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1、附件7江 西 理 工 大 学专科毕业设计（论文）开题报告（综述）学院 数控专业 09 级（ 12 届） 1 班 学生题 目：基于pro/e的减速器箱体零件的数控加工自动编程本课题来源及研究现状：减速器是应用于原动机和工作机之间的独立传动装置，具有结构紧凑、传动效率较高、传递运动准确可靠、使用维护方便和可成批生产等特点。减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，两者的设计、制造和使用特点各不相同。20世纪7080年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。传统的减速器手工设计通
2、常采用二维工程图表示三维实体模型的做法。这种做法不仅不能以三维实体模型直观逼真地显现出减速器的结构特征，而且对于一个视图上某一尺寸的修改，不能自动反映在其他对应视图上。同时，用这种方法生成的模型几何数据不能直接用于计算机数控加工(CNC)、模具设计、有限元分析和机构运动分析中。并且要做大量分析与计算，因而费工费时，设计效率低。本论文采用pro/e自带的加工程序来自动编出减速器箱体的加工程序。希望能改善减速器箱体质量差的问题。数控加工程序编制方法有手工(人工)编程和自动编程之分。手工编程，程序的全部内容是由人工按数控系统所规定的指令格式编写的。自动编程即计算机编程，可分为以语言和绘画为基础的自动
3、编程方法。但是，无论是采用何种自动编程方法，都需要有相应配套的硬件和软件。可见，实现数控加工编程是关键。但光有编程是不行的，数控加工还包括编程前必须要做的一系列准备工作及编程后的善后处理工作。一般来说数控加工工艺主要包括的内容如下：(1) 选择并确定进行数控加工的零件及内容；(2) 对零件图纸进行数控加工的工艺分析；(3) 数控加工的工艺设计；(4) 对零件图纸的数学处理；(5) 编写加工程序单；(6) 按程序单制作控制介质；(7) 程序的校验与修改；(8) 首件试加工与现场问题处理；(9) 数控加工工艺文件的定型与归档。为了提高生产自动化程度，缩短编程时间和降低数控加工成本，在航空航天工业中
4、还发展和使用了一系列先进的数控加工技术。如计算机数控，即用小型或微型计算机代替数控系统中的控制器，并用存贮在计算机中的软件执行计算和控制功能，这种软连接的计算机数控系统正在逐步取代初始态的数控系统。直接数控是用一台计算机直接控制多台数控机床，很适合于飞行器的小批量短周期生产。理想的控制系统是可连续改变加工参数的自适应控制系统，虽然系统本身很复杂，造价昂贵，但可以提高加工效率和质量。数控的发展除在硬件方面对数控系统和机床的改善外，还有另一个重要方面就是软件的发展。计算机辅助编程(也叫自动编程)就是由程序员用数控语言写出程序后，将它输入到计算机中进行翻译，最后由计算机自动输出穿孔带或磁带。用得比较
5、广泛的数控语言是 APT语言。它大体上分为主处理程序和后置处理程序。前者对程序员书写的程序加以翻译，算出刀具轨迹；后者把刀具轨迹编成数控机床的零件加工程序。数控加工，是在对工件进行加工前事先在计算机上编写好程序，再将这些程序输入到使用计算机程序控制的机床进行指令性加工，或者直接在这种计算机程序控制的机床控制面板上编写指令进行加工。加工的过程包括：走刀，换刀，变速，变向，停车等，都是自动完成的。数控加工是现代模具制造加工的一种先进手段。当然，数控加工手段也一定不只用于模具零件加工，用途十分广泛。 随着数控机床在实际生产的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。同时随着机械行业的不断发
6、展，机械生产中的零件产品也日趋复杂，对产品的工艺要求也越来越高，手工编程很难甚至不能进行对许多复杂零件的编程，于是我们就需要像pro/e这样的软件来进行辅助编程。它不仅能进行对复杂零件的加工，而且加工的成品质量高、工艺性好，还大大节省了时间和人力，提高了生产率。其实，能进行三维造型设计的专用软件很多，除了pro/e还有Solid Edge、Mastercam、UG等，都能实现从设计到加工的无图纸化操作。但在数控的链接方面，pro/e具有一定的优势。pro/NC是一种功能十分强大的自动化CAM加工模块，pro/NC不仅完全支持高速和多轴等高端加工方式，还有自己独特的技术特点，有良好的扩展性。因具
7、备齐全相关性，在零件稍有改动时，只需再生一下加工路径控制和智能化加工路径创建。pro/NC允许CNC编程人员控制整体的加工路径，直到最细节的部分，优点明显。随着计算机和信息技术的不断发展，CAD/CAM技术也从二维设计想三维设计发展，以CAD/CAM技术为基础的现代制造技术正迅速地在制造业得到广泛普及和应用。经过五十多年的迅速发展，它已成为一种高新技术，给机械制造业带来了全面的和根本的变化。Pro/e是美国PTC公司于1988年推出的三维CAD/CAE/CAM应用软件，是一套从设计到加工的机械自动化软件。目前Pro/E最高版本为Pro/ENGINEER Wildfire 5.0(野火5.0)。
8、但在目前的市场应用中，不同的公司还在使用着从Proe2001到WildFire5.0的各种版本，WildFire3.0和WildFire是目前的主流应用版本。Pro/Engineer软件系列都支持向下兼容但不兼容向上兼容，也就是新的版本可以打开旧版本的文件，但旧版本默认是无法直接打开新版本文件。虽然PTC提供了相应的插件以实现旧版本打开新版本文件的功能，但在很多情况下支持并不理想容易造成软件的操作过程中直接跳出。在Pro/Engineer软件版本中，除了使用类似proe2001、Wildfire、WildFire2.0、WildFire3.0、WildFire4.0和WildFire5.0等主
9、版本外在每一个主版本中还有日期代码的小版本区别，不同的日期代码代表主版本的发行日期顺序。通常每一个主版本中都会有C000、F000和Mxxx三个不同系列的日期代码，C000版代表的是测试版，F000是第一次正式版，而类似M010，M020.M200等属于成熟的正式发行版系列。M系列的版本可以打开C000和F000系列版本的文件，而C000版本则无法打开相同主版本的F000和Mxxx版本的Pro/Engineer文件，比如WildFire4.0 C000版本的Pro/Engineer将无法打开WildFire4.0 M060版本Pro/Engineer所创建的文件，但反过来则可以。在本文的毕业论
10、文中，笔者采用的软件是WildFire4.0。Pro/e是采用参数化设计、工程设计人员采用具有智能特性的基于特征功能去生成模型，可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给设计者提供了设计上从未有过的简易和灵活。Pro/e是建立在统一基层上的数据库上，工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管它是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节。这一优点使得设计更优化，成品质量更高。Pro/e第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行
11、选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。 Pro/e采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。 1参数化设计，相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。2基于特征建模 Pro/E是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角
12、，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。3单一数据库（全相关）Pro/e是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点
13、，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。 总之，pro/e以其参数化、单一数据、基于特性、全相关性等概念及其鲜明的技术特点和强大的工作功能树立于CAD界，成为了广受好评的三维设计和制造软件。课题研究目标、内容、方法和手段：本论文以减速器箱体为例，应用pro/e参数化建模和其数控加工，实现减速器箱体的自动编程。此次毕业设计的主要任务有两个，一个是用pro/e画出减速器箱体的模型，另一个是用pro/e自带的数控程序功能自动加工出零件。首先我的在pro/e软件中画出减速器的箱体。建模过程需要大量地使用系统提供的建模特征，在模型创建的过程中，均可用实体色与渲染色、线框和隐藏
14、线来表示，通过设置特征，采用拉伸、切割等命令，并灵活使用编辑、修改等工具，得到减速器箱体的三维实体图形。接着便是用pro/e自带的数控程序功能自动加工出零件。数控编程是指根据被加工零件的技术要求、几何形状、尺寸及工艺要求来确保加工方法和加工路线，进行工艺参数、切削参数(主轴转速、刀具进给量、切削深度等)及辅助功能(主轴正反转、冷却液开关等)的设置，通过数值计算获得实际加工时的刀具轨迹，然后按数控机床所采用的代码及程序格式，输出工件的数控加工程序的过程。数控加工编程的功能模块一般包括图形几何造型、刀具轨迹设计、刀具轨迹编辑、加工仿真、后置处理及全数据关联参数化驱动修改等功能模块。利用Pro/NC
15、进行数控程序的编程流程与实际加工的逻辑思维是相似的，图5为利用pro/ENGINEER进行数控编程。笔者的这次毕业论文，其过程大致可以分为：零件的造型、操作参数设定、创建NC序列、NC后置处理生成工艺信息以及最后的程序编写及归档。其实利用pro/e来设计加工程序的流程与实际加工时的思维逻辑和流程是相似的，以下是我编写的流程图：（见后面）设计（论文）提纲及进度安排：一、 毕业实践课题介绍：1. 毕业实践的任务；2. pro/e造型的特点；3. 毕业实践的过程简介；二、 减速器箱体零件的结构分析：1. 创建减速器箱体；2. 分析其结构；三、 pro/e数控加工数据的基本设置：1. 建立制造模；2.
16、 创建毛坯；3. 操作参数基本设置；四、 pro/e数控加工的过程：1. 粗加工序列设置；2. 加工参数设置；3. 精加工序列设置；五、 后置处理：1. 编制数控加工程序；2. 减速器箱体数控加工程序；六、结束语主要参考文献和书目：1. pro/e中文野火版4.0数控加工实例精讲；2. pro/e3.0中文版实用教程；3. pro/e3.0中文版实例精讲；4. pro/e中文野火版4.0数控加工教程；5. pro/e中文野火版4.0结构分析；6. 机械设计基础；7. 机械设计手册；8. pro/e中文野火版4.0三维设计；9. 创新科技导报；10.邵阳学院学报；11.科技信息；12.中国新技术新产品；13.现代设计技术；14.机械设计技术；15.数控原理；16数控机床及应用指导教师审核意见：教研室主任签字： 年 月 日注：本表可自主延伸创建制造模刀具库机床设计夹具设置设定坐标系，退刀选择刀具创建NC序列设定参数生成刀具路径后置处理VERICUT过切检测加工程序工艺信息归档操作环境参数设置