渐进成形自动编程系统的研究与开发

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1、南京航空航天大学硕士学位论文的应用前景。国内外学者的研究主要集中在以下领域：1.数控单点渐进成形中板料的成形性能（成形极限图、极限变薄率、成形极限角等）2.各种工艺参数（工具头直径、进给速度、板料厚度、每层进给量的大小、润滑情况等）对成形过程的影响3.成形过程中成形力的变化4.成形过程的有限元模拟5.板料的回弹研究6.成形直壁零件的方法在国外，S.Matsubara等学者首先提出并进行了钣金件的数控渐进成形试验，按照CAD数模进行逐层逐点压弯成形[6]。由于渐进成形是局部成形，变形较复杂，分析起来就更为困难。K.Dai等人用轴对称零件在简单的变形情况下对渐进成形工

2、艺进行了初步分析，并对加载路径进行了初步优化[7]。在国内，华中科技大学模具技术国家重点实验室目前开展这方面的研究。南京航空航天大学航空宇航制造工程系是国内较早开展这一技术研究的单位之一。该系成功试制了第一台小型级数控渐进成形机，为进一步深入研究复杂钣金零件数控渐进成形技术打下了良好的基础。1.3.2数控自动编程当零件形状比较简单时，可以采用手工编程方法进行加工程序的编制。但是，随着零件复杂程度的增加，数学计算量、程序段数目也将大大增加，这时如果单纯依靠手工编程将极其困难，甚至是不可能完成的。于是人们发明了一种软件系统，它可以代替人来完成数控加工程序的编制，这就是

3、自动编程。对于渐进成形加工，人们不可能用手工编制程序的方式进行。以往是通过修改其它软件的NC代码来得到其数控加工代码的，但是由于渐进成形加工有其自身的特点，通过修改NC代码的方式不仅影响加工效果也会影响到加工效率。所以，渐进成形加工需要自身的数控自动编程方法。自动编程的特点是编程工作主要由计算机完成。在自动编程方式下，编程人员只需采用某种方式输入工件的几何信息以及工艺信息，计算机就可以自动完成数据处理、编写零件加工程序、制作程序信息载体以及程序检验的工作而无须人的参与。在目前的技术水平下，分析零件图纸以及工艺处理仍然需要人工来完成，但随着技术的进步，将来的数控自动

4、编程系统将从只能处理几何参数发展到能够处理工艺参数。即按加工的材料、零件几何尺寸、公差等原始条件，3渐进成形自动编程系统的研究与开发自动选择刀具、决定工序和切削用量等数控加工中的全部信息。1952年，美国麻省理工学院（MIT）研制成功世界上第一台数控铣床。为了充分发挥数控机床的加工能力，克服手工编程时计算工作量大、烦琐且容易出错、编程效率低质量差、对于形状复杂零件由于计算困难而难以编程等缺点，麻省理工学院伺服机构实验室在美国空军资助下，开始研究数控自动编程问题。研究成功于1955年公布并发布了世界上第一个语言自动编程系统APTI（AutomaticalProgra

5、mmedTools）。1956年美国宇航工业协会（AIA）在APTI的基础上组织研究自动编程系统，于1958年发展为APTII系统。1961年在圣地亚哥规划集中了14名有经验的程序员，在贝茨领导下开发出了APTIII系统。后来AIA继续对APT进行了改进，并成立了APT长期规划组织ALRP（APTLongRangeProgram），由美国伊利诺斯理工学院负责。到了70年代，成立了计算机辅助制造的国际机构（CAM-I），它取代了ALRP，又发展了APTIV系统。到80年代，又发展到具有定义和编制复杂曲面加工程序功能的APTIV/SS。我国自上世纪50年代末期开始研制

6、数控机床，60年代中期开始数控自动编程方面的研究工作。70年代已研制出了SKC、ZCK、ZBC-1等具有两维半铣削加工、车削加工等功能的数控语言自动编程系统。后来又研制成功具有复杂曲面编程功能的数控语言自动编程系统CAM-251。随着微机性能价格比的提高，后来又推出了HZAPT、EAPT、SAPT等微机数控语言自动编程系统。APT系统及其派生系统都属于语言自动编程系统。语言自动编程可将编程过程中的数学处理与编写加工程序工作交由计算机来完成，从而使数控加工编程从面向机床指令的“汇编语言”级上升到面向几何元素的“高级语言”级，提高了编程速度与精度，解决了某些手工编程无

7、法解决的复杂零件的编程问题，大大地促进了数控技术的发展。然而，由于语言数控自动编程技术发展较早，受计算机软硬件的限制，使其也存在许多不足之处：语言数控自动编程系统需要采用某种特定语言的形式来描述本来十分直观的零件几何形状信息及加工过程，致使这种编程方法直观性差，编程过程复杂抽象，不易掌握。同时，由于语言的描述能力有限，难以描述复杂的几何形状；缺少对零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的验证手段，不便于进行阶段性的检查；语言自动编程是由编程人员根据零件图纸，结合加工工艺手工编写源程序，再由编程系统处理生成数控代码，因而从零件设计到数控加工程序的生成各部分工

8、作相互隔离