数控毕业设计开题报告

数控毕业设计开题报告范文

　　作为一名数控专业的学生，在我们完成自己的毕业设计的时候，我们知道怎么样书写一份开题报告吗？以下是小编为大家整理好的数控毕业设计开题报告范文，欢迎大家阅读参考！

　　数控技术毕业论文开题报告范文【1】

　　【论文摘要】：随着计算机业的快速发展，数控技术也发生了根本性的变革，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术，文章结合国内外情况，分析了数控技术的发展趋势。

　　引言

　　数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。

　　国内外数控系统的发展概况

　　随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。

　　长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器最新数控技术毕业论文开题报告范文最新数控技术毕业论文开题报告范文。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，己不适应日益复杂的制造过程，因此，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

　　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从目前世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下几个方面：

　　高精度、高速度的发展趋势

　　尽管十多年前就出现高精度高速度的趋势，但是科学技术的发展是没有止境的，高精度、高速度的内涵也在不断变化，目前正在向着精度和速度的极限发展。

　　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。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料 掏空 的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求

　　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。

　　智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

　　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。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。

　　目前许多国家对开放式数控系统进行研究，数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能)，形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心最新数控技术毕业论文开题报告范文最新数控技术毕业论文开题报告范文。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。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。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势

　　参考文献

　　[1] 王立新. 浅谈数控技术的发展趋势[J]. 赤峰学院学报. 2015.

　　[2] 董淳. 数控系统技术发展的新趋势[J]. 可编程控制器与工厂自动化. 2015.

　　[3] 张亚力. 简述数控发展的新趋势[J]. 国土资源高等职业教育研究. 2015.

　　[4] 陈芳. 数控技术的发展和途径[J]. 科技资讯. 2015.

　　数控技术毕业设计开题报告范文【2】

　　一、数控渐进成形技术介绍

　　学者Schmoeckel在他的着作中预言随着自动控制技术的不断发展进步，板料成形设备将会变得更加灵活。Leszak在其申请的专利中首次提出了利用简单成形工具对板件进行加工的板料无模成形思想，但受限于当时的技术水平这种技术没有进一步向前发展。后来随着相关技术的不断发展，直到上个世纪90年代，松原才正式提出了板料数控渐进成形技术。

　　板料数控渐进成形技术引入“分层制造”的思想，首先将要加工的零件在高度上离散成若干层，再由CAD/CAM软件在每层沿零件轮廓生成相应的加工轨迹，简单的成形工具头沿着该轨迹对板件进行逐层加工，得要想要加工的零件。由于数控渐进成形是对板料进行逐层逐点进行加工，靠局部变形的积累获得整个零件，因此具有加工方式灵活、加工精度高等优点，能够成形出形状复杂的钣金零件。数控渐进成形技术从零件的三维结构设计到零件的加工轨迹生成再到零件最终成形都具有很强的灵活性，零件的尺寸或者形状变动时只需在CAD/CAM软件里改动零件模型即可。因此，该技术特别适合用于钣金类新产品的开发、试制及小批量生产。

　　板料数控渐进成形技术按其加工方式分为单点（负）渐进成形和双点（正）渐进成形。单点渐进成（Single Point Incremental Forming-SPIF）是一种不需要任何模具支撑的渐进成形方式。金属板被夹具固定在支架上，板下面悬空，工具头沿特定的轨迹由金属板四周向中心逐渐加工，此时金属板在力的拉伸作用下变形。零件成形过程中金属板料只跟工具头接触，成形过程中不需要模具支撑，因此单点渐进成形具有加工方式灵活、加工范围广、对设备依赖性不强、占用生产资源少等特点。此外，只需要在CAD软件里改变零件几何模型就可以获得不同的成形轨迹，进而加工出相应形状的零件，所以单点渐进成形的操作性较好，但是因为成形过程中只是工具头和金属板的接触，系统刚度相对较小，成形后零件容易发生回弹，导致零件成形精度较差。

　　二、数控渐进成形优缺点

　　不同与冲压等塑性加工工艺，数控渐进成形是金属板件塑性加工的一种新的成形方式，主要有以下优点：

　　1.无模加工

　　渐进成形不需要专门的成形模具即可对金属板进行加工，特别是单点渐进成形技术，真正实现了无模具加工；即使是双点渐进成形也仅仅需要简单的模具，而且模具的制作可以是代木、纤维等材料，相对于冲压模的制作能大大节省时间成本和资金成本。

　　2.成形设备简单、成本低

　　渐进成形技术对设备的依赖性不高，普通的数控铣床进行简单的改造后就可以达到专用渐进成形机床的加工效果，对板料的渐进成形可以在普通数控铣床、渐进成形专用机床、数控加工中心等设备上实现；用来进行渐进成形刀具只是简单的圆形成形工具头，工具头不需要特殊的加工处理，只需保证硬度和表面粗糙度即可，这也降低了加工成本。

　　3.适合新产品的开发

　　市场上常见的商用CAD/CAM软件里就可实现从零件结构设计到加工参数优化再到成形轨迹生成整个过程的无缝衔接；当零件尺寸需要改动时，只需在软件中改动相应的结构模型就可以实现成形轨迹的改变。

　　4.复杂板料零件成形

　　由于渐进成形是对板料进行逐点逐层成形因此可实现对复杂钣金类零件的成形且成形精度高。

　　5.成形力小

　　零件渐进成形过程中只有工具头底部很小的区域与板料相接触，每层板料变形区域也仅限于该区域，且工具头在相邻加工层之间的进给量Δz一般为0.2mm-1mm,因此所受成形力较小。

　　6.成形过程无噪音污染，对环境友好

　　零件渐进成形时，特别是进行单点渐进加工时，金属板和工具头的接触区域很小，加工过程中不会出现振动、冲击等现象，整个加工过程中几乎无噪声污染。

　　数控渐进成形的缺点

　　渐进成形的缺点主要包括：

　　1.零件尺寸精度差

　　金属板料在工具头的挤压下发生弹塑性变形，加工完成后，塑性变形部分被保留下来，而弹性变形部分产生回弹，再加上零件成形后的残余应力等因素，导致实际得到的零件形状跟设计的零件形状之间存在误差。特别是对于单点渐进成形，系统刚度较小，回弹更严重。此外，相关成形参数（增量步长Δz、成形角度θ、运动轨迹、工具头直径D等）的改变，也会影响到零件最终成形精度。

　　2.减薄严重，零件壁厚分布不均匀

　　零件壁厚跟金属板初始厚度和成形角度有关，理论上，近似符合正弦定理。但在现实成形时，由于板材变形过程的复杂性和金属塑性流动不确定性等因素，正弦定理并不能很好的用来进行板料厚度变化的预测，零件壁厚在某些位置减薄严重，其余位置厚度也不均匀，较薄的厚度往往达不到零件使用要求。

　　3.单件零件成形时间长，成形效率低

　　渐进成形所用时间跟零件尺寸大小、成形轨迹、进给速度等因素有关。由渐进成形原理可知，相对于冲压成形，单个零件的成形效率要低很多。特别是当零件尺寸较大，采用增量步长较小的情况下，成形效率更会大大降低。

　　三、数控渐进成形研究现状

　　板料数控渐进成形技术是在现代社会消费者对产品多样化、个性化需求越来越多的背景下提出的，是一种新型的适合新产品开发、试制的制造技术，该技术的进一步发展不仅可以丰富塑性加工理论的知识体系，还具有广阔的工业应用空间。数控渐进成形技术自被提出以来，便凭借自身的优点引起国内外大量学者的广泛关注。目前，对该技术的研究主要集中在下几个方面：

　　1.成形机理和性能

　　成形极限图（FLC）通常用来描述一种工艺的成形性能。大量研究表明渐进成形技术的成形极限图大致是一条位于第一象限负斜率的直线，而传统的成形极限图是一条V线，如图1.6所示。因此，渐进成形技术能显着提升材料的加工潜力，成形出大应变的零件。Hagan和Jeswiet对比研究了旋转成形、旋压成形和渐进成形三种板料成形技术的成形特征和成形机理，凸显了板料渐进成形技术的优势。Jackson和Allwood对拼焊铜板进行了渐进成形，研究零件成形过程中金属板的变形过程和变形机理。作者分别测量了单点渐进成形和双点渐进成形后零件厚度方向上的应变分布，发现在与工具头运动方向相切的方向上，板料主要发生拉伸和剪切变形，与在工具头运动平行的方向上，板料主要发生剪切变形；作者还发现随着拉伸和剪切作用的不断加剧，零件实际测量厚度跟正弦曲线预测厚度之间的.误差会逐渐增大。S. Gatea等研究了主要成形参数对板件成形性能的影响，发现零件经多道次渐进成形后壁厚分布更均匀；增量步长对板件成形性能的影响还不十分明确；增加主轴转速或者减小工具头进给速度都能使板件成形性能提高；小尺寸圆形工具头螺旋轨迹加工时，板件极限成形角较大。C.Raju等将几个薄铜板叠加在一起进行单点渐进成形，分别得到每块薄铜板的成形极限图，研究每块薄铜板的成形性能。

　　刘兆兵等通过试验验证了板料的成形性能跟成形角度和刀具轨迹的垂直进给量有关，作者还研究了不同成形参数对工具头与金属板之间成形力的影响。马琳伟等数值模拟不同成形轨迹下零件渐进成形过程，作者将零件分成四个不同的变形区，探讨每个变形区的变形特点和变形过程。

　　2.数值模拟研究

　　Duou等数值模拟了零件多道次单点渐进成形的成形过程，在零件尺寸精度、厚度分布等方面与试验结果进行对比研究。Arfa等通过试验和数值模拟对比研究了板料初始厚度、成形角度、成形零件形状和刀具轨迹等因素对成形过程中力的大小的影响。D. M. Neto等采用实体单元数值模拟了AA7075-O铝合金圆锥零件单点渐进成形过程，分析了板料变形机理和板料与工具头接触区域应力状态。

　　李超等对同一截面圆锥零件分别进行单道次和两道次渐进成形数值模拟，发现两道次渐进成形比单道次渐进成形零件厚度分布更加均匀。范国强等模拟了自阻电加热的情况下钛合金板进行渐进成形的过程，并分析了成形过程中的温度变化规律，发现自阻电加热单点渐进成形存在很大的内应力。李珑果等借鉴数控加工中COPY铣的思想提出虚拟靠模法，获得复杂空间运动轨迹，成形路径可直接用于后续的数值模拟分析。李磊等应用韧性准则，基于有限元数值模拟技术，准确的预测了硬铝板的成形极限。

　　3.成形轨迹优化

　　Hu Zhu等提出一种基于零件三角网格模型，利用固定残余波峰高度原理的螺旋路径生成方法。这种螺旋路径不仅使成形后零件厚度更均匀还能提高零件成形尺寸精度，且零件表面更加光滑。B. Taleb Araghi等把传统的拉伸成形同渐进成形结合起来，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。Rauch等讨论了加工路径类型和其他工艺参数对零件渐进成形质量的影响，提出一种智能生成和控制加工轨迹的方法，该方法根据对成形过程的实时评估来设计、控制加工路径。

　　莫建华等基于VC++编程思想利用程序实现了工具头压入点均匀分布，消除了零件表面压痕现象，提高了板料数控渐进成形的质量。李湘吉等把多点成形与渐进成形结合起来，利用两种不同技术的优势，提高成形效率和成形精度，改善零件成形性能。周六如采用平行线形轨迹路径法，多道次成形出直壁零件，发现影响直壁矩形零件渐进成形的主要参数是成形半锥角。史晓帆等通过自阻电阻加热方法提高了板料的成形性能。