（2008胀锚螺栓级）
三维CAD应用大作业
题 目：
学 院： 机电工程学院
专 业： 机械设计制造及其自动化
班 级：
学 号：
姓 名：
成 绩：
2011年12月
1绪论
1.1 概述
CAD/CAM技术是制造工程技术与计算机技术相互结合、相互渗透而发展的一项综合性应用技术[1]。随着CAD/CAM技术的发展，CAD/CAM技术的应用也日益广泛，几乎遍及所有的工业部门，如机械、电子、航空、航天、建筑、轻纺等行业，CAD/CAM技术可完成产品的总体设计、外形设计、结构设计、优化设计、运动机械的模拟、有限元分析、物体质量特性计算、工艺规程制订、数控加工、检测测量等任务，它涉及到计算机科学、计算机图形学、计算几何、计算数学、数据结构、数据库、数控技术、软件工程、仿真技术、人工智能、专家系统等学科领域。
利用CAD/CAM一体化技术加工零件，避免了在零件加工过程中二次输人零件形状尺寸数据和加工信息, 保证了产品数据的唯一性和准确性。一体化的结果减少了许多中间环节, 从而缩短了产品的研制周期, 提高了产品的加工质童。CAD/CAM技术从产生到现在，经历了形成、发展、提高和集成等阶段，它是一门综合性的应用技术，具有高智力、知识密集、综合性强、效益高等特点，是当今世界科技领域中的一项前沿课题，它不仅改变了人们设计、制造各种产品的常规方式，有利于发挥设计人员的创造性，同时也有利于提高企业的管理水平和市场竞争能力[2]。
数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。它的主要任务是计算加工走刀中的刀位点。数控加工编程方法经历了手工编程、数控语言自动编程、图形交互编程、CAD/CAM技术集成系统编程几个发展时期[1]。
数控加工仿真就是利用计算机软件来模拟数控加工过程，并将加工过程和加工结果中的信息在计算机中用图形、数字、图表等方式表达出来，以达到供人们判断、验证和控制数控加工过程和结果的正确性、合理性以及加工效率高低等目的的方法。它可以在计算机上模拟出加工走刀和零件切削的全过程，直接观察在切削过程中可能遇到的问题，反复调试直
到得到满意的结果，并且不占用和消耗实际的机床、工件等资料[10]。 后置处理是数控加工编程技术的一个重要内容，它将通用前置处理生成的刀位数据转换成适合于机床数据和数控加工程序。其技术内容主要包括机床运动学建模与求解、机床结构误差补偿、机床运动非线性误差校核修正、机床运动的平稳性校核修正、进给速度校核修正及代码转换等。因此，有效的后置处理对于保证加工质量、效率与机床可靠运行具有重要作用。
1.2数控技术国内外现状和趋势
1环保材料服装.2.1我国数控技术现状
我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实
施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达玻璃磨边
50％，配国产数控系统（普及型）也达到了10％。 纵观我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过4个5年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。1) 奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。2) 初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。3) 建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍[4]。
1.2.2 国际数控技术现状
（1） 开放结构的发展
数控技术从发明到现在，已有近50年的历史。按照电子器件的发展可分为五个发展阶段：电子管数控，晶体管数控，中小规模IC数控，小型计算机数控，微处理器数控；从体系结构的发展，可分为以硬件及连线组成的硬数控系统、计算机硬件及软件组成的CNC数控系统，后者也称为软数控系统：从伺服及控制的方式可分为步进电机驱动的开环系统和伺服电机驱动的闭环系统。 数控系统装备的机床大大提高了加工精度、速度和效率。当出现数控系统以后，制造厂家逐渐希望数控系统能部分代替机床设计师和操作者的大脑，具有一定的智能，能把特殊的加工工艺、管理经验和操作技能放进数控系统， 同时也希望系统具有图形交互、诊断功能等。首先就要求数控系统具有友好的人机界面和开发平台，通过这个界面和平台开放而自由地执行和表达自己的思路。这就产生了开放结构的数控系统
（2） 软件伺服驱动技术
伺服技术是数控系统的重要组成部分。广义上说，采用计算机控制，控制算法采用软件的伺服装置称为“软件伺服”。它有以下优点：1) 无温漂，稳定性好。2) 基于数值计算，精度高。3) 通过参数对设定，调整减少。4) 容易做成ASIC电路。由于电力电子技术及控制理论、微处理器等微电子技术的快速发展，软件运算及处理能力的提高，特别是DSP的应用，
使系统的计算速度大大提高，采样时间大大减少。这些技术的突破，使伺服系统性能改善、可靠性提高、调试方便、柔性增强。大大推动了高精高速加工技术的发展。识别腕带
（3） CNC系统的连网
数控系统从控制单台机床到控制多台机床的分级式控制需要网络进行通信；网络的主要任务是进行通信，共享信息。这种通信通常分三级：1)工厂管理级。一般由以太网组成。2)车间单元控制级。一般由DNC功能进行控制。 3)现场设备级。现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。目前在工业上采用的现场总线有实验室用振荡器Profibus-DP，SERCOS，JPCN-1，Deviconet，CAN，hterbus—S，Marco等。目前比较活跃的是Prof主bus-DP，为了允许更快的数据传送速度，它由0S工的七层结构省去3-7层构成[4]。
1.2.3数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着
越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面：
（1） 高速、高精加工技术及装备的新趋势
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。在现代加工的高要求下，很多材料只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能进行加工。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。
（2） 轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1光伏组件检测台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴
联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。
（3） 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议