的機(jī)器人直接原型熔射快速制模技術(shù)，顯著縮短了制模周期、降低了制模成本、提高了制模精度。

3、此項(xiàng)技術(shù)尤其適合于大中型、復(fù)雜形狀的多品種、變批量成形用金屬模具的快速低成本制造，在汽車、家電、通訊、輕工等諸多行業(yè)的金屬模具制造方面極具應(yīng)用前景。第4章 模具數(shù)控加工CAM編程中工藝參數(shù)的確定

第4章 模具數(shù)控加工CAM編程中工藝參數(shù)的確定

眾所周知，在借助CAM軟件進(jìn)行數(shù)控編程的過程中，工藝參數(shù)的選擇十分重要，它不僅對被加工零件的質(zhì)量影響巨大，甚至可以決定著機(jī)床功效的發(fā)揮和安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行。本文作者針對模具零件的特點(diǎn)，分析了模具零件數(shù)控銑削加工編程中工藝參數(shù)的選擇對加工質(zhì)量的影響，并結(jié)合實(shí)際介紹了模具數(shù)控加工中CAM編程時(shí)工藝參數(shù)的設(shè)定方法和原則。

4.1 引言

數(shù)控加工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于模具制造業(yè)，如數(shù)控銑削、鏜削、車削、線切割、電火花加工等，其中數(shù)控銑削是復(fù)雜模具零件的主要加工方法。數(shù)控設(shè)備為精密復(fù)雜零件的加工提供了基本條件，但要達(dá)到預(yù)期的加工效果，編制高質(zhì)量的數(shù)控程序是必不可少的，這是因?yàn)閿?shù)控加工程序不僅包括零件的工藝過程，而且還包括刀具的形狀和尺寸、切削用量、走刀路徑等工藝信息。對于簡單的模具零件，通常采用手工編程的方法，對于復(fù)雜的模具零件，往往需要借助于CAM軟件編制加工程序，如Pro/ENGINEER、UG、Cimatron、MasterCAM等。無論是手工編程或計(jì)算機(jī)輔助編程，在編制加工程序時(shí)，選擇合理的工藝參數(shù)，是編制高質(zhì)量加工程序的前提。

4.2 刀具的選擇

在模具型腔數(shù)控銑削加工中，刀具的選擇直接影響著模具零件的加第4章 模具數(shù)控加工CAM編程中工藝參數(shù)的確定

工質(zhì)量、加工效率和加工成本，因此正確選擇刀具有著十分重要的意義。在模具銑削加工中，常用的刀具有平端立銑刀、圓角立銑刀、球頭刀和錐度銑刀等。

在模具型腔加工時(shí)刀具的選擇應(yīng)遵循以下原則：

1.根據(jù)被加工型面形狀選擇刀具類型

對于凹形表面，在半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)選擇球頭刀，以得到好的表面質(zhì)量，但在粗加工時(shí)宜選擇平端立銑刀或圓角立銑刀，這是因?yàn)榍蝾^刀切削條件較差；對凸形表面，粗加工時(shí)一般選擇平端立銑刀或圓角立銑刀，但在精加工時(shí)宜選擇圓角立銑刀，這是因?yàn)閳A角銑刀的幾何條件比平端立銑刀好；對帶脫模斜度的側(cè)面，宜選用錐度銑刀，雖然采用平端立銑刀通過插值也可以加工斜面，但會(huì)使加工路徑變長而影響加工效率，同時(shí)會(huì)加大刀具的磨損而影響加工的精度。

2.根據(jù)從大到小的原則選擇刀具

模具型腔一般包含有多個(gè)類型的曲面，因此在加工時(shí)一般不能選擇一把刀具完成整個(gè)零件的加工。

無論是粗加工還是精加工，應(yīng)盡可能選擇大直徑的刀具，因?yàn)榈毒咧睆皆叫?，加工路徑越長，造成加工效率降低，同時(shí)刀具的磨損會(huì)造成加工質(zhì)量的明顯差異。

3.根據(jù)型面曲率的大小選擇刀具

在精加工時(shí)，所用最小刀具的半徑應(yīng)小于或等于被加工零件上的內(nèi)第4章 模具數(shù)控加工CAM編程中工藝參數(shù)的確定

輪廓圓角半徑，尤其是在拐角加工時(shí)，應(yīng)選用半徑小于拐角處圓角半徑的刀具并以圓弧插補(bǔ)的方式進(jìn)行加工，這樣可以避免采用直線插補(bǔ)而出現(xiàn)過切現(xiàn)象；在粗加工時(shí)，考慮到盡可能采用大直徑刀具的原則，一般選擇的刀具半徑較大，這時(shí)需要考慮的是粗加工后所留余量是否會(huì)給半精加工或精加工刀具造成過大的切削負(fù)荷，因?yàn)檩^大直徑的刀具在零件輪廓拐角處會(huì)留下更多的余量，這往往是精加工過程中出現(xiàn)切削力的急劇變化而使刀具損壞或栽刀的直接原因。

4.粗加工時(shí)盡可能選擇圓角銑刀

一方面圓角銑刀在切削中可以在刀刃與工件接觸的0-90°范圍內(nèi)給出比較連續(xù)的切削力變化，這不僅對加工質(zhì)量有利，而且會(huì)使刀具壽命大大延長；另一方面，在粗加工時(shí)選用圓角銑刀，與球頭刀相比具有良好的切削條件，與平端立銑刀相比可以留下較為均勻的精加工余量，這對后續(xù)加工是十分有利的。

4.3 走刀方式和切削方式的確定

走刀方式是指加工過程中刀具軌跡的分布形式。切削方式是指加工時(shí)刀具相對工件的運(yùn)動(dòng)方式。在數(shù)控加工中，切削方式和走刀方式的選擇直接影響著模具零件的加工質(zhì)量和加工效率。其選擇原則是根據(jù)被加工零件表面的幾何特征，在保證加工精度的前提下，使切削時(shí)間盡可能短，切削過程中刀具受力平穩(wěn)。

1.走刀方式 第4章 模具數(shù)控加工CAM編程中工藝參數(shù)的確定

在模具加工中，常用的走刀方式包括單向走刀、往復(fù)走刀和環(huán)切走刀三種形式。其中，單向走刀方式，在加工中切削方式保持不變，這樣可以保證順銑或逆銑的一致性，但由于增加了提刀和空走刀，切削效率較低。粗加工中，由于切削量較大，一般選用單向走刀，以保證刀具受力均勻和切削過程的穩(wěn)定性。二是往復(fù)走刀方式，在加工過程中不提刀進(jìn)行連續(xù)切削，加工效率較高，但逆銑和順銑交替進(jìn)行，加工質(zhì)量較差。一般在粗加工時(shí)由于切削量大不宜采用往復(fù)走刀，而在半精加工和表面質(zhì)量要求不高的精加工時(shí)可選用往復(fù)走刀。三是環(huán)切走刀方式，其刀具路徑由一組封閉的環(huán)形曲線組成，加工過程中不提刀，采用順銑或逆銑切削方式，是型腔加工常用的一種走刀方式。

2.銑削方式

銑削方式的選擇直接影響到加工表面質(zhì)量、刀具耐用度和加工過程的平穩(wěn)性。在采用圓周銑削時(shí)，根據(jù)加工余量的大小和表面質(zhì)量的要求，要合理選用順銑和逆銑，一般地，粗加工過程中余量較大，應(yīng)選用逆銑加工方式，以減小機(jī)床的震動(dòng)；精加工時(shí)，為達(dá)到精度和表面粗糙度的要求，應(yīng)選擇順銑加工方式。在采用端面銑削時(shí)，應(yīng)根據(jù)所加工材料的不同，選用不同的銑削方式，一般地，在加工高硬度的材料時(shí)應(yīng)選用對稱銑削；在加工普通碳鋼和高強(qiáng)度低合金鋼時(shí)，應(yīng)選用不對稱逆銑，可以延長刀具的使用壽命，得到較好的工件表面質(zhì)量；在加工高塑形材料時(shí)應(yīng)選用不對稱順銑，以提高刀具的耐用度。

4.4 刀具的切入與切出 第4章 模具數(shù)控加工CAM編程中工藝參數(shù)的確定

在模具型腔數(shù)控銑削中，由于模具型腔的復(fù)雜性，往往需要多次更換不同的刀具才能完成對模具零件的加工。在粗加工時(shí)，每次加工后殘留余量形成的幾何形狀是在變化的，在下次進(jìn)刀時(shí)如果切入方式選擇不當(dāng)，很容易造成栽刀事故。在精加工時(shí)，切入和切出時(shí)切削條件的變化往往會(huì)造成加工表面質(zhì)量的差異。因此，合理選擇刀具切入、切出方式具有非常重要的意義。一般的CAM軟件提供的切入切出方式有刀具垂直切入切出工件(Plunge)、刀具以斜線切入工件(Ramp)、刀具以螺旋軌跡下降切入工件(Spiral)、刀具通過預(yù)加工工藝孔切入工件(Entry Hole)以及圓弧切入切出工件(ARC_TANGENT)。

其中刀具垂直切入切出工件是最簡單、最常用的方式，適用于可以從工件外部切入的凸模類工件的粗加工和精加工以及模具型腔側(cè)壁的精加工；刀具以斜線或螺旋線切入工件常用于較軟材料的粗加工；通過預(yù)加工工藝孔切入工件是凹模粗加工常用的下刀方式；圓弧切入切出工件由于可以消除接刀痕而常用于曲面的精加工。需要說明的是在粗加工型腔時(shí)，如果采用單向走刀(Zig)方式，一般CAD/CAM系統(tǒng)提供的切入方式是一個(gè)加工操作開始時(shí)的切入方式，并不定義在加工過程中每次的切入方式，這個(gè)問題有時(shí)是造成刀具或工件損壞的主要原因，解決這一問題的一種方法是采用環(huán)切走刀方式或雙向走刀方式，另一種方法是減小加工的步距(Step-over)，使背吃刀量小于銑刀半徑。

4.5 切削參數(shù)的控制

切削參數(shù)的選擇對加工質(zhì)量、加工效率以及刀具耐用度有著直接的影響。在CAM軟件中與切削相關(guān)的參數(shù)主要有主軸轉(zhuǎn)速(Spindle speed)、進(jìn)給速率(Cut feed)、刀具切入時(shí)的進(jìn)給速率(Lead in feed rate)、步第4章 模具數(shù)控加工CAM編程中工藝參數(shù)的確定

距寬度（Step-over）和切削深度（Step depth）等。

1.主軸轉(zhuǎn)速

主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度來計(jì)算，其計(jì)算公式為：n=1000Vc /πd，式中d為刀具直徑（mm），Vc為切削速度(m/min)。切削速度的選擇與刀具的耐用度密切相關(guān)，當(dāng)工件材料、刀具材料和結(jié)構(gòu)確定后，切削速度就成為影響刀具耐用度的最主要因素，過低或過高的切削速度都會(huì)使刀具耐用度急劇下降。在模具加工，尤其是模具的精加工時(shí)，應(yīng)盡量避免中途換刀，以得到較高的加工質(zhì)量，因此應(yīng)結(jié)合刀具耐用度認(rèn)真選擇切削速度。

2.進(jìn)給速度與刀具切入進(jìn)給速度

進(jìn)給速度的選擇直接影響著模具零件的加工精度和表面粗糙度，其計(jì)算公式為F=nzf，式中n為主軸轉(zhuǎn)速（r/min），z為銑刀齒數(shù)，f為每齒進(jìn)給量(mm/齒)。每齒進(jìn)給量的選取取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料和銑刀結(jié)構(gòu)。工件的硬度和強(qiáng)度越高，每齒進(jìn)給量越小；硬質(zhì)合金銑刀比同類高速鋼銑刀每齒進(jìn)給量要高；當(dāng)加工精度和表面粗糙度要求較高時(shí)，應(yīng)選擇較低的進(jìn)給量；刀具切入進(jìn)給速度應(yīng)小于切削進(jìn)給速度。

3.吃刀量

吃刀量的大小主要受機(jī)床、工件和刀具剛度的限制，其選擇原則是在滿足工藝要求和工藝系統(tǒng)剛度許可的條件下，選用盡可能大的吃刀量，以提高加工效率。為保證加工精度和表面粗糙度，應(yīng)留0.2-0.5mm的精加工余量。在粗加工時(shí)，余量的切除往往采用層切的方法，在CAM編程第4章 模具數(shù)控加工CAM編程中工藝參數(shù)的確定

時(shí)，需要設(shè)置每層切削深度和最大步距寬度，而實(shí)際步距往往與工件形狀有關(guān)。

在精加工時(shí)，吃刀量的選擇與表面粗糙度有關(guān)，CAM軟件中通常提供有兩種參數(shù)控制表面粗糙度：步距寬度（Stepover）和殘留高度(Scallop)。采用步距寬度控制表面粗糙度時(shí)，步距寬度越小，表面粗糙度越小，但加工路徑和加工時(shí)間會(huì)大大延長，因此步距寬度不宜設(shè)置得太小，在實(shí)踐中可以通過改變半精加工和精加工走刀路徑的方法（二者成正交關(guān)系）改善表面質(zhì)量；采用殘留高度控制表面粗糙度時(shí)，步距寬度會(huì)依據(jù)工件形狀自動(dòng)調(diào)整。

4.6 其他參數(shù)

在模具數(shù)控加工編程中，除以上參數(shù)的設(shè)定外，還有諸如工件坐標(biāo)系（Work Coordinate）、刀具快速運(yùn)動(dòng)平面（Rapid Plane）、加工安全平面（Clearance Plane）、加工余量參數(shù)（Allowance）以及后置處理參數(shù)等的設(shè)定。工件坐標(biāo)系的設(shè)定一般應(yīng)與工件的工藝基準(zhǔn)相重合；刀具快速運(yùn)動(dòng)平面和加工安全平面的選擇應(yīng)結(jié)合工件形狀和夾具結(jié)構(gòu)，在保證安全的情況下，盡量減小空刀行程；加工余量的選擇不宜過小或過大，過小容易造成粗加工時(shí)的過切，過大則會(huì)影響精加工質(zhì)量；后置處理參數(shù)應(yīng)結(jié)合數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的特點(diǎn)來設(shè)定。總之，模具零件數(shù)控編程具有很大的靈活性，只有正確理解以上工藝參數(shù)，在實(shí)踐中不斷進(jìn)行總結(jié)，才能編制出高質(zhì)量的加工程序，加工出高質(zhì)量的模具零件。參考文獻(xiàn)

參考文獻(xiàn)

[I]李發(fā)致.模具先進(jìn)制造技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [2]萬戰(zhàn)勝.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).鐵道出版社，1985 [3]李天佑.沖模圖冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1996 [4]馮炳堯等.模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊[M].上海:上海科學(xué)出版社,1985 [5]鄭大中等.模具結(jié)構(gòu)圖冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995 [6] 陳玉祥.中國機(jī)械工程, 1998，9(5):1～4 [7] 周延佑.中國機(jī)械工程,1998，9(5): 5～24 [8]張寶林.數(shù)控技術(shù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1997

第二篇：機(jī)械數(shù)控畢業(yè)論文1

淺談我國機(jī)械自動(dòng)化未來發(fā)展方向

姓 名: 學(xué) 號(hào): 1***9 班

級(jí): 2011指導(dǎo)老師: 職 稱: 完成時(shí)間: 2013

趙占文

級(jí)秋季機(jī)械制造 年 月 日

提綱 機(jī)械自動(dòng)化的定義

二、機(jī)械自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)

（一）改善生產(chǎn)的勞動(dòng)條件

（二）使用安全性提高

（三）具有復(fù)合功能，適用面廣

（四）節(jié)約能源，減少耗材

三、發(fā)達(dá)國家機(jī)械自動(dòng)化的現(xiàn)狀

（一）管理方面

（二）設(shè)計(jì)方面

（三）制造工藝方面

（四）自動(dòng)化工藝方面

四、我國機(jī)械自動(dòng)化的現(xiàn)狀

五、我國機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展之路

六、結(jié)論

淺談我國機(jī)械自動(dòng)化未來發(fā)展方向

趙占文

摘要：本文結(jié)合我國機(jī)械的現(xiàn)狀，提出了我國機(jī)械行業(yè)目前所面臨的主要問題，并分別從機(jī)械產(chǎn)品自身發(fā)展及行業(yè)出發(fā)，指出了未來工程機(jī)械行業(yè)的發(fā)展趨勢，并根據(jù)我國行業(yè)自身發(fā)展特點(diǎn)，提出了相應(yīng)的發(fā)展和改進(jìn)措施，為機(jī)械的行業(yè)發(fā)展提供了一定的理論看法同時(shí)對機(jī)械自動(dòng)化的產(chǎn)生及在我國的現(xiàn)狀做了概述，在此基礎(chǔ)上探索了我國機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展之路。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì);自動(dòng)化;發(fā)展

制造業(yè)特別是機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營管理模式乃至社會(huì)的組織結(jié)構(gòu)和文化。由于中國潛在的巨大市場和豐富的勞動(dòng)力資源，世界的制造業(yè)正在向中國轉(zhuǎn)移，中國正在成為世界的制造大國。隨著人們對于自動(dòng)化的使用來代替人類手動(dòng)操作的迫切需要，機(jī)械自動(dòng)化朝著一個(gè)很好的方向發(fā)展，但對于機(jī)械自動(dòng)化的使用過程以及發(fā)展方向，對于發(fā)展中的中國來說也是一個(gè)探索的方向。

一、機(jī)械自動(dòng)化的定義

機(jī)械自動(dòng)化, 主要指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù), 實(shí)現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn), 實(shí)現(xiàn)優(yōu)化有效的自動(dòng)生產(chǎn)過程,加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動(dòng)速度。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展, 是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進(jìn)步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。

機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)水準(zhǔn),不僅影響整個(gè)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展,而且對國民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響。如何發(fā)展我國的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),應(yīng)實(shí)事求是一切從我國的國情出發(fā), 做好各項(xiàng)基礎(chǔ)工作, 走中國的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展之路。

二、機(jī)械自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)

（一）改善生產(chǎn)的勞動(dòng)條件

機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)使工業(yè)自動(dòng)化程度增高，不但改善了勞動(dòng)條件，還改善了勞動(dòng)強(qiáng)度，優(yōu)化了員工的配置，提高了生產(chǎn)效率。

（二）使用安全性提高

機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)措施，避免和減少人身與設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性，機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品由于采用電子元器件，減少了機(jī)械產(chǎn)品中的可動(dòng)構(gòu)件和磨損部件，從而使其具有較高的靈敏度和可靠性。故障率降低，壽命得到了延長。

（三）具有復(fù)合功能，適用面廣

機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品跳出機(jī)電產(chǎn)品單技術(shù)、單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度大大提高。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品一般具有自動(dòng)化控制、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)校驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求，應(yīng)變能力較強(qiáng)。

（四）節(jié)約能源，減少耗材

節(jié)約一次和二次能源是國家的戰(zhàn)略目標(biāo)，也是用戶十分關(guān)心的問題，機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品通過采用低能耗驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，最佳的調(diào)節(jié)控制，以提高設(shè)備的能源利用率，可達(dá)到明顯的節(jié)能效果。同時(shí)，由于多種學(xué)科的交叉融合，機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的許多功能一方面從機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到微電子、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，另一方面從硬件系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到軟件系統(tǒng)，從而使得機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品系統(tǒng)朝著輕小型方向發(fā)展，減少了材料消耗。

三、發(fā)達(dá)國家機(jī)械自動(dòng)化的現(xiàn)狀

（一）管理方面

工業(yè)發(fā)達(dá)國家廣泛采用計(jì)算機(jī)管理,重視組織和管理體制、生產(chǎn)模式的更新發(fā)展,推出了準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生產(chǎn)(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技術(shù)。我國只有少數(shù)大型企業(yè)局部采用了計(jì)算機(jī)輔助管理,多數(shù)小型企業(yè)仍處于經(jīng)驗(yàn)管理階段。

（二）設(shè)計(jì)方面

工業(yè)發(fā)達(dá)國家不斷更新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和準(zhǔn)則,采用新的設(shè)計(jì)方法,廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD),大型企業(yè)開始無圖紙的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。我國采用CAD技術(shù)的比例比較低。

（三）制造工藝方面

工業(yè)發(fā)達(dá)國家較廣泛的采用高精密加工、精細(xì)加工、微細(xì)加工、微型機(jī)械和微米、納米技術(shù)、激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)、超塑加工技術(shù)以及復(fù)合加工技術(shù)等新型加工方法。我國普及率不高,尚在開發(fā)、掌握之中。

（四）自動(dòng)化技術(shù)方面

工業(yè)發(fā)達(dá)國家普遍采用數(shù)控機(jī)床、加工中心及柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS),實(shí)現(xiàn)了柔性自動(dòng)化、只是智能化、集成化。我國尚處在單機(jī)自動(dòng)化、剛性自動(dòng)化階段,柔性制造單元和系統(tǒng)僅在少數(shù)企業(yè)可見。

四、我國機(jī)械自動(dòng)化的現(xiàn)狀

我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次低。我國機(jī)械制造業(yè)目前有1.4萬個(gè)企業(yè)，發(fā)展很不平衡，有大量落后于現(xiàn)代水準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)，大部分企業(yè)還比較落后，手工勞動(dòng)占有相當(dāng)?shù)谋戎?，我國能?dú)立開

發(fā)現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的企業(yè)可以說沒有；我國機(jī)械制造業(yè)企業(yè)中自動(dòng)化裝備少、水準(zhǔn)低，不僅在數(shù)量上同世界先進(jìn)國家有較大差距，而且在品種上、質(zhì)量上、使用上，同世界先進(jìn)水準(zhǔn)也存在階段性差距。實(shí)現(xiàn)我國機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是一個(gè)長期的過程，不可能一蹴而就。需要循序漸進(jìn)，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動(dòng)化的高級(jí)理想階段邁進(jìn)。當(dāng)前，我國還處在社會(huì)主義初級(jí)階段，經(jīng)濟(jì)、財(cái)力、生產(chǎn)力水準(zhǔn)、國民素質(zhì)等，與世界主要國家的差距是很大的；我國有豐富的勞動(dòng)力資源，每年城鎮(zhèn)新增就業(yè)人口達(dá)兩千多萬，且今后每年的就業(yè)人數(shù)還會(huì)增加。機(jī)械自動(dòng)化最大限度地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，勞動(dòng)力的過剩和分工的轉(zhuǎn)移就是一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。具體來講主要包括以下幾個(gè)方面：

（一）CAD應(yīng)用的基本普及與capp技術(shù)之應(yīng)用.應(yīng)用了CAD技術(shù)之后，就能起到提高企業(yè)設(shè)計(jì)效率與優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的功效，同時(shí)還能減輕技術(shù)人員的勞動(dòng)壓力、縮短技術(shù)人員設(shè)計(jì)的周期、強(qiáng)化其設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化等多方面的作用。機(jī)械制造已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于CAD技術(shù)領(lǐng)域，而重點(diǎn)骨干企業(yè)絕大部分已經(jīng)應(yīng)用了CAD技術(shù)。但是，在全行業(yè)當(dāng)中，CAD運(yùn)用的深度依然存在較大的局限，還有很多的企業(yè)還停留在出圖上，而三維CAD、CAD/CAM及仿真設(shè)計(jì)等方面的應(yīng)用會(huì)很少。而capp技術(shù)在應(yīng)用之后，大大降低了機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工藝設(shè)計(jì)的效率，規(guī)范了工藝設(shè)計(jì)的思想，實(shí)現(xiàn)了工藝資源與數(shù)據(jù)的共享，并為整合企業(yè)的資源和重組業(yè)務(wù)流程，提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量提供了很好的互動(dòng)性基礎(chǔ)技術(shù)平臺(tái)。

(二）“人機(jī)一體化”思想得到體現(xiàn).有學(xué)者預(yù)測人機(jī)一體化系統(tǒng)與技術(shù)將是21世紀(jì)機(jī)械科學(xué)的重要發(fā)展方向。近些年來，提出的“人機(jī)一體化”新思想，現(xiàn)代企業(yè)modernenterpriseeducation涵就是發(fā)揮人的核心作用，將人作為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中有機(jī)組成部分，使生產(chǎn)制造企業(yè)不斷提高生產(chǎn)效率，降低其成本，減少消耗，并滿足環(huán)保要求，保證產(chǎn)品質(zhì)量，在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

(三）生產(chǎn)管理與過程控制自動(dòng)化程度的提高.柔性生產(chǎn)線、自動(dòng)化生產(chǎn)線、自動(dòng)檢測線、現(xiàn)代物流系統(tǒng)及立體倉庫等制造過程自動(dòng)化，在基礎(chǔ)條件強(qiáng)的企業(yè)已有一定的應(yīng)用，提高了企業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和快速響應(yīng)能力，但投入產(chǎn)出的不理想，沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用。

（四）cims在部分企業(yè)應(yīng)用.在現(xiàn)代的機(jī)械制造企業(yè)中，制造的動(dòng)化系統(tǒng)是由不同生產(chǎn)車間組成的，車間是制造自動(dòng)化的核心，制造自動(dòng)化系統(tǒng)又稱為車間制造自動(dòng)化系統(tǒng)，機(jī)械自動(dòng)化分系統(tǒng)是cims的重要組成部分之一，是cims信息流和物料流的匯聚點(diǎn)，它既是自上而下信息傳輸?shù)哪┒耍质亲韵露闲畔⒉杉脑搭^，機(jī)械制造企業(yè)采用車間自動(dòng)化分系統(tǒng)，在新的生產(chǎn)模式下，各車間控制可根據(jù)所處的環(huán)境自行決策，但在總體上又與企業(yè)其它部門相互協(xié)調(diào)，相互適應(yīng)，形成一種最合理的結(jié)構(gòu)和最優(yōu)化的運(yùn)行方法通過計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及計(jì)算機(jī)在制造系統(tǒng)中的各種應(yīng)用技術(shù)為企業(yè)贏得競爭提供

良好的技術(shù)保障。

以上情況說明，我國機(jī)械制造企業(yè)的自動(dòng)化進(jìn)程已經(jīng)開始啟動(dòng)，并已顯示出一定效果，但其應(yīng)用規(guī)模、范圍、深度與發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距。為了使我國機(jī)械制造業(yè)盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品的調(diào)整和升級(jí)換代，提高企業(yè)的競爭力，必須加快和加大實(shí)施企業(yè)自動(dòng)化的力度，才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

五、我國機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展之路

（一）結(jié)合中國生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)的全部真諦在于應(yīng)用。發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),應(yīng)以企業(yè)的生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的實(shí)際需要及具體條件為導(dǎo)向。我國發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),應(yīng)結(jié)合實(shí)際,注重實(shí)用,即對國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生實(shí)際效益。所以我國應(yīng)結(jié)合具體生產(chǎn)實(shí)際,逐步實(shí)現(xiàn)我國機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的全球化,一方面由于國際和國內(nèi)市場上的競爭越來越激烈,例如在機(jī)械制造業(yè)中,國內(nèi)外已有不少企業(yè),甚至是知名度很高的企業(yè),在這種無情的競爭匯總紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時(shí)還在國內(nèi)市場上占有份額的企業(yè),不得不擴(kuò)展新的市場;另一方面,網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展,這種發(fā)展進(jìn)一步激化了國際間市場的競爭。這兩個(gè)原因的相互作用,已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動(dòng)力,全球化制造的第一個(gè)技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)化,網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)是制造的全球化得以實(shí)現(xiàn)。

（二）發(fā)展投資少、見效快的低成本自動(dòng)化技術(shù)。發(fā)展低成本自動(dòng)化技術(shù),潛力大,前景廣,投資省,見效快,提高自動(dòng)化程度,可以收到事半功倍的經(jīng)濟(jì)效果,適合我國現(xiàn)階段的而發(fā)展需要和國情。這需要我國機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)向網(wǎng)絡(luò)化和虛擬化方向發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和普及,給企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營帶來了革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、物料選擇、零件制造、市場開拓與產(chǎn)品小勺都可以異地或跨越國界進(jìn)行。此外,網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展,加速技術(shù)信息的額交流、加強(qiáng)產(chǎn)品開發(fā)的合作和經(jīng)營管理的學(xué)習(xí),優(yōu)化產(chǎn)品的制造工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)周期和最低成本為目標(biāo),進(jìn)行生產(chǎn)過程計(jì)劃、組織管理、車間跳讀、供應(yīng)鏈及物流設(shè)計(jì)的建模和仿真,推動(dòng)企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展。

（三）我國在發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化的同時(shí)還應(yīng)結(jié)合我國的具體國情進(jìn)行分析。在發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化的同時(shí)注意到發(fā)展的環(huán)境,實(shí)現(xiàn)發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化的綠色化。綠色制造通過綠色生產(chǎn)過程、綠色設(shè)計(jì)、綠色材料、綠的設(shè)備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產(chǎn)綠色產(chǎn)品,產(chǎn)品使用網(wǎng)以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制作能最大限度地減少制造對環(huán)境的負(fù)面影響,同時(shí)是原材料和能源的利用率達(dá)到最高。

（四）注重配套發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)

現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用就是在控制理論的指導(dǎo)下，對生產(chǎn)的物流和人的作

用進(jìn)行綜合的研究，涉及到機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)等。發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，必須主要地關(guān)注電子學(xué)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、零件檢測和機(jī)床裝料自動(dòng)化，廣泛采用程序數(shù)控機(jī)床，以及研制高效的和可靠的自動(dòng)化生產(chǎn)線、計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)的信息系統(tǒng)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)等。發(fā)展應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，要扎扎實(shí)實(shí)地抓好自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目的基礎(chǔ)工作和從實(shí)際出發(fā)的推廣應(yīng)用工作，既要發(fā)展主機(jī)，也要配套發(fā)展自動(dòng)化元件及控制系統(tǒng)?？删幊炭刂破鳌⑽⑻幚頇C(jī)、各種傳感器、新型刀具、控制系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件、電子計(jì)算機(jī)等，這些都將是今后機(jī)械自動(dòng)化的主要技術(shù)基礎(chǔ)。

六、結(jié)論

通過對我國目前制造業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展趨勢的了解。在新的世紀(jì)里,科學(xué)技術(shù)必將以更快的速度發(fā)展，更快更緊密得融合到各個(gè)領(lǐng)域中,而這一切都將大大拓寬機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向。它的發(fā)展趨勢可以歸結(jié)為“四個(gè)化”：柔性化、靈捷化、智能化、信息化.即使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調(diào)的柔性,使生產(chǎn)推向市場的時(shí)間最短且使得企業(yè)生產(chǎn)制造靈活多變的靈捷化,還有使制造過程物耗,人耗大大降低,高自動(dòng)化生產(chǎn),追求人的智能于機(jī)器只能高度結(jié)合的智能化以及主要使信息借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價(jià)值的信息化。當(dāng)然機(jī)械制造業(yè)的四個(gè)發(fā)展趨勢不是單獨(dú)的，它們是有機(jī)的結(jié)合在一起的，是相互依賴，相互促進(jìn)的。同時(shí)由于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，也將會(huì)使它出現(xiàn)新的發(fā)展方向。前面我們看到的是機(jī)械制造行業(yè)其自身線上的發(fā)展。然而，作為社會(huì)發(fā)展的一個(gè)部分，它也將和其它的行業(yè)更廣泛的結(jié)合。21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在它的全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造等。它將使人類不僅要擺脫繁重的體力勞動(dòng)，而且要從繁瑣的計(jì)算、分析等腦力勞動(dòng)中解放出來，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動(dòng)，智能化促進(jìn)柔性化，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應(yīng)能力。當(dāng)然這一切還需要我們大家進(jìn)一步的努力。相信我國的機(jī)械制造業(yè)和自動(dòng)化技術(shù)在不久的將來會(huì)走向更遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]馬志平.機(jī)械自動(dòng)化的未來與現(xiàn)狀[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.5.[2]張世昌.先進(jìn)制造技術(shù)[M].天津:天津大學(xué)出版社,2004.[3]馬曉春.我國現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].森林工程,2002.[4]王世敬,溫鈞.現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J].石油機(jī)械,2002.國尚處在單機(jī)自動(dòng)化、剛性自動(dòng)化階段,柔性制造單元和系統(tǒng)僅在少數(shù)企業(yè)可見。

第三篇：數(shù)控畢業(yè)論文

數(shù)控畢業(yè)論文范文-數(shù)控技術(shù)和裝備發(fā)展趨勢及對策

2007年05月25日 星期五 09:03摘要：簡要介紹了當(dāng)今世界數(shù)控技術(shù)及裝備發(fā)展的趨勢及我國數(shù)控裝備技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上討論了在我國加入WTO和對外開放進(jìn)一步深化的新環(huán)境下，發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)及裝備、提高我國制造業(yè)信息化水平和國際競爭能力的重要性，并從戰(zhàn)略和策略兩個(gè)層面提出了發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)及裝備的幾點(diǎn)看法。

裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動(dòng)態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實(shí)行封鎖和限制政策?？傊罅Πl(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面［1～4］。

1．1 高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢

效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

從EMO2001展會(huì)情況來看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60 000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加

工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*!000r/mm和1g。在加工精度方面，近10年來，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級(jí)加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6 000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。

為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。

1.2 5軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動(dòng)對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展。

當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。

在EMO2001展會(huì)上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動(dòng)加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。

1.3 智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢

21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中國的ONC(Open Numerical Control System)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。

網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“IT plaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化

方向發(fā)展的趨勢。

1.4 重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立

1.4.1 關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)規(guī)范

如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃，并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來臨。我國在2000年也開始進(jìn)行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。

1.4.2 關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過程，乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。

STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，對于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個(gè)制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個(gè)計(jì)算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術(shù)開放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時(shí)間（約35％）和加工時(shí)間（約50％）。

目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計(jì)劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項(xiàng)計(jì)劃的有來自歐洲和日本的20個(gè)CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國的STEP Tools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，他已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級(jí)模型(Super Model)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。對我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì)

我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場競爭階段。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場占有率達(dá)50％，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了10％。

縱觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān)，總體來看取得了以下成績。

a.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系

統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。

b.初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機(jī)廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)生產(chǎn)廠以及北京第一機(jī)床廠、濟(jì)南第一機(jī)床廠等若干數(shù)控主機(jī)生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。

c.建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊(duì)伍。

雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長足的進(jìn)步，但我們也要清醒地認(rèn)識(shí)到，我國高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發(fā)展速度很快，但橫向比（與國外對比）不僅技術(shù)水平有差距，在某些方面發(fā)展速度也有差距，即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢。從國際上來看，對我國數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計(jì)大致如下。

a.技術(shù)水平上，與國外先進(jìn)水平大約落后10～15年，在高精尖技術(shù)方面則更大。

b.產(chǎn)業(yè)化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低；外觀質(zhì)量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng)，用戶信心不足。

c.可持續(xù)發(fā)展的能力上，對競爭前數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng)；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。

分析存在上述差距的主要原因有以下幾個(gè)方面。

a.認(rèn)識(shí)方面。對國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長期性的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足；對市場的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計(jì)不足；對我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時(shí)候多，從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時(shí)候少；沒有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。

c.機(jī)制方面。不良機(jī)制造成人才流失，又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新，且制約了規(guī)劃的有效實(shí)施，往往規(guī)劃理想，實(shí)施困難。

d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。對我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考

3.1 戰(zhàn)略考慮

我國是制造大國，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù)，否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價(jià)，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會(huì)嚴(yán)重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。我們應(yīng)站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題，首先從社會(huì)安全看，因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業(yè)的壓力，保障社會(huì)的穩(wěn)定；其次從國防安全看，西方發(fā)達(dá)國家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對我國實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制，“東芝事件”和“考克斯報(bào)告”就是最好的例證。

3.2 發(fā)展策略

從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期

我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。

強(qiáng)調(diào)市場需求為導(dǎo)向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機(jī)（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、典型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等）帶動(dòng)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會(huì)有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會(huì)有價(jià)格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。

在高精尖裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo)，按國家意志實(shí)施攻關(guān)，以解決國家之急需。

在競爭前數(shù)控技術(shù)方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

第四篇：數(shù)控畢業(yè)論文

葉片五軸聯(lián)動(dòng)加工刀位軌跡的生成針對大型混流式葉片各曲面的特點(diǎn)，進(jìn)行合理的刀位軌跡規(guī)劃和計(jì)算，是使所生成的刀位軌跡無干涉、無碰撞、穩(wěn)定性好、編程效率高的關(guān)鍵。由于五軸加工 的刀具位置和刀具軸線方向是變化的，因此五軸加工的是由工件坐標(biāo)系中的刀位點(diǎn)位置矢量和刀具軸線方向矢量 組成，刀軸可通過前傾角和傾斜角來控制，于是我們可根據(jù)曲面在切削點(diǎn)處的局部坐標(biāo)計(jì)算出刀位矢量和刀軸 矢量。從加工效率、表面質(zhì)量和切削工藝性能來看，選擇沿葉片造型的參數(shù)線作為銑削加工的方向分多次粗銑和一次精銑，然后劃分加工區(qū)域，定義與機(jī)床有關(guān)的參數(shù)，根據(jù)以上 所選葉片的加工部位、裝夾混流式葉片的刀軌生成定 位 方 式、機(jī) 床、刀具及切削參數(shù)和余量分布情況將葉片分為多個(gè)組合面分別進(jìn)行加工。通過對曲面曲率的分布情況的分析對于 不同的區(qū)域采用不同的面銑刀。粗加工給出每次加工的 余量，精加工采用同一直徑的銑刀，根據(jù)粗糙度要求給 定殘余高度，根據(jù)具體情況選擇切削類型、切削參數(shù)、刀軸方向、進(jìn)退刀方式等參數(shù)。但是對于像葉片這樣的曲率變化很大而又不均勻的雕塑曲面零件我們還要根據(jù)情況作大量的刀位編輯，并且必須進(jìn)一步通過切削仿真做干涉和碰撞檢查修改和編輯刀軌。葉片五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工仿真

數(shù)控加工仿真通過軟件模擬加工環(huán)境、刀具路徑與材料切除過程來檢驗(yàn)并優(yōu)化加工程序。在計(jì)算機(jī)上仿真驗(yàn)證多軸聯(lián)動(dòng)加工的刀具軌跡，輔助進(jìn)行加工刀具干 涉檢查和機(jī)床與葉片的碰撞檢查，取代試切削或試加工過程，可大大地降低制造成本，并縮短研制周期，避免加工設(shè)備與葉片和夾具等的碰撞，保證加工過程的安 全。加工零件的代碼在投入實(shí)際的加工之前通常需要進(jìn)行試切，水輪機(jī)葉片是非常復(fù)雜的雕塑曲面體，開發(fā)利用數(shù)控加工仿真技術(shù)是其成功采用五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工的 關(guān)鍵。在此，我們首先進(jìn)電子商務(wù)資料庫(行工藝系統(tǒng)分析，明確機(jī)床!“!系統(tǒng)型號(hào)、機(jī)床結(jié)構(gòu)形式和尺寸、機(jī)床運(yùn)動(dòng)原理和機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)。用三維!,-軟件建 立機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件和固定部件的實(shí)體幾何模型，并轉(zhuǎn)換成仿真軟件可用的格式，然后建立刀具庫，在仿真軟件中新建用戶文件，設(shè)置所用!”!系統(tǒng)，并建立機(jī)床運(yùn)動(dòng) 模型，即部件樹，添加各部件的幾何模型，并準(zhǔn)確定位，最后設(shè)置機(jī)床參數(shù)。接下來將葉片模型變換到加工位置計(jì)算出刀具軌跡，再以此軌跡進(jìn)行葉片切削過程、刀位軌跡和機(jī)床運(yùn)動(dòng)的三維動(dòng)態(tài)仿真。這樣就可以清楚的監(jiān)控到葉片加工過程中 的過切與欠切、刀桿和聯(lián)接系統(tǒng)與葉片、機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件與葉片和夾具間的干涉碰撞，從而保證了數(shù)控編程的質(zhì)量，減少了試切的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了編程的 一次成功率，縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和加工周期，大大提高生產(chǎn)效率。如在數(shù)控加工行業(yè)進(jìn)行推廣，可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益?；炝魇饺~片的機(jī)床加工仿真

葉片刀位軌跡的后置處理

后置處理是數(shù)控編程的一個(gè)重要內(nèi)容，它將我們前面生成的刀位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合具體機(jī)床的數(shù)據(jù)。后處理最基本的兩個(gè)要素就是刀軌數(shù)據(jù)和后處理器。我們應(yīng) 首

先了解龍門移動(dòng)式五坐標(biāo)數(shù)控銑鏜床的結(jié)構(gòu)、機(jī)床配備的附屬設(shè)備、機(jī)床具備的功能及功能實(shí)現(xiàn)的方式和機(jī)床配備的數(shù)控系統(tǒng)，熟悉該系統(tǒng)的"!編程包括功能代 碼的組成、含義。然后應(yīng)用通用后置處理器導(dǎo)向模板，根據(jù)以上掌握的知識(shí)，開發(fā)定制專用后置處理器。然后將我們已得刀位源文件進(jìn)行輸入轉(zhuǎn)換成可控制機(jī)床加工 的代碼。

結(jié)束語

復(fù)雜曲面的多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控編程是一涉及到眾多領(lǐng)域知識(shí)的復(fù)雜流程，是數(shù)字化仿真及優(yōu)化的過程。本文介紹的大型水輪機(jī)葉片的多軸聯(lián)動(dòng)編程技術(shù)，已用于工 程實(shí)際大型葉片的數(shù)控編程中，實(shí)現(xiàn)了大型轉(zhuǎn)輪葉片的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工的刀位軌跡計(jì)算和加工仿真，保證了后續(xù)數(shù)控加工的質(zhì)量和效率，已作為大型水輪機(jī)葉片

五 軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工的編程工具用于實(shí)際生產(chǎn)中。

雕塑曲面體混流式葉片的多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工編程技術(shù)摘要：轉(zhuǎn)輪葉片是水輪機(jī)能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件，也是最難加工的零件，目前多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工是解決該類 大型雕塑曲面零件最有效的加工方法。多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工編程則是實(shí)現(xiàn)其高精度和高效率加工的最重要環(huán)節(jié)。本文介紹混流式水輪機(jī)葉片五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工大型雕塑 曲面編程中涉及到轉(zhuǎn)輪葉片三維造型、刀位軌跡計(jì)算、切削仿真、機(jī)床運(yùn)動(dòng)碰撞仿真、后置變換等關(guān)鍵技術(shù)。通過對這些技術(shù)的鏈接和研究，開發(fā)實(shí)現(xiàn)了大型葉片的 多軸聯(lián)動(dòng)加工。

關(guān)鍵詞：數(shù)控編程

引言

水輪機(jī)是水力發(fā)電的原動(dòng)機(jī)，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的制造，轉(zhuǎn)輪的優(yōu)劣，對水電站機(jī)組的安全、可靠性、經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行有著巨大的影響。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片是非常復(fù)雜 的雕塑面體。在大中型機(jī)組制造工藝上，長期以來采用的“砂型鑄造——砂輪鏟磨——立體樣板檢測 —的制造工藝，不能有效地保證葉片型面的準(zhǔn)確性和制造質(zhì)量。目前采用五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工技術(shù)是當(dāng)今機(jī)械加工中的尖端高技術(shù)。大型復(fù)雜曲面零件的數(shù)控加工編程 則是實(shí)現(xiàn)其數(shù)字化制造的最重要的技術(shù)基礎(chǔ)，其數(shù)控編程技術(shù)是一個(gè)數(shù)字化仿真評價(jià)及優(yōu)化過程。其 關(guān)鍵技術(shù)包括：復(fù)雜形狀零件的三維造型及定位，五 軸聯(lián)動(dòng)刀位軌跡規(guī)劃和計(jì)算，加工雕塑曲面體的刀軸 控制技術(shù)，切削仿真及干涉檢驗(yàn)，以及后處理技術(shù)等。大型復(fù)雜曲面的多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控編程技術(shù)使雕塑曲面體 轉(zhuǎn)輪葉片的多軸數(shù)控加工成為可能，這將大大推動(dòng)我國水輪機(jī)行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，為我國水電設(shè)備制造業(yè) 向著先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

大型混流式水輪機(jī)葉片的多軸數(shù)控加工編程過程大型復(fù)雜曲面零件的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控編程比普通零件編程要復(fù)雜得多，針對混流式葉片體積大并且型面曲率變化 大的特點(diǎn)，通過分析加工要求進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，確定加工方案，選擇合適的機(jī)床、刀具、夾具，確定合理的走刀路線及切削用量等；建立葉片的幾何模型、計(jì)算加工過 程中的刀具相對于葉片的運(yùn)動(dòng)軌跡，然后進(jìn)行葉片的切削仿真以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)仿真，反復(fù)修改加工參數(shù)、刀具參數(shù)和刀軸控制方案，直到仿真結(jié)果確無干

涉碰撞發(fā) 生，則按照機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)可接受的程序格式進(jìn)行后處理，生成葉片加工程序。

大型混流式葉片的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工編程流程混流式水輪機(jī)葉片的三維幾何建?；炝魇饺~片這一復(fù)雜雕塑曲面體由正面、背面、與上冠相接的帶狀回轉(zhuǎn)面、與 下環(huán)相接的帶狀回轉(zhuǎn)面大，可 編 寫 一 個(gè)程序讀入這些三維坐標(biāo)點(diǎn)，然后采用雙三次多補(bǔ)片曲面片通過自由形式特征的通過曲線的方法進(jìn)行曲面造型。葉片的毛坯形狀可從設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行偏置計(jì)算處理，或者從三維測量得到的點(diǎn)云集方式確定對葉片的各個(gè)曲面分別進(jìn)行234$曲面造型，并縫合成實(shí)體。

葉片加工工藝規(guī)劃

加工方案和加工參數(shù)的選擇決定著數(shù)控加工的效率和質(zhì)量。我們根據(jù)要加工葉片的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)可選擇大型龍門移動(dòng)式五坐標(biāo)數(shù)控銑鏜床，根據(jù)三點(diǎn)定位原理經(jīng) 大量的研究分析，決定在加工背面是采用通用的帶球形的可調(diào)支撐，配以葉片焊接的定位銷對葉片定位，在葉片上焊接必要的工藝塊，采用一些通用的拉緊裝置來裝 夾。加工正面時(shí)，采用在加工背面時(shí)配合銑出的和背面型面完全一致的胎具，將葉片背面放入胎具，利用焊接的工藝塊進(jìn)行調(diào)整找正，仍然采用通用的拉壓裝置進(jìn)行 裝夾。由于葉片由多張曲面組合而 成，為了解決加工過程中的碰撞問題，我們采用沿流線 走刀，對于葉片的正背面進(jìn)行分區(qū)域加工，根據(jù)曲面各處曲率的不同采用不同直徑的刀具、不同的刀軸控制方式來加工。對每個(gè)面一般分多次粗銑和一次精銑。在機(jī) 床與工件和夾具不碰撞和不干涉情況下，盡量采用大直 徑曲面面銑刀，以提高加工效率。葉片正背面我們選用 刀具直徑!-56曲面面銑刀粗銑、曲面面銑刀精銑，葉片頭部曲面采用76的曲面面銑刀加工，出水邊采用76螺旋玉米立銑刀五軸聯(lián)動(dòng)側(cè)銑。根據(jù)后續(xù)仿真情況反復(fù)做刀位編輯，以尋求合理的加工方案。

感謝

第五篇：數(shù)控畢業(yè)論文

[日期：2009-11-29]

模具畢業(yè)論文

[字體：大 中 小]

來源：河南鄭州長城學(xué)校 作者：未知

模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文成形加工是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、適應(yīng)性很強(qiáng)的生產(chǎn)技術(shù)，或稱成型工具、成型工裝產(chǎn)品，是技術(shù)含量高、附加值高、使用廣泛的新技術(shù)產(chǎn)品，是價(jià)值很高的社會(huì)財(cái)富。模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文由于模具生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)代化，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已廣泛應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)和電器產(chǎn)品、電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、儀表、家用電器產(chǎn)品與辦公設(shè)備、汽車、軍械、通用機(jī)械等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。模具技術(shù)水平的高低，模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文已成為衡量一個(gè)國家制造水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。

模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

一、目前，隨著汽車及輕工業(yè)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計(jì)制造日益受到人們的廣泛關(guān)注，已成為一個(gè)行業(yè)。將高新技術(shù)應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證：1）、CAD/DAE/CAM的廣泛應(yīng)用，顯示了用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。在歐美，CAD/DAE/CAM已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。在CAD的應(yīng)用方面，已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級(jí)階段，目前3D設(shè)計(jì)已達(dá)到了70℅--89℅，PRO/E、UG、CIMATRON等軟件的應(yīng)用很普遍。2）、為了縮短制造周期，提高市場競爭力，普遍采用高速切削加工技術(shù)。3）、快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應(yīng)用。有SLA、SLS、FDM、LOM等各種類型的快速成型設(shè)備。

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二、國外工業(yè)先進(jìn)國家都擁有上萬個(gè)模具企業(yè)與支持模具企業(yè)或?yàn)槟＞咂髽I(yè)提供生產(chǎn)裝備的企業(yè)相組成的強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。這是為適應(yīng)社會(huì)產(chǎn)品工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的重要條件和特點(diǎn)。如汽車的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)需要一大批專業(yè)性模具企業(yè)為其提供模具，同時(shí)根據(jù)汽車零件的生產(chǎn)技術(shù)要求，這些模具企業(yè)還配有相應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)裝備，包括數(shù)控和計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床、CAD/CAM系統(tǒng)，以及各種工藝裝備。

模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

三、成形加工的社會(huì)效益很高，是高技術(shù)含量的社會(huì)產(chǎn)品，其價(jià)值和價(jià)格主要取決于模具材料、加工、外購件的勞動(dòng)與消耗三項(xiàng)直接發(fā)生的費(fèi)用和模具設(shè)計(jì)與試模等技術(shù)費(fèi)用，后者，是模具價(jià)值和市場價(jià)格的主要組成部分，其中一部分技術(shù)價(jià)值計(jì)入了市場價(jià)格，而更大一部分價(jià)值，則是模具用戶和產(chǎn)品用戶受惠變?yōu)樯鐣?huì)效益。如電視機(jī)用模，其模具費(fèi)用僅為電視機(jī)產(chǎn)品價(jià)格的1/3000～1/5000，盡管模具的一次投資較大，但在大批量生產(chǎn)的每臺(tái)電視機(jī)的成本中僅占極小的部分，甚至可以忽略不計(jì)，而實(shí)際上，很高的模具價(jià)值為社會(huì)所擁有，變成了社會(huì)財(cái)富。所以本模具設(shè)計(jì)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

四、本模具設(shè)計(jì)是為成形加工某車型中一個(gè)支柱端頭上的封閉板，該零件左、右對稱，生產(chǎn)中要求左、右件數(shù)量相等。而且該零件本身屬不對稱的異形件，存在雙向的彎曲（翻邊）成形，單件沖壓時(shí)存在著橫向不平衡力，影響模具壽命和沖壓質(zhì)量，將左、右件合在一套模具上一次沖壓成形，就能消除橫向不平衡力，同時(shí)，也提高了沖件質(zhì)量和生產(chǎn)效率。據(jù)此，擬定該零件的沖壓工藝為“落料——雙向彎曲（翻邊）成形，并設(shè)計(jì)了落料和成形兩套模具。在使用AutoCAD進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，可以方便、快捷地調(diào)用工藝資料，達(dá)到了提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短周期，降低成本，增加經(jīng)濟(jì)效益的目的，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，成形加工廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)，有助于推動(dòng)我國汽車行業(yè)的發(fā)展。