數(shù)控專業(yè)開題報告（精選6篇）
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目確定后，學(xué)生應(yīng)盡快征求指導(dǎo)教師意見，討論題意與整個畢業(yè)設(shè)計（論文）的工作計劃，然后根據(jù)課題要求查閱、收集有關(guān)資料并編寫開題報告。以下是小編整理的數(shù)控專業(yè)開題報告，歡迎閱讀。
數(shù)控專業(yè)開題報告 1
1.選題的背景與意義
1.1選題的背景
制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)各部門科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)，機(jī)械加工裝備直接制約了機(jī)械零件的發(fā)展。加工精度，產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)效率等一系列的因素都和機(jī)械加工裝備有著直接聯(lián)系。而機(jī)械加工機(jī)床的不斷發(fā)展也依賴于進(jìn)給系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其中機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定性，傳動精度是機(jī)械零件制造的精度基礎(chǔ)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的多軸聯(lián)動技術(shù)是機(jī)械零件多樣性，復(fù)雜性的基礎(chǔ)。傳動系統(tǒng)的速度與切削加工時的穩(wěn)定性更是促進(jìn)了生產(chǎn)效率的提高。而機(jī)床技術(shù)的發(fā)展在很大程度上也依賴于制造業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械零件精度的不斷提高。工程材料的不斷進(jìn)步，計算機(jī)科學(xué)的不斷發(fā)展。
水平控制滑臺是數(shù)控機(jī)床的水平方向的進(jìn)給傳動系統(tǒng)連接滑臺做走向進(jìn)給運(yùn)動的裝置。主要由傳動裝置(伺服電動機(jī)，齒輪、帶或直連等方式連接絲桿)，滾珠絲杠螺母副，導(dǎo)軌與滑臺三個主要部分組成。機(jī)床在工作時，滑臺運(yùn)動控制x方向或者y方向的進(jìn)給運(yùn)動，使工件在所要求的方向進(jìn)行切削加工。因此，滑臺部分是數(shù)控機(jī)床最主要的部分之一，在加工裝備中也是最基礎(chǔ)的部分。本設(shè)計的主要任務(wù)：水平控制滑臺的研究與設(shè)計。
1.2選題的意義
水平控制滑臺設(shè)計是全面地綜合的運(yùn)用有關(guān)專業(yè)課程的理論和實(shí)踐知識進(jìn)行機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計的一次重要實(shí)踐，通過該畢業(yè)設(shè)計，綜合所學(xué)專業(yè)知識，熟練的利用機(jī)械設(shè)計的基本理論知識和數(shù)控技術(shù)有機(jī)床結(jié)構(gòu)的有關(guān)知識，正確的解決了伺服電動機(jī)的同步帶傳動，滑臺與導(dǎo)軌的定位與裝配，滾珠絲杠螺母副的裝配與承載等問題。培養(yǎng)了分析問題與解決問題的能力，加深了對課本知識的理解，了解了機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化了對CAD等計算機(jī)輔助制圖軟件的運(yùn)用技能，并對設(shè)計實(shí)習(xí)有了一定的感性認(rèn)識。在設(shè)計中，通過對遇到的各種問題的不斷解決，促進(jìn)了對機(jī)械制造業(yè)的不斷認(rèn)識，增強(qiáng)了對振興我國制造業(yè)的使命感，對數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域產(chǎn)生了濃厚興趣。通過設(shè)計的系統(tǒng)訓(xùn)練，培養(yǎng)了理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計思想，學(xué)會了使用設(shè)計手冊，查詢相關(guān)資料。鞏固加深和擴(kuò)展了機(jī)械設(shè)計與數(shù)控技術(shù)方面的知識。獨(dú)立完成產(chǎn)品的設(shè)計，實(shí)踐產(chǎn)品設(shè)計的全過程，為以后的實(shí)際工作奠定基礎(chǔ)。
1.3選題的目的
數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械制造的最主要技術(shù)，通過本次設(shè)計對數(shù)控機(jī)床的技術(shù)與結(jié)構(gòu)作最全面的了解，不僅要了解機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)，而且要了解數(shù)控機(jī)床的發(fā)展概況和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢，懂得我國發(fā)展數(shù)控機(jī)床的意義和必要性，對數(shù)控這門技術(shù)有較全面了解。對其設(shè)計的基本步驟，訓(xùn)練如何收集和分析資料，如何定制設(shè)計方案，如何進(jìn)行工程圖設(shè)計與計算，撰寫論文的能力，了解數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)。
1.4國內(nèi)外的設(shè)計現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
隨著現(xiàn)代材料工程，機(jī)械技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也在不斷的發(fā)展與完善，現(xiàn)在的制造技術(shù)對控制滑臺的設(shè)計提出了嚴(yán)格的要求：高速轉(zhuǎn)動時不發(fā)生震動，低速轉(zhuǎn)動時不發(fā)生爬行，靈敏度高，耐磨性好，可在重載下長期工作，精度保持性好。因此數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌常用的有滑動導(dǎo)軌滑臺，靜壓導(dǎo)軌滑臺和滾動導(dǎo)軌滑臺。
目前市場上主要以上三種導(dǎo)軌為主，隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展與市場競爭的加劇，傳動系統(tǒng)的滾動部分也在不斷發(fā)展，國外滾動功能部件產(chǎn)業(yè)的總體水平和產(chǎn)品發(fā)展走勢有以下特點(diǎn)：
(1)生產(chǎn)規(guī)模大，信息化管理水平高，以大規(guī)模集約化制造的成本和速度，提供全方位滿足用戶個性化需要的眾多系列產(chǎn)品。
(2)企業(yè)資本雄厚，產(chǎn)業(yè)化的速度快。
(3)產(chǎn)品原創(chuàng)力強(qiáng)，新產(chǎn)品研發(fā)速度快，對市場需求反應(yīng)十分靈敏，每年都推出一批具有時代氣息的自主知識產(chǎn)權(quán)的新品，并迅速申請專利。
我國需要重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)，科學(xué)技術(shù)是推動功能部件產(chǎn)業(yè)化的動力。當(dāng)前滾動功能部件產(chǎn)業(yè)面臨兩大急需解決的問題：其一是迅速研制出高性能、高檔次的產(chǎn)品，以滿足國產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化的需求。其二是迅速提升制造技術(shù)水平，從革新工藝入手，提高批量生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短制造周期，在此基礎(chǔ)上推出一批有競爭力的名牌產(chǎn)品。圍繞這兩大問題，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵是加大技術(shù)投入和資金投入。根據(jù)高速、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保的發(fā)展方向，需要重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)包括：
在滾動功能部件的新產(chǎn)品開發(fā)方面：
(1)批量生產(chǎn)精密高速滾珠絲杠副的制造技術(shù)和裝備。
(2)與直線電機(jī)配套的高速、高剛度、低噪聲精密滾動直線導(dǎo)軌副。
(3)根據(jù)主機(jī)的需要研發(fā)智能化、復(fù)合化、機(jī)電一體化的高性能滾動功能部件產(chǎn)品。
(4)用于重型數(shù)控機(jī)床的高精度、高剛度滾柱直線導(dǎo)軌副。
(5)開發(fā)滾動功能部件綠色產(chǎn)品。
在提升制造工藝水平方面：
(1)滿足尺寸穩(wěn)定性、可靠性、易成型性和生產(chǎn)效率要求的.新材料及熱工工藝及其裝備的開發(fā)。
(2)滾珠絲杠精密冷軋技術(shù)及裝備的國產(chǎn)化，P3級以下的滾珠絲杠全面推廣冷軋工藝。
(3)引進(jìn)并消化吸收"CNC精密旋風(fēng)硬銑削"技術(shù)，裝備國產(chǎn)化使P3級以下以旋風(fēng)銑手段部分取代螺紋磨削。
(4)滾珠返向裝置的優(yōu)化設(shè)計及一次成型制造技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。
(5)提高滾道廓形精度的相關(guān)技術(shù)。
綜上所述，制造技術(shù)要走專業(yè)化生產(chǎn)道路，以專業(yè)化促進(jìn)規(guī)�；�;引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上做好自主創(chuàng)新工作;建立行業(yè)的技術(shù)中心，制造高效實(shí)用、可靠的生產(chǎn)滾動功能部件的專用裝備和檢測儀器。這不僅是對制造業(yè)的要求，更是對數(shù)控機(jī)床的要求。
2可行性分析
在大學(xué)本科階段系統(tǒng)的學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)，機(jī)械課程設(shè)計，機(jī)械制圖，互換性與測量技術(shù)，數(shù)控技術(shù)，數(shù)控編程，數(shù)控原理等基本課程。而且進(jìn)行過金工實(shí)習(xí)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)習(xí)課程。接觸過數(shù)控加工機(jī)床，對設(shè)計有了一定程度的認(rèn)識，而且在工程訓(xùn)練中心提供機(jī)床的實(shí)物供參考，圖書館有非常豐富的關(guān)于數(shù)控的藏書，各種設(shè)計手冊和相關(guān)課程設(shè)計資料可以參考。相信在老師的指導(dǎo)和幫助下一定能順利完成設(shè)計。
3設(shè)計內(nèi)容
3.1基本設(shè)計框架
(1) 參考和分析水平滑臺的各種零件圖紙
(2)查找各種零件的不同種類和詳細(xì)資料
(3)確定機(jī)床底座結(jié)構(gòu)
(4)選擇導(dǎo)軌形式
(5)根據(jù)導(dǎo)軌形式與設(shè)計參數(shù)確定滑臺形式
(6)確定滾珠絲杠的形式，絲杠螺母的預(yù)緊方式
(7)確定滾珠絲杠的支承方式與預(yù)緊方式
(8)根據(jù)支撐方式，決定所采用的軸承結(jié)構(gòu)
(9)根據(jù)設(shè)計參數(shù)，確定工作滑臺行程
(10)確定電動機(jī)類型
(11)確定電動機(jī)與絲杠的連接方式
3.2關(guān)鍵零件的設(shè)計與計算
(1)主切削力及其其切削分力計算
(2)導(dǎo)軌摩擦力計算
(3)計算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載荷
(4)滾珠絲杠的動載荷計算與直徑估算
a)確定滾珠絲杠的導(dǎo)程
b)計算滾珠絲杠螺母副的平均轉(zhuǎn)速和平均載荷
c)確定滾珠絲杠預(yù)期的額度動載荷
d)按精度要求確定允許滾珠絲杠最小螺紋底徑
e)初步確定滾珠絲杠的規(guī)格型號
f)確定滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力
g)計算滾珠絲杠螺母副的目標(biāo)行程補(bǔ)償值與預(yù)拉伸力
h)確定滾珠絲杠螺母副支承用軸承的規(guī)格型號
3.3校驗(yàn)與剛度計算
(1)滾珠絲杠螺母副的承載能力校驗(yàn)
(2)計算機(jī)械傳動系統(tǒng)剛度
3.4設(shè)計的重點(diǎn)和難點(diǎn)
滑動工作臺設(shè)計的重點(diǎn)為：(1)導(dǎo)軌的形式選擇;(2)滾珠絲杠的形式與固定方式;
(3)伺服電動機(jī)與滾珠絲杠的連接方式;(4)電動機(jī)的選型。
導(dǎo)軌的承載面和導(dǎo)向面與滑臺的接觸方式是重點(diǎn)，用什么樣的導(dǎo)軌，怎樣消除定位面之間的間隙需要在裝配圖中重點(diǎn)畫出。整個滾珠絲杠螺母副的支承形式，軸承結(jié)構(gòu)用剖視圖表現(xiàn)出來。螺母與滑臺的連接也要在圖中重點(diǎn)表示出。電動機(jī)的選擇關(guān)乎數(shù)控系統(tǒng)的控制方式，開環(huán)系統(tǒng)選擇步進(jìn)電動機(jī)，半閉環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)選擇伺服直流或伺服交流電動機(jī)。為了滿足控制精度的要求，一般選擇半閉環(huán)的控制方式，交流伺服電動機(jī)。
3.5擬解決的關(guān)鍵問題
1)滑臺在導(dǎo)軌上運(yùn)動時的穩(wěn)定問題
可以通過采用貼塑滑動導(dǎo)軌，在動導(dǎo)軌的摩擦表面上貼上一層由塑料等其他化學(xué)材料組成的塑料薄膜軟帶，以提高導(dǎo)軌的耐磨性，降低摩擦系數(shù)，而支撐導(dǎo)軌則是淬火鋼導(dǎo)軌。貼膜導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是：摩擦系數(shù)低，在0.03-0.05范圍內(nèi)，動靜摩擦系數(shù)接近，不易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。結(jié)合面抗咬合能力強(qiáng)，減振性好。耐磨性要比鑄鐵導(dǎo)軌高�；瘜W(xué)穩(wěn)定性好。可加工性好，工藝簡單，成本低。當(dāng)有硬粒落入導(dǎo)軌面上時，也可擠入塑料內(nèi)部，避免磨損和撕傷導(dǎo)軌。在機(jī)床導(dǎo)軌設(shè)計中廣泛使用。
2)滾珠絲杠螺母副的傳動問題
在滾珠絲杠螺母副的選擇過程中，要考慮到傳動精度。在估算滾珠絲杠允許最小螺紋底徑時要考慮滾珠絲杠螺母副的螺距誤差和本身的彈性變形量。一般通過滾珠絲杠的預(yù)緊來保證滾珠絲杠反向傳動精度和軸向剛度。預(yù)緊方法為雙螺母墊片調(diào)隙，通過調(diào)整墊片的厚度使左右兩螺母產(chǎn)生軸向的位移，即可消除間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力，結(jié)構(gòu)簡單，剛度好。
滾珠絲杠在工作時會發(fā)熱，其溫度高于床身，絲杠的熱膨脹使導(dǎo)程加大，影響定位精度。為了補(bǔ)償熱膨脹，可將絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸。預(yù)拉伸量應(yīng)大于熱膨脹量，發(fā)熱后，熱膨脹量抵消了部分預(yù)拉伸量，使絲杠內(nèi)的拉應(yīng)力下降，但長度卻沒有變化。
3)電動機(jī)與絲杠連接的傳動精度問題
根據(jù)計算參數(shù)選擇合適的伺服電動機(jī)，一般選擇精度較高的交流伺服電機(jī)，傳動方式選擇圓弧齒同步帶傳動，在傳動過程中無相對滑動，工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，無噪音，有良好的減震性能，無需潤滑，不用特別張緊，在軸和軸承上的載荷較小，傳動效率高。
4設(shè)計的方案及措施
本畢業(yè)設(shè)計工作分為水平數(shù)控滑臺關(guān)鍵零件的設(shè)計與計算和整個滑臺的整體裝配。設(shè)計方法和措施擬定為，分析各種傳動裝置圖紙，了解所需要用到的各零件參數(shù)，查找相關(guān)資料，詳細(xì)參閱《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計》，了解設(shè)計的一般步驟和設(shè)計實(shí)例，在設(shè)計前做到心中了然。收集傳動系統(tǒng)主要零件的資料，全面了解各種零件的優(yōu)缺點(diǎn)，便于設(shè)計時優(yōu)化選取零件。根據(jù)任務(wù)書計算各種零件的必要參數(shù)，作為選取零件的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。
根據(jù)設(shè)計要求，可以確定設(shè)計方案如下：
導(dǎo)軌：滑動貼塑導(dǎo)軌，截面形狀為矩形。各接觸面采用貼塑，減少摩擦，在滑臺
與導(dǎo)軌之際采用鑲條進(jìn)行固定。
工作臺：840x1000
滾珠絲杠：p類滾珠絲杠墊片雙螺母預(yù)緊，2級精度。
滾珠絲杠的預(yù)緊方式：螺母為雙螺母墊片預(yù)緊，絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸。
支承方式：兩端固定。
采用軸承結(jié)構(gòu)：首端采用三個60度接觸角推力接觸球軸承，按DFD方式安裝，
這種面對面方式可以使軸承間的受力作用線向內(nèi)收斂，有效支點(diǎn)
距離縮小�？梢暂^多的降低軸承的極限轉(zhuǎn)速。同時用3個60度
接觸角推力角接觸球軸承也可以有效的增強(qiáng)承受傾斜力矩的能
力。用尾部固定端采用兩個60度接觸角推力接觸球軸承，按DF
方式安裝排列，也是同樣的原因。
行程：2000mm
電機(jī)類型：伺服交流電動機(jī)。
電機(jī)與絲杠的連接方式：同步帶傳動連接。
降速比：0.5
控制方式：半閉環(huán)控制
完成設(shè)計方案后，根據(jù)設(shè)計方案選好各個零件，畫出各部分零件圖與裝配圖。
5預(yù)期研究成果
本設(shè)計及論文預(yù)計在四月份底能全部完成，并在五月上旬進(jìn)行答辯期，預(yù)期的設(shè)計成果如下：
(1)開題工作，完成《文獻(xiàn)綜述》，《外文翻譯》，《開題報告》;
(2)水平數(shù)控滑臺的設(shè)計，其中：裝配圖一張，主要零件圖(底座，滑臺，滾珠絲桿，
絲桿螺母副，絲桿軸承座等零件)各一張。
(3)伺服電動機(jī)的選擇與計算，機(jī)械系統(tǒng)的剛性計算，滾珠絲杠的有關(guān)計算。
(4)撰寫論文。
6設(shè)計工作進(jìn)度計劃
2022年2月13日——2月28日，完成《文獻(xiàn)綜述》。
2月19日——2月24日，完成《外文翻譯》。
2月24日——2月29日，完成《開題報告》。
3月1日——3月15日，完成總體裝配圖和底座零件圖。
3月16日——3月18日，完成滑臺的零件圖。
3月19日——3月21日，完成電機(jī)支架的零件圖。
3月22日——3月25日，完成滾珠絲杠的零件圖。
3月26日——4月1日，完成絲杠螺母座和絲杠軸承座的零件圖。
4月2日——4月3日，完成伺服電機(jī)的選擇計算，機(jī)械系統(tǒng)的剛性計算和滾珠絲杠的有關(guān)計算。
4月4日——4月6日，寫設(shè)計說明書。
5月1日——5月4日，完成論文的撰寫并裝訂;修改論文，準(zhǔn)備答辯提綱。
(4)工藝水平高、裝備數(shù)控化率高、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
(5)擁有先進(jìn)的檢測儀器和產(chǎn)品性能試驗(yàn)設(shè)備，為批量生產(chǎn)的產(chǎn)品和新產(chǎn)品的研發(fā)提供品質(zhì)保證，用檢測數(shù)據(jù)和性能對比曲線取信用戶。不但能向用戶提供所需硬件商品，還可為用戶提供解決方案的軟件服務(wù)。
近幾年來，國外一些知名企業(yè)都緊跟時代發(fā)展的潮流和主機(jī)發(fā)展的方向，滾動功能部件產(chǎn)品向高速、精密、重載、復(fù)合化、智能化、環(huán)�；较虬l(fā)展。目前市場流行的新產(chǎn)品有：空心強(qiáng)冷，線速度80~120m/min，高速精密滾珠絲杠副;螺母主驅(qū)動高速直線驅(qū)動裝置;智能型滾柱直線導(dǎo)軌副，配置阻尼滑座的高剛度、重載滾柱直線導(dǎo)軌副;滾珠絲杠、滾珠花鍵、滾動直線導(dǎo)軌一體化的傳動裝置;對滾珠絲杠和螺母同時實(shí)施強(qiáng)冷的低溫高速滾珠絲杠副;自潤式、免維修綠色滾動功能部件產(chǎn)品等。
數(shù)控專業(yè)開題報告 2
一、課題設(shè)計選題來源：
來源：選題來源于自己所學(xué)加工中心的知識和對它的了解，介于自己對軸累零件的喜愛開始研究該課題，提出自己的相關(guān)結(jié)論和數(shù)據(jù)。
二、課題設(shè)計目的和意義：
隨著機(jī)械制造行業(yè)的迅猛發(fā)展，車削加工已經(jīng)成為很多產(chǎn)品加工的方式，而此類產(chǎn)品加工的精度和質(zhì)量要求都比較高。因此產(chǎn)品加工工藝的設(shè)計是保證產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要的環(huán)節(jié)，選擇典型車削零件的數(shù)控加工工藝，能基本展示數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)功能，也是檢驗(yàn)這兩年多來學(xué)習(xí)數(shù)控車床的一個很好的途徑。裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(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)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)時代的區(qū)別，不在與生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(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)。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，世界機(jī)床業(yè)已進(jìn)入了以數(shù)控技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時代，其中數(shù)控機(jī)床就是代表產(chǎn)品之一。
數(shù)控機(jī)床是一種高效的自動化加工設(shè)備，它嚴(yán)格按照加工程序，自動的對被加工工件進(jìn)行加工。我們把從數(shù)控系統(tǒng)外部數(shù)控系統(tǒng)外部屬入的直接用于加工的程序成為數(shù)控加工程序，簡稱數(shù)控程序，它是機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的`應(yīng)用軟件。
三、設(shè)計（研究）方案
1。 數(shù)控車床概述
（1）數(shù)控車床的基本概念
�。�2）數(shù)控車床的組成
2。 數(shù)控車削工藝
�。�1）數(shù)控車削加工工藝性分析
�。�2）數(shù)控車削加工工藝過程的擬定
（3）數(shù)控車削加工工藝進(jìn)給路線的確定
�。�4）數(shù)控車削刀具
（5）切削用量的選擇
�。�6）對刀點(diǎn)的選擇
3。 典型零件數(shù)控車削加工工藝
（1）數(shù)控加工刀具卡片
�。�2）數(shù)控加工工藝卡片
（3）程序的數(shù)控手工編程
四、工作進(jìn)度安排
第1周查閱資料，完成開題報告。
第2周研究設(shè)計任務(wù)書，熟悉設(shè)計目的，了解零件毛坯的制造方法和機(jī)械加工中的工藝規(guī)程，分析零件加工工藝，所使用的工裝和設(shè)備，搜集與設(shè)計有關(guān)的資料，繪制零件圖和組件配合圖。第3周制定加工工藝，選用加工設(shè)備和刀具，確定切削用量。第4周編制機(jī)械加工工藝卡、數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序說明卡。
第5周繪制機(jī)械加工和數(shù)控加工工序圖、數(shù)控加工走刀路線圖、數(shù)控加工刀具卡。
第6周編寫工藝文件和數(shù)控加工程序，輸入零件的加工程序到數(shù)控車床，利用數(shù)控機(jī)床的圖像模擬功能，驗(yàn)證加工程序。撰寫設(shè)計說明書，并準(zhǔn)備答辯。
第7周提交設(shè)計說明書一份，準(zhǔn)備答辯
五、提綱
第一章概述
1.1數(shù)控加工的點(diǎn)
1.2數(shù)控機(jī)床
1.3 數(shù)控加工
1.4 數(shù)控編程系統(tǒng)
1.5 CAD/CAM系統(tǒng)
1.6利用CAXA制造工程師CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行自動編程的基本步
第二章各組成部分方案設(shè)計與計算
2.1 軸類零件加工的特點(diǎn)
2.2 加工工藝分析
2.3 加工路線
2.4 選擇刀具
2.5 數(shù)控加工工序卡片
2.6 數(shù)學(xué)計算
第三章編制數(shù)控加工程序、仿真加工
3.1 制定加工程序清單
3.2 應(yīng)用宇龍仿真軟件仿真加工
第四章實(shí)際操作加工
4.1 準(zhǔn)備機(jī)床
4.2 準(zhǔn)備工件
4.3 刀具準(zhǔn)備
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數(shù)控專業(yè)開題報告 3
課題研究的背景和意義
目前，大多數(shù)中職學(xué)生存在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)普遍薄弱，行為習(xí)慣較差，專業(yè)課管理難度較大等特點(diǎn)，我校是國家級數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地，也是安康市機(jī)械類技能大賽的賽點(diǎn)，所以提高數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課的教學(xué)質(zhì)量是我們專業(yè)老師必須思考的問題，雖然《項(xiàng)目教學(xué)法在中職專業(yè)課(數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè))教學(xué)中的實(shí)踐研究》在縣級已結(jié)題，但在實(shí)施研究過程中，發(fā)現(xiàn)針對中職學(xué)生職業(yè)核心能力，如何設(shè)計項(xiàng)目子課題，是目前需要解決的問題，因此，在我校數(shù)控車專業(yè)課進(jìn)一步研究項(xiàng)目教學(xué)，打破我校傳統(tǒng)的教學(xué)模式，構(gòu)建“做中學(xué)，做中教”的新型教學(xué)模式，從而為我校打造高效課堂作嘗試研究
課題名稱的界定和解讀
項(xiàng)目教學(xué)是將數(shù)控技術(shù)專業(yè)課程按數(shù)控車操作工分為8個技能單元，每個技能單元作為一個教學(xué)項(xiàng)目，實(shí)行理論、實(shí)踐一體化的單元式教學(xué)，每個單元教學(xué)都以學(xué)生崗位技能完成一個作業(yè)來結(jié)束。通過由課題組教師設(shè)置的虛擬情景或任務(wù)項(xiàng)目，在教師指導(dǎo)學(xué)生實(shí)際操作訓(xùn)練中，在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中獲得經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)職業(yè)技能訓(xùn)練和職業(yè)行為養(yǎng)成的一體化，促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立工作和合作學(xué)習(xí)的一體化，使教師成為學(xué)生學(xué)習(xí)過程的策劃者、組織者和咨詢者，真正突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，提高學(xué)生的綜合職業(yè)能力。
課題研究的步驟和舉措
一、研究方法：
擬在201 級數(shù)控技術(shù)專業(yè)開展項(xiàng)目教學(xué)，抽取2013級一個班為研究對象，采用問卷調(diào)查法、實(shí)踐研究法等多種研究方法，在數(shù)控車實(shí)踐教學(xué)中嘗試項(xiàng)目教學(xué)法。
二、研究步驟
1.準(zhǔn)備階段：學(xué)習(xí)項(xiàng)目教學(xué)---課題研究資料---修訂課題研究各種制度
2.項(xiàng)目制定：選取適合數(shù)控車教學(xué)的典型案例
3.項(xiàng)目計劃：抽取試點(diǎn)班學(xué)生參與項(xiàng)目實(shí)施，構(gòu)建新型師生關(guān)系。
4.項(xiàng)目實(shí)施：運(yùn)用“做中學(xué)，做中教”教學(xué)理念，開展各項(xiàng)目實(shí)施
5.成果展示：項(xiàng)目完成后，形成學(xué)生自評、互評，讓學(xué)生獲得成功的喜悅，逐步建立學(xué)生強(qiáng)大自信心。
6.總結(jié)與推廣：將項(xiàng)目教學(xué)法的經(jīng)驗(yàn)推廣到其他專業(yè)
三、措施
1.加強(qiáng)各項(xiàng)目成員的學(xué)習(xí)，提高課題研究的效率
2. 及時進(jìn)行總結(jié)和整理資料
課題成果的預(yù)期和呈現(xiàn)
課題成果的'主件：結(jié)題報告1份,全面反映課題組成員研究過程、措施、方法和研究成果。
論文：反映課題組成員研究心得
隨筆：反映課題組成員在研究過程中遇到的問題
設(shè)計：反映數(shù)控車項(xiàng)目設(shè)計的具體過程
課件：反映數(shù)控車項(xiàng)目設(shè)計的具體實(shí)施
案例：反映數(shù)控車項(xiàng)目設(shè)計的典型案例
作品：反映數(shù)控車項(xiàng)目實(shí)施時學(xué)生技能成果
反思：反映數(shù)控車項(xiàng)目實(shí)施時題組成員的總結(jié)
照片：反映課題組成員在研究過程中的場景
證書：反映課題組成員在研究過程中業(yè)務(wù)能力的提高
數(shù)控專業(yè)開題報告 4
一、課題概述、背景及意義
工業(yè)發(fā)達(dá)國家的軍、民機(jī)械工業(yè)，在70年代末、80年代初已開始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機(jī)床。其本質(zhì)是，采用信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)(包括軍、民機(jī)械工業(yè))進(jìn)行技術(shù)改造。除在制造過程中采用數(shù)控機(jī)床、FMC、FMS外，還包括在產(chǎn)品開發(fā)中推行CAD、CAE、CAM、虛擬制造以及在生產(chǎn)管理中推行MIS(管理信息系統(tǒng))、CIMS等等。以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術(shù)，包括人工智能等的含量。由于采用信息技術(shù)對國外軍、民機(jī)械工業(yè)進(jìn)行深入改造(稱之為信息化)，最終使得他們的產(chǎn)品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強(qiáng)。而我們在信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達(dá)國家約落后20年。如我國機(jī)床擁有量中，數(shù)控機(jī)床的比重(數(shù)控化率)到1995年只有1.9%，而日本在1994年已達(dá)20.8%，因此每年都有大量機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)口。這也就從宏觀上說明了機(jī)床數(shù)控化改造的必要性。
微觀上看，數(shù)控機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床有以下突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計算機(jī)的威力。① 可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。由于計算機(jī)有高超的運(yùn)算能力，可以瞬時準(zhǔn)確地計算出每個坐標(biāo)軸瞬時應(yīng)該運(yùn)動的運(yùn)動量，因此可以復(fù)合成復(fù)雜的曲線或曲面。 ②可以實(shí)現(xiàn)加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3～7倍。③ 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。④ 可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。⑤ 擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長時間無人看管加工。由以上五條派生的好處如：降低了工人的勞動強(qiáng)度，節(jié)省了勞動力(一個人可以看管多臺機(jī)床)，減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應(yīng)等等。此外，機(jī)床數(shù)控化還是推行FMC(柔性制造單元)、FMS(柔性制造系統(tǒng))以及CIMS計算機(jī)集成制造系統(tǒng))等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。
機(jī)床的數(shù)控改造，主要是對原有機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計，最終使機(jī)床達(dá)到比較理想的狀態(tài)。機(jī)床數(shù)控化改造有以下優(yōu)點(diǎn)：①節(jié)省資金。機(jī)床的數(shù)控改造同購置新機(jī)床相比一般可節(jié)省60%左右的費(fèi)用，大型及特殊設(shè)備尤為明顯。一般大型機(jī)床改造只需花新機(jī)床購置費(fèi)的1/3。即使將原機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底改造升級也只需花費(fèi)購買新機(jī)床60%的費(fèi)用，并可以利用現(xiàn)有地基。②性能穩(wěn)定可靠。因原機(jī)床各基礎(chǔ)件經(jīng)過長期時效，幾乎不會產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度。③提高生產(chǎn)效率。機(jī)床經(jīng)數(shù)控改造后即可實(shí)現(xiàn)加工的自動化效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高 3至5倍。對復(fù)雜零件而言難度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工裝，不僅節(jié)約了費(fèi)用而且可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。
在美國、日本和德國等發(fā)達(dá)國家，它們的機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時代。由于機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是個"永恒"的課題。我國的機(jī)床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的`新的行業(yè)。在美國、日本、德國，用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場，已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新的行業(yè)。
目前機(jī)床數(shù)控化改造的市場在我國還有很大的發(fā)展空間，現(xiàn)在我國機(jī)床數(shù)控化率不到3%。我國大量的普通機(jī)床應(yīng)用于生產(chǎn)第一線，用普通機(jī)床加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展，數(shù)控機(jī)床則綜合了數(shù)控技術(shù)、微電子技術(shù)、自動檢測技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，最適宜加工小批量、高精度、形狀復(fù)雜、生產(chǎn)周期要求短的零件。當(dāng)變更加工對象時只需要換零件加工程序，無需對機(jī)床作任何調(diào)整，因此能很好地滿足產(chǎn)品頻繁變化的加工要求，所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，一方面是全功能、高性能;另一方面是簡單實(shí)用的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，具有自動加工的基本功能，操作維修方便。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)通常用的是開環(huán)步進(jìn)控制系統(tǒng)，功率步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動元件，無檢測反饋機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)的定位精度一般可達(dá)±0.01，已能滿足加工零件的精度要求。這幾年，國家加大了對這類機(jī)床的改造力度，國防科工委更是推行了萬臺機(jī)床數(shù)控化計劃，車床、銑床的數(shù)控化改造需求量很大。本課題以普通車床的數(shù)控改造為例，研究機(jī)床數(shù)控改造的方法，包括其結(jié)構(gòu)的改造設(shè)計，機(jī)床改造后性能與精度的分析以及控制精度的措施等，普通車床應(yīng)用微機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行改造數(shù)控改造后，可以提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量，減輕操作者的勞動強(qiáng)度�；谏鲜龇治觯菊n題的研究具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。
二、主要研究內(nèi)容
1.普通車床數(shù)控改造方案的確定，進(jìn)行總體設(shè)計。
2.對普通車床數(shù)控改造進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算，包括主軸進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計、機(jī)床縱、橫進(jìn)給伺服系統(tǒng)的設(shè)計等。
3. 對改造后的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床伺服進(jìn)給系統(tǒng)建立控制原理模型。
4. 根據(jù)進(jìn)給系統(tǒng)的控制原理模型，對影響伺服系統(tǒng)系統(tǒng)的因素進(jìn)行分析。
5. 對影響伺服傳動精度的因素齒輪傳動精度、滾珠絲杠副傳動精度等進(jìn)行深入研究，并提出相應(yīng)的改進(jìn)方法。
6. 對影響伺服元件伺服精度的因素步進(jìn)電機(jī)步矩角精度等進(jìn)行深入研究，并提出相應(yīng)的改進(jìn)方法。
三、擬解決的關(guān)鍵問題
1. 普通車床數(shù)控改造進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的設(shè)計與計算。
2. 對經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床伺服進(jìn)給系統(tǒng)建立控制原理模型。
3. 根據(jù)進(jìn)給系統(tǒng)的控制模型，分析系統(tǒng)的誤差來源及影響系統(tǒng)精度的因素。
4. 設(shè)計步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動電路，提高伺服進(jìn)給系統(tǒng)的控制精度。
四、擬解決方案及關(guān)鍵技術(shù)
1. 普通車床數(shù)控改造進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的設(shè)計與計算內(nèi)容包括：確定系統(tǒng)的負(fù)載，運(yùn)動部件慣量計算，步進(jìn)電機(jī)的選擇，滾珠絲杠副的選擇和計算、滾珠絲杠副的剛度驗(yàn)算等。
2. 對改造后的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床伺服進(jìn)給系統(tǒng)建立控制原理模型。
3. 根據(jù)伺服進(jìn)給系統(tǒng)控制原理模型，分別對伺服驅(qū)動元件的伺服精度、伺服機(jī)械傳動元件傳動精度進(jìn)行分析，分析影響經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床定位精度主要因素。
4. 在伺服進(jìn)給系統(tǒng)控制電路中加入步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動設(shè)計，改善步矩角特性，提高經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的定位精度。
五、創(chuàng)新點(diǎn)
1. 運(yùn)用機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計思路與方法進(jìn)行普通車床數(shù)控改造的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在設(shè)計上達(dá)到有高的靜動態(tài)剛度;運(yùn)動副之間的摩擦系數(shù)小，傳動無間隙;便于操作和維修。
2. 從經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的控制原理模型分析影響整個系統(tǒng)精度的關(guān)鍵因素，分析影響機(jī)床機(jī)床定位精度的各項(xiàng)誤差來源，提出相應(yīng)的改進(jìn)方法并應(yīng)用于機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計中。
3. 運(yùn)用步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動技術(shù)，設(shè)計基于單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動電路，減小步進(jìn)電機(jī)的步距角及機(jī)床的脈沖當(dāng)量，提高經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的加工精度，改善電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性，減小噪聲，增加控制的靈活性。
六、課題預(yù)計目標(biāo)
1.普通車床數(shù)控改造的方案的研究，進(jìn)行總體設(shè)計。
2. 對經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)建立控制原理模型，并根據(jù)進(jìn)給系統(tǒng)的控制原理模型，對影響系統(tǒng)精度的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析。
3. 研究提高機(jī)械傳動部件的傳動精度與剛度的方法，對普通車床數(shù)控改造進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，改善伺服進(jìn)給系統(tǒng)的伺服特性。
4. 設(shè)計一種基于單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動電路，提高伺服進(jìn)給系統(tǒng)的分辨率。
七、課題研究進(jìn)展計劃
預(yù)計本課題研究進(jìn)展主要分以下幾個階段：
1. 2007年11月～2007年12月 查看文獻(xiàn)資料并撰寫開題報告
2. 2007年12月～2008年03月 收集相關(guān)方面的資料，以普通車床數(shù)控改造為例進(jìn)行總體設(shè)計
3. 2008年03月～2008年04月 學(xué)習(xí)機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計等方面知識
4. 2008年04月～2008年07月 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制普通車床數(shù)控改造縱、橫向進(jìn)給系統(tǒng)裝配圖
5. 2008年07月～2008年08月 學(xué)習(xí)機(jī)床控制精度等方面知識
6. 2008年08月～2008年09月 對機(jī)床進(jìn)行精度分析
7. 2008年09月～2008年10月 研究提高機(jī)床控制精度的措施
8. 2008年11月～2008年12月 完成畢業(yè)論文
9. 2008年12月 畢業(yè)答辯
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數(shù)控專業(yè)開題報告 5
一、數(shù)控漸進(jìn)成形技術(shù)介紹
學(xué)者Shoekel在他的著作中預(yù)言隨著自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，板料成形設(shè)備將會變得更加靈活。Lesak在其申請的專利中首次提出了利用簡單成形工具對板件進(jìn)行加工的板料無模成形思想，但受限于當(dāng)時的技術(shù)水平這種技術(shù)沒有進(jìn)一步向前發(fā)展。后來隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，直到上個世紀(jì)90年代，松原才正式提出了板料數(shù)控漸進(jìn)成形技術(shù)。
板料數(shù)控漸進(jìn)成形技術(shù)引入“分層制造”的思想，首先將要加工的零件在高度上離散成若干層，再由AD/A軟件在每層沿零件輪廓生成相應(yīng)的加工軌跡，簡單的成形工具頭沿著該軌跡對板件進(jìn)行逐層加工，得要想要加工的零件。由于數(shù)控漸進(jìn)成形是對板料進(jìn)行逐層逐點(diǎn)進(jìn)行加工，靠局部變形的積累獲得整個零件，因此具有加工方式靈活、加工精度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠成形出形狀復(fù)雜的鈑金零件。數(shù)控漸進(jìn)成形技術(shù)從零件的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計到零件的加工軌跡生成再到零件最終成形都具有很強(qiáng)的靈活性，零件的尺寸或者形狀變動時只需在AD/A軟件里改動零件模型即可。因此，該技術(shù)特別適合用于鈑金類新產(chǎn)品的開發(fā)、試制及小批量生產(chǎn)。
板料數(shù)控漸進(jìn)成形技術(shù)按其加工方式分為單點(diǎn)（負(fù)）漸進(jìn)成形和雙點(diǎn)（正）漸進(jìn)成形。單點(diǎn)漸進(jìn)成（Sinle Point Inreental Forin—SPIF）是一種不需要任何模具支撐的漸進(jìn)成形方式。金屬板被夾具固定在支架上，板下面懸空，工具頭沿特定的軌跡由金屬板四周向中心逐漸加工，此時金屬板在力的拉伸作用下變形。零件成形過程中金屬板料只跟工具頭接觸，成形過程中不需要模具支撐，因此單點(diǎn)漸進(jìn)成形具有加工方式靈活、加工范圍廣、對設(shè)備依賴性不強(qiáng)、占用生產(chǎn)資源少等特點(diǎn)。此外，只需要在AD軟件里改變零件幾何模型就可以獲得不同的成形軌跡，進(jìn)而加工出相應(yīng)形狀的零件，所以單點(diǎn)漸進(jìn)成形的操作性較好，但是因?yàn)槌尚芜^程中只是工具頭和金屬板的接觸，系統(tǒng)剛度相對較小，成形后零件容易發(fā)生回彈，導(dǎo)致零件成形精度較差。
二、數(shù)控漸進(jìn)成形優(yōu)缺點(diǎn)
不同與沖壓等塑性加工工藝，數(shù)控漸進(jìn)成形是金屬板件塑性加工的一種新的成形方式，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、無模加工
漸進(jìn)成形不需要專門的成形模具即可對金屬板進(jìn)行加工，特別是單點(diǎn)漸進(jìn)成形技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)了無模具加工；即使是雙點(diǎn)漸進(jìn)成形也僅僅需要簡單的模具，而且模具的制作可以是代木、纖維等材料，相對于沖壓模的制作能大大節(jié)省時間成本和資金成本。
2、成形設(shè)備簡單、成本低
漸進(jìn)成形技術(shù)對設(shè)備的依賴性不高，普通的數(shù)控銑床進(jìn)行簡單的改造后就可以達(dá)到專用漸進(jìn)成形機(jī)床的加工效果，對板料的漸進(jìn)成形可以在普通數(shù)控銑床、漸進(jìn)成形專用機(jī)床、數(shù)控加工中心等設(shè)備上實(shí)現(xiàn)；用來進(jìn)行漸進(jìn)成形刀具只是簡單的圓形成形工具頭，工具頭不需要特殊的加工處理，只需保證硬度和表面粗糙度即可，這也降低了加工成本。
3、適合新產(chǎn)品的開發(fā)
市場上常見的商用AD/A軟件里就可實(shí)現(xiàn)從零件結(jié)構(gòu)設(shè)計到加工參數(shù)優(yōu)化再到成形軌跡生成整個過程的無縫銜接；當(dāng)零件尺寸需要改動時，只需在軟件中改動相應(yīng)的結(jié)構(gòu)模型就可以實(shí)現(xiàn)成形軌跡的改變。
4、復(fù)雜板料零件成形
由于漸進(jìn)成形是對板料進(jìn)行逐點(diǎn)逐層成形因此可實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜鈑金類零件的成形且成形精度高。
5、成形力小
零件漸進(jìn)成形過程中只有工具頭底部很小的區(qū)域與板料相接觸，每層板料變形區(qū)域也僅限于該區(qū)域，且工具頭在相鄰加工層之間的進(jìn)給量Δ一般為0、2—1，因此所受成形力較小。
6、成形過程無噪音污染，對環(huán)境友好
零件漸進(jìn)成形時，特別是進(jìn)行單點(diǎn)漸進(jìn)加工時，金屬板和工具頭的接觸區(qū)域很小，加工過程中不會出現(xiàn)振動、沖擊等現(xiàn)象，整個加工過程中幾乎無噪聲污染。
數(shù)控漸進(jìn)成形的缺點(diǎn)
漸進(jìn)成形的缺點(diǎn)主要包括：
1、零件尺寸精度差
金屬板料在工具頭的擠壓下發(fā)生彈塑性變形，加工完成后，塑性變形部分被保留下來，而彈性變形部分產(chǎn)生回彈，再加上零件成形后的殘余應(yīng)力等因素，導(dǎo)致實(shí)際得到的零件形狀跟設(shè)計的零件形狀之間存在誤差。特別是對于單點(diǎn)漸進(jìn)成形，系統(tǒng)剛度較小，回彈更嚴(yán)重。此外，相關(guān)成形參數(shù)（增量步長Δ、成形角度θ、運(yùn)動軌跡、工具頭直徑D等）的改變，也會影響到零件最終成形精度。
2、減薄嚴(yán)重，零件壁厚分布不均勻
零件壁厚跟金屬板初始厚度和成形角度有關(guān)，理論上，近似符合正弦定理。但在現(xiàn)實(shí)成形時，由于板材變形過程的復(fù)雜性和金屬塑性流動不確定性等因素，正弦定理并不能很好的用來進(jìn)行板料厚度變化的預(yù)測，零件壁厚在某些位置減薄嚴(yán)重，其余位置厚度也不均勻，較薄的厚度往往達(dá)不到零件使用要求。
3、單件零件成形時間長，成形效率低
漸進(jìn)成形所用時間跟零件尺寸大小、成形軌跡、進(jìn)給速度等因素有關(guān)。由漸進(jìn)成形原理可知，相對于沖壓成形，單個零件的成形效率要低很多。特別是當(dāng)零件尺寸較大，采用增量步長較小的情況下，成形效率更會大大降低。
三、數(shù)控漸進(jìn)成形研究現(xiàn)狀
板料數(shù)控漸進(jìn)成形技術(shù)是在現(xiàn)代社會消費(fèi)者對產(chǎn)品多樣化、個性化需求越來越多的背景下提出的，是一種新型的適合新產(chǎn)品開發(fā)、試制的制造技術(shù)，該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展不僅可以豐富塑性加工理論的知識體系，還具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用空間。數(shù)控漸進(jìn)成形技術(shù)自被提出以來，便憑借自身的優(yōu)點(diǎn)引起國內(nèi)外大量學(xué)者的廣泛關(guān)注。目前，對該技術(shù)的研究主要集中在下幾個方面：
1、成形機(jī)理和性能
成形極限圖（FL）通常用來描述一種工藝的成形性能。大量研究表明漸進(jìn)成形技術(shù)的成形極限圖大致是一條位于第一象限負(fù)斜率的直線，而傳統(tǒng)的成形極限圖是一條V線，如圖1、6所示。因此，漸進(jìn)成形技術(shù)能顯著提升材料的加工潛力，成形出大應(yīng)變的零件。Haan和Jeswiet對比研究了旋轉(zhuǎn)成形、旋壓成形和漸進(jìn)成形三種板料成形技術(shù)的成形特征和成形機(jī)理，凸顯了板料漸進(jìn)成形技術(shù)的優(yōu)勢。Jakson和Allwood對拼焊銅板進(jìn)行了漸進(jìn)成形，研究零件成形過程中金屬板的變形過程和變形機(jī)理。作者分別測量了單點(diǎn)漸進(jìn)成形和雙點(diǎn)漸進(jìn)成形后零件厚度方向上的'應(yīng)變分布，發(fā)現(xiàn)在與工具頭運(yùn)動方向相切的方向上，板料主要發(fā)生拉伸和剪切變形，與在工具頭運(yùn)動平行的方向上，板料主要發(fā)生剪切變形；作者還發(fā)現(xiàn)隨著拉伸和剪切作用的不斷加劇，零件實(shí)際測量厚度跟正弦曲線預(yù)測厚度之間的誤差會逐漸增大。S.atea等研究了主要成形參數(shù)對板件成形性能的影響，發(fā)現(xiàn)零件經(jīng)多道次漸進(jìn)成形后壁厚分布更均勻；增量步長對板件成形性能的影響還不十分明確；增加主軸轉(zhuǎn)速或者減小工具頭進(jìn)給速度都能使板件成形性能提高；小尺寸圓形工具頭螺旋軌跡加工時，板件極限成形角較大。Raju等將幾個薄銅板疊加在一起進(jìn)行單點(diǎn)漸進(jìn)成形，分別得到每塊薄銅板的成形極限圖，研究每塊薄銅板的成形性能。
劉兆兵等通過試驗(yàn)驗(yàn)證了板料的成形性能跟成形角度和刀具軌跡的垂直進(jìn)給量有關(guān)，作者還研究了不同成形參數(shù)對工具頭與金屬板之間成形力的影響。馬琳偉等數(shù)值模擬不同成形軌跡下零件漸進(jìn)成形過程，作者將零件分成四個不同的變形區(qū)，探討每個變形區(qū)的變形特點(diǎn)和變形過程。
2、數(shù)值模擬研究
Duou等數(shù)值模擬了零件多道次單點(diǎn)漸進(jìn)成形的成形過程，在零件尺寸精度、厚度分布等方面與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比研究。Arfa等通過試驗(yàn)和數(shù)值模擬對比研究了板料初始厚度、成形角度、成形零件形狀和刀具軌跡等因素對成形過程中力的大小的影響。D.Neto等采用實(shí)體單元數(shù)值模擬了AA707—鋁合金圓錐零件單點(diǎn)漸進(jìn)成形過程，分析了板料變形機(jī)理和板料與工具頭接觸區(qū)域應(yīng)力狀態(tài)。
李超等對同一截面圓錐零件分別進(jìn)行單道次和兩道次漸進(jìn)成形數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)兩道次漸進(jìn)成形比單道次漸進(jìn)成形零件厚度分布更加均勻。范國強(qiáng)等模擬了自阻電加熱的情況下鈦合金板進(jìn)行漸進(jìn)成形的過程，并分析了成形過程中的溫度變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)自阻電加熱單點(diǎn)漸進(jìn)成形存在很大的內(nèi)應(yīng)力。李瓏果等借鑒數(shù)控加工中PY銑的思想提出虛擬靠模法，獲得復(fù)雜空間運(yùn)動軌跡，成形路徑可直接用于后續(xù)的數(shù)值模擬分析。李磊等應(yīng)用韌性準(zhǔn)則，基于有限元數(shù)值模擬技術(shù)，準(zhǔn)確的預(yù)測了硬鋁板的成形極限。
3、成形軌跡優(yōu)化
Hu hu等提出一種基于零件三角網(wǎng)格模型，利用固定殘余波峰高度原理的螺旋路徑生成方法。這種螺旋路徑不僅使成形后零件厚度更均勻還能提高零件成形尺寸精度，且零件表面更加光滑。
B.Taleb Arahi等把傳統(tǒng)的拉伸成形同漸進(jìn)成形結(jié)合起來，大大提高了零件加工的可操作性，且有效改善了零件的使用性能。Rauh等討論了加工路徑類型和其他工藝參數(shù)對零件漸進(jìn)成形質(zhì)量的影響，提出一種智能生成和控制加工軌跡的方法，該方法根據(jù)對成形過程的實(shí)時評估來設(shè)計、控制加工路徑。
莫建華等基于V++編程思想利用程序?qū)崿F(xiàn)了工具頭壓入點(diǎn)均勻分布，消除了零件表面壓痕現(xiàn)象，提高了板料數(shù)控漸進(jìn)成形的質(zhì)量。李湘吉等把多點(diǎn)成形與漸進(jìn)成形結(jié)合起來，利用兩種不同技術(shù)的優(yōu)勢，提高成形效率和成形精度，改善零件成形性能。周六如采用平行線形軌跡路徑法，多道次成形出直壁零件，發(fā)現(xiàn)影響直壁矩形零件漸進(jìn)成形的主要參數(shù)是成形半錐角。史曉帆等通過自阻電阻加熱方法提高了板料的成形性能。
數(shù)控專業(yè)開題報告 6
一、課題名稱：
數(shù)控銑床及加工中心產(chǎn)品設(shè)計
二、選題理由
制造技術(shù)是各國經(jīng)濟(jì)競爭的重要支柱之一，經(jīng)濟(jì)的成功在很大程度上得益于先進(jìn)的制造技術(shù)，而機(jī)床是機(jī)械制造技術(shù)重要的載體，它標(biāo)志著一個國家的生產(chǎn)能力和技術(shù)水平。
機(jī)床工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的一個重要先行部門，擔(dān)負(fù)這為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供現(xiàn)代化技術(shù)裝備的任務(wù)，以1994年為例，全世界基礎(chǔ)的消費(fèi)額達(dá)261.7億美元。其中美國的消費(fèi)額56億美元、中國33.6億美元。所以，在我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，機(jī)床工業(yè)起著重要的作用。然而在機(jī)械制造業(yè)中，大批大量生產(chǎn)時采用專用機(jī)床、組合機(jī)床、專用自動線等并配以相應(yīng)的工裝，這些設(shè)備的初期投資費(fèi)用大、生產(chǎn)準(zhǔn)備時間長，并且不適應(yīng)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。單件小批生產(chǎn)時，由于產(chǎn)品多變而不宜采用專用機(jī)床，特別是在國防、航空、航天和深潛的部門，其零件的精度要求非常高，幾何形狀也日趨復(fù)雜，且改型頻繁，生產(chǎn)周期短，這就要求迅速適應(yīng)不同零件的加工。書空機(jī)床就是在這樣的背景下產(chǎn)生和發(fā)展起來的一種新型自動化機(jī)床，它較好的解決了小批量、品種多變化、形狀復(fù)雜和精度高的零件的自動化加工問題。隨著計算機(jī)技術(shù)，特別是微型計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及其在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用，機(jī)床數(shù)控技術(shù)正從普通數(shù)控向計算機(jī)數(shù)控發(fā)展。一個國家數(shù)控機(jī)床的擁有量（相對值），標(biāo)志著這個國家機(jī)械制造業(yè)的現(xiàn)代化程度。數(shù)控銑床和加工中心因其特有的加工方式及其加工范圍廣在數(shù)控機(jī)床中占有重大的比例，因此研究《數(shù)控銑床及加工中心產(chǎn)品設(shè)計》具有重大意義。
三、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
當(dāng)今世界，工業(yè)發(fā)達(dá)國家對機(jī)床工業(yè)高度重視，競相發(fā)展機(jī)電一體化、高質(zhì)量、高精、高效、自動化先進(jìn)機(jī)床，以加速工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。長期以來，歐、美、亞在國際市場上相互展開激烈競爭，已形成一條無形戰(zhàn)線，特別是隨微電子、計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床在20世紀(jì)80年代以后加速發(fā)展，各方用戶提出更多需求，早已成為四大國際機(jī)床展上各國機(jī)床制造商競相展示先進(jìn)技術(shù)、爭奪用戶、擴(kuò)大市場的焦點(diǎn)。中國加入WTO后，正式參與世界市場激烈競爭，今后如何加強(qiáng)機(jī)床工業(yè)實(shí)力、加速數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)是緊迫而又艱巨的任務(wù)。數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)至今的50年，隨科技、特別是微電子、計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展。美、德、日三國是當(dāng)今世上在數(shù)控機(jī)床科研、設(shè)計、制造和使用上，技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗(yàn)最多的國家。
例如：在19世紀(jì)初時是1mm級，到20世紀(jì)初時提高到了0.01mm級。而近30年來，普通機(jī)械加工的精度已從0.01mm提高到0.005mm級，精密加工的精度已從1um級提高到0.02um級，超精密加工的精度已從0～0.01um級進(jìn)入納米級。在表面粗糙度方面，日本用螢光碳素泡沫拋光劑和細(xì)微SiO2粉末拋光工作，成功獲得了小于0.0005um的表面粗糙度。過去們只注意表面粗糙度、波度和紋理等表面特征，忽視了表面之下0.38mm范圍內(nèi)的內(nèi)部效應(yīng)，即次表面效應(yīng)對零件可靠性的影響。這方面尚需深入研究，采取相應(yīng)措施，方能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命及可靠性。
中國於1958年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床，發(fā)展過程大致可分為兩大階段。在1958～1979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段。第一階段中對數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識，在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過關(guān)的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無法用於生產(chǎn)而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實(shí)事求是的科學(xué)精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11國（地區(qū)）引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機(jī)床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。在20余年間，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn)一批設(shè)計、制造、使用和維護(hù)的人才；通過合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床，使設(shè)計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；通過利用國外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設(shè)計及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數(shù)控機(jī)床，供應(yīng)國內(nèi)市場的需求，但對關(guān)鍵技術(shù)的`試驗(yàn)、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù)支撐，不能獨(dú)立發(fā)展，基本上
處於從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本數(shù)控機(jī)床的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本“機(jī)電法”、“機(jī)信法”那樣的指引；嚴(yán)重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。
四、研究內(nèi)容：
1.按圖紙要求制定真確的工藝方案
2.選擇合理的刀具和切削工藝參數(shù)
3.編寫數(shù)控加工程序
五、研究方法：
首先閱讀大量相關(guān)文獻(xiàn)資料，教材及新聞背景資料，包括機(jī)械制造的原理及方法，質(zhì)量管理應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床現(xiàn)有技術(shù)水準(zhǔn)，國際水平探討方面的書籍，報刊。以了解可靠性的內(nèi)容，質(zhì)量管理的概況和數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的基本知識體系。然后通過調(diào)研，進(jìn)一步了解企業(yè)現(xiàn)狀及需求。接下來進(jìn)行分析與設(shè)計。確定數(shù)據(jù)來源的真實(shí)準(zhǔn)確。再進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計由于現(xiàn)有設(shè)備所采用的是分析設(shè)計方法，因此可以首先對原有設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y試與調(diào)試，然后使用快速原型方法來提高加工質(zhì)量，等得到企業(yè)有效的反饋信息后再可以考慮用統(tǒng)計分析法和棕合法進(jìn)行接下去的再分析，再設(shè)計
六、進(jìn)展按排：
1、準(zhǔn)備階段（12月15日～12月30日）。搜集有關(guān)資料，準(zhǔn)備參考資料
2、完成開題報告及論文大綱交老師批閱（1月1日～1月15日）
3、依據(jù)論文大綱完成論文一稿交老師批閱（1月16日～3月10日）
4、完成論文二稿交老師批閱（3月11日～4月10日）
5、完成三稿（4月11日～4月30日）
6、完成相關(guān)論文簡介、答辯提綱，準(zhǔn)備答辯階段（5月1日～5月10日）
7、畢業(yè)設(shè)計答辯階段（5月中旬）
七、主要參考資料：
1、周昌治，楊忠鑒，趙之淵，陳廣凌，機(jī)械制造工藝學(xué)，重慶大學(xué)出版社出版，2015年12月第6次印刷。
2、張麗華，馬立克，數(shù)控編程與加工技術(shù)，大連理工大學(xué)出版社，2015年7月第2版
3、楊建明，數(shù)控加工工藝與編程，北京理工大學(xué)出版社，2015年4月第3次印刷
4、呂天玉，宮波，公差配合與測量技術(shù)，大連理工大學(xué)出版社，2015年7月第3次印刷
5、高波，機(jī)械制造基礎(chǔ)，大連理工大學(xué)出版社，2015年8月第1次印刷
6、黃鶴汀，王芙蓉，金屬切削機(jī)床（上冊），機(jī)械工業(yè)出版社，2015年7月第1版第10次印刷
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