【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。造走向高精度化、高效率化和自動(dòng)化。本課題通過Pro/E的三維建模和曲面造型。床加工，實(shí)現(xiàn)在虛擬的環(huán)境中進(jìn)行飛機(jī)外形的設(shè)計(jì)和加工。

　　

【正文】 大的徑向切深（跨度） ，高的切削速度 。常見切削參數(shù)的選擇見表 。 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 37 頁(yè) /共 57頁(yè) 加工類型 (m/min) (mm) (mm) (mm/z) 粗加工 100 68%d 3540%d 半精加工 150200 34%d 2040%d 精加工 200250 表 切削參數(shù)選擇 ○ 1 切削寬度（跨度）的選擇 一般切削寬度（跨度）與刀具直徑 d 成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，一般切削寬度的取值范圍為： L=(0． ． 8)d。其值越小，切削線就越密，因本設(shè)計(jì)中的切削刀具為球銑刀，其切削寬度越小越好，考慮其加工效率和球銑刀的直徑，綜合確定本設(shè)計(jì)的跨度取 。 ○ 2 主軸速率的選擇 主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度 來選定。計(jì)算公式為： ，式中。 為刀具或工件直徑 (mm)，因本設(shè)計(jì)的 NC 加工為精加工，須高切削速度，根據(jù)表 可取切削速度 =200m/min，再根據(jù)刀具直徑，計(jì)算出主軸轉(zhuǎn)速 為 12738r/min，可取主軸速率為 12020r/min。 ○ 3 切削進(jìn)給的選擇 切削進(jìn)給應(yīng)根據(jù)零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料來選擇。切削進(jìn)給的增加可以提高加工效率，在加工表面粗糙度要求低時(shí)，可選擇得大些，但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等因素的限制。本設(shè)計(jì)的切削進(jìn)給選擇 10。 確定好以上參數(shù)后，其它參數(shù)系統(tǒng)默認(rèn)，最終的主要加工參數(shù)設(shè)置如表 所示。 切削進(jìn)給 50 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 38 頁(yè) /共 57頁(yè) 公差 (mm) 跨度 (mm) 安全距離 (mm) 主軸速率 (r/min) 12020 表 精加工參數(shù)設(shè)置 (4) 切削定義的設(shè)置 在完成曲面拾取后，系統(tǒng)回彈出“切削定義”的對(duì)話框，用以選擇切削類型，本加工采用自由曲面等值線的切削類型，其詳細(xì)設(shè)置如圖 所示。 圖 切削定義設(shè)置 (5) 屏幕演示 完成所有加工序列的創(chuàng)建后，在模型樹中的 上單擊右鍵，選擇【播放路徑】命令，等待命令處理完后，在彈出的對(duì)話框中單擊【開始】按鈕，則在工作區(qū)間進(jìn)行屏幕演示，并出現(xiàn)刀具路徑，如圖 所示。 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 39 頁(yè) /共 57頁(yè) 圖 刀具路徑圖 后置處理與 NC 序列的生成 (1) NC 后置處理 此次數(shù)控加工使用的機(jī)床為 FANUC 16iM 系統(tǒng)的五軸數(shù)控機(jī)床，其主要 G 功能代碼和 M 代碼如表 所示。 指令代碼 功能 G00 快速定位 G01 直線插補(bǔ) G02 順時(shí)針圓弧插補(bǔ) G03 逆時(shí)針圓弧插補(bǔ) G04 暫停 G54G59 工件坐標(biāo)系設(shè)置 G70 英制 G71 公制 G80 循環(huán)停止 G81 鉆孔循環(huán) G82 锪孔循環(huán) G83 深鉆孔循環(huán) G84 攻絲循環(huán) G85 鏜孔循環(huán) M00 程序暫停 M01 程序選擇停止 M02 程序結(jié)束 M03 主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn) M04 主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) M05 主軸停轉(zhuǎn) M06 換刀 圖 3215 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 40 頁(yè) /共 57頁(yè) 表 FANUC 系統(tǒng) G 和 M 指令代碼功能 了解以上 FANUC 16iM 五軸機(jī)床指令代碼后，便可在 Pro/E 上進(jìn)行 NC 加工程序的后處理，選擇【應(yīng)用程序】→【 NC 后處理器】命令，打開如圖 所示的窗口，選擇【 File】→【 New】命令，在彈出的新建對(duì)話框中選擇“ Mill（銑床）”，后，單擊【 NEXT】按鈕，彈出圖 所示的對(duì)話框，在“ Machine Number(機(jī)器標(biāo)識(shí)號(hào) )”后輸入“ 60”，接著單擊【 NEXT】，在接著彈出的對(duì)話框中選擇“ System supplied default option file(選擇系統(tǒng)提供的缺省文件 )”，單擊【 NEXT】，選擇“ 10：FANUC 16M CONTROL”，單擊【 NEXT】，在“ Option File Title”后輸入“ FAUNC 16M CONTROL –PLANE”，再單擊【 FINISH】，完成機(jī)床的初始化設(shè)置。 圖 NC 后處理器窗口 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 41 頁(yè) /共 57頁(yè) 圖 完成以上步驟后，其余的選項(xiàng)設(shè)置如下： ○ 1 機(jī)床類型設(shè)置 在如圖 所示的對(duì)話框中選擇“ 5Axis Dual Rotary Head or Nutator”類型的五軸數(shù)控機(jī)床。 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 42 頁(yè) /共 57頁(yè) 圖 機(jī)床類型設(shè)置 ○ 2 程序開始與結(jié)束的設(shè)置 a． 一般屬性如圖 所示 圖 一般屬性 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 43 頁(yè) /共 57頁(yè) b． Codes/Chars 屬性設(shè)置如圖 所示 圖 Codes/Chars 設(shè)置 c． Default Prep Codes 屬性設(shè)置如圖 所示 圖 Default Prep Codes 設(shè)置 ○ 3 機(jī)床加工代碼設(shè)置 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 44 頁(yè) /共 57頁(yè) a． 準(zhǔn)備功能代碼 (G 代碼 )設(shè)置 如圖 所示 圖 準(zhǔn)備功能設(shè)置 b． 輔助功能 (M 代碼 )設(shè)置如圖 所示 輔助功能設(shè)置 ○ 4 刀具半徑補(bǔ)償?shù)?G 代碼和輸出方式的設(shè)置如圖 和圖 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 45 頁(yè) /共 57頁(yè) 圖 刀具半徑補(bǔ)償 G 代碼設(shè)置 圖 五軸機(jī)床刀具半徑補(bǔ)償輸出方式 ○ 5 有關(guān)主軸的設(shè)置如同 所示 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 46 頁(yè) /共 57頁(yè) 圖 圖 有關(guān)主軸的設(shè)置 (2) 生成數(shù)控加工的 NC 序列 選擇【編輯】→【 CL 數(shù)據(jù)】→【輸出】命令，系統(tǒng)彈出系統(tǒng)彈出如圖 所示的菜單選項(xiàng)，選擇【 NC 序列】命令，彈出如圖 所示的菜單，在“ NC序列列表”中選擇【 1：曲面銑削】，接著在彈出菜單選項(xiàng)中選擇【文件】命令，勾選 CL 文件、 MCD 文件和交互選項(xiàng)復(fù)選框后，單擊【完成】，進(jìn)入保存文件對(duì)話框，在“新名稱”欄輸入“ ”，單擊【確定】后，系統(tǒng)彈出如圖 所示的后置處理菜單選項(xiàng)，可以使用系統(tǒng)默認(rèn)選項(xiàng)，直接單擊【完成】命令。系統(tǒng)彈出如圖 所示的后置處理列表菜單，選取 【 】進(jìn)行 后置處理配置文件，等待命令窗口的完成，之后單擊【完成輸出】，便可生成 NC 文件。 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 47 頁(yè) /共 57頁(yè) 圖 仿真加工 (1) 仿真加工 選擇【工具】→【 CL 數(shù)據(jù)】→【材料去除模擬】命令，打開如圖 所示的菜單欄，選擇【 CL文件】，打開文件選擇對(duì)話框，選擇“ ”文件后，單擊【打開】，接著單擊【完成】命令，打開如圖 所示的 VERICUT 窗口。 在打開的 VERICUT 窗口中，單擊窗口右下角的 （開始）按鈕，開始進(jìn)行仿真加工，加工完成后的實(shí)體模型如圖 所示。 圖 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 48 頁(yè) /共 57頁(yè) 圖 VERICUT 仿真加工界面 圖 加工完成后的飛機(jī)機(jī)身 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 49 頁(yè) /共 57頁(yè) 4. 結(jié)論 通過一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)模型飛機(jī)外形設(shè)計(jì)和數(shù)控加工的相關(guān)知識(shí)有了更深一步的了解，同時(shí)也是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次重大檢驗(yàn)。本課題研究的內(nèi)容是模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工，主要通過 Pro/E 進(jìn)行模型飛機(jī)外形的三維繪圖，我們無需考慮飛機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和部件，完成三維圖的繪制后，再利用 Pro/E的 NC 模塊，生成數(shù)控加工代碼，并通過 Pro/E 自帶的 VERICUT 模塊進(jìn)行模擬仿真加工。 目前在國(guó)內(nèi)三維造型與加工市場(chǎng)中， Pro/E 以其參數(shù)化的設(shè)計(jì)方式一直在機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)占有重要地位，該軟件的引入與應(yīng)用程度正日漸增強(qiáng)。根據(jù)我們對(duì) Pro/E的了解，不難看出該軟件的模塊多、功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍大，想徹底地掌握和了解有一定的難度，并且目前國(guó)內(nèi)所出版的關(guān)于 Pro/E 的圖書大都集中在 CAD 模塊上，對(duì)于其 CAM 方面則講解頗少，所以在這次設(shè)計(jì)中我選了個(gè) CAD/CAM 并存的課題，借此機(jī)會(huì)多了解一些關(guān)于 CAM 的知識(shí)，同時(shí)加深對(duì) Pro/E 軟件的三維建模模塊和 NC 數(shù)控加工模塊的掌握，對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)加以練習(xí)和鞏固。 當(dāng)然，由于本人知識(shí)水平有限，在模型飛機(jī)設(shè)計(jì)和數(shù)控加工方面存在一些盲區(qū)，所以本次設(shè)計(jì)中難免存在一些疏忽和不正確的地方，懇請(qǐng)老師給予批評(píng)指正，本人不勝感激。 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 50 頁(yè) /共 57頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] 李業(yè)惠．飛機(jī)氣動(dòng)外形的演變于空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展 [J]．現(xiàn)代軍事， 2020 年 11月： 16—17 [2] 李航航 吳創(chuàng)勇．飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)研究．航空科學(xué)技術(shù)， 2020年第 3 期： 20—22 [3] 顧誦芬．展望航空技術(shù)的發(fā)展 [J]．中國(guó)科學(xué)院， 1997 年第 1 期： 15—17 [4] 王俊斌．?dāng)?shù)控加工技術(shù)在大飛機(jī)研制生產(chǎn)中的應(yīng)用 [J]．航空制造技術(shù)， 2020年第 5 期： 44—46 [5] 李立冬．?dāng)?shù)控技術(shù)在飛機(jī)零件加工中的應(yīng)用 [J]．科技資訊， 2020 [6] 王阿娜．中國(guó)民用飛機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式的選擇 [J]．宏觀經(jīng)濟(jì)研究， 202 年第 1 期：47—53 [7] 馮琦，周德云．軍用無人機(jī)發(fā)展趨勢(shì) [J]．電光與控制， 2020 年第 10 卷第 1 期：9—13 [8] 詹華西 .數(shù)控加工與編程 .西安電子科技大學(xué)出版社， 2020 [9] 譚雪松，鐘廷志，甘露萍． Pro/ENGINEER Wildfire 中文版模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工 [M]．北京：人民郵電出版社， 2020 [10] 王雷． Pro/ENGINEER 造型設(shè)計(jì)實(shí)例教程 Wildfire 2． 0[M]．北京：中國(guó)鐵道出版社， 2020 [11] 張?jiān)平埽?Pro/ENGINEER Wildfire3． 0 范例練習(xí)基礎(chǔ)篇 [M]．北京：清華大學(xué)出版社 ， 2020 [12] 吳權(quán)威，王凈榮． Pro/ENGINEER Wildfire 中文版實(shí)例教程 [M]．北京：清華大學(xué)出版社， [13] 周四新，和青芳． Pro/ENGINEER Wildfire 曲面設(shè)計(jì) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [14] 付宏偉，許小榮 . Pro/ENGINEER Wildfire 中文版數(shù)控加工技術(shù)指導(dǎo) ． 北京：電子工業(yè)出版社， [15] 孫江宏，陳秀梅． Pro/ENGINEER 2020 數(shù)控加工教程．北京：清華大學(xué)出版 模型飛機(jī)設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工 第 51 頁(yè) /共 57頁(yè) 社， [16] 吳石林． Pro/ENGINEER Wildfire 模具設(shè)計(jì)及數(shù)控加工．北京：國(guó)防工業(yè)出版社， [17] 葛旺生 ． 現(xiàn)代數(shù)控銑削對(duì)刀具系統(tǒng)的要求 ． 廣西輕工業(yè)， 2020 年 6 期 [18] BI QingZhen, WANG YuHan, ZHU LiMin． Wholly smoothing cutter orientations for NC machining based on cutter contact point mesh[J]． Technological Sciences, May 2020 : 1294–1303 [19] Back T,Hoffmeister F,Schwefel HP. Survcy of Evolution Survcy of Evolution Strategies. Proc ICGA 4,1991(210).