【摘要】：航空發(fā)動(dòng)機(jī)由機(jī)匣、葉片和盤(pán)軸類(lèi)等零件裝配組成,這些零件加工精度要求高,但零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且多為難加工材料。編程人員僅憑經(jīng)驗(yàn)選擇數(shù)控加工切削用量,難以滿(mǎn)足零件加工技術(shù)要求,且會(huì)導(dǎo)致加工質(zhì)量和加工效率等難以保證。為研究航空發(fā)動(dòng)機(jī)典型工藝特征對(duì)最佳切削用量選擇的影響,在切削加工過(guò)程有限元仿真的基礎(chǔ)上,基于航空發(fā)動(dòng)機(jī)工藝特征譜系和切削數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),成功開(kāi)發(fā)了基于工藝特征的航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件切削數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。首先,對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)工藝特征切削數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行需求分析,給出“采用有限元仿真預(yù)測(cè)模型作為切削數(shù)據(jù)的獲取手段,提出與UG CAM模塊集成基于工藝特征的切削數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)”的解決方案。其次,根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)典型零件特征的加工方法、刀具類(lèi)型和走刀路徑對(duì)工藝特征進(jìn)行分類(lèi),形成航空發(fā)動(dòng)機(jī)工藝特征譜系。并以Johnson-Cook本構(gòu)方程為基礎(chǔ),建立基于Deform 3D仿真軟件的切削溫度有限元模擬預(yù)測(cè)模型。通過(guò)多元回歸分析建立切削溫度與工藝特征參數(shù)、切削用量和刀具幾何參數(shù)的關(guān)系模型,根據(jù)馬卡洛夫切削溫度恒定定律獲得工藝特征底層切削數(shù)據(jù),建立航空發(fā)動(dòng)機(jī)工藝特征切削數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。最后,基于航空發(fā)動(dòng)機(jī)工藝特征譜系和切削數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),考慮工藝特征已加工表面粗糙度、機(jī)床最高主軸轉(zhuǎn)速和切削力等約束,采用Microsoft Visual Studio 2010軟件C++語(yǔ)言的MFC模塊開(kāi)發(fā)工藝特征切削數(shù)據(jù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)與UG CAM模塊集成,實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)工藝特征切削數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與UG CAM模塊的無(wú)縫鏈接,完成了基于工藝特征的航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件切削數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。以該系統(tǒng)在軸類(lèi)零件切削編程過(guò)程中的應(yīng)用為舉例,介紹基于工藝特征的航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件切削數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用流程�；诠に囂卣鞯暮娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)零件切削數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可有效解決編程人員僅憑經(jīng)驗(yàn)選擇切削用量,導(dǎo)致切削用量選擇不合理,難以滿(mǎn)足零件加工技術(shù)要求,加工效率低的技術(shù)難題。
[Abstract]:The aero-engine is composed of casing, blade and disc shaft. The machining precision of these parts is high, but the structure of the parts is complex, and the machining materials are difficult to be processed. It is difficult for programmers to select NC machining parameters based on experience, which can not meet the technical requirements of parts, and lead to difficult guarantee of machining quality and efficiency. In order to study the influence of typical process characteristics of aero-engine on the selection of optimum cutting parameters, based on the finite element simulation of cutting process, the underlying data structure of aero-engine process characteristic spectrum and cutting database system is presented. An aero-engine part cutting database system based on process features has been developed successfully. First of all, the requirement analysis of the aero-engine process feature cutting database system is carried out, and the finite element simulation prediction model is used as the means to obtain the cutting data. The solution of integrating cutting database system based on process feature with UG CAM module is put forward. Secondly, according to the machining method of typical parts of aero-engine, the cutting tool type and the path of the cutting tool, the process features are classified to form the spectrum of aero-engine process characteristics. Based on the Johnson-Cook constitutive equation, a finite element simulation and prediction model of cutting temperature based on Deform 3D simulation software is established. The relationship model between cutting temperature and process parameters, cutting parameters and cutting tool geometry parameters is established by multivariate regression analysis. The underlying cutting data of process characteristics are obtained according to Makarov's law of constant cutting temperature. The underlying data structure of the aero-engine process feature cutting database system is established. Finally, based on the underlying data structure of the aero-engine process characteristic spectrum and the cutting database system, the constraints of the machined surface roughness, the maximum spindle speed and the cutting force are considered. The process feature cutting data system is developed by using MFC module of Microsoft Visual Studio 2010 software C language. The system is integrated with UG CAM module to realize the seamless link between the aero-engine process feature cutting database system and the UG CAM module, and the development of the aero-engine parts cutting database system based on the process feature is completed. Taking the application of this system in the cutting programming process of shaft parts as an example, this paper introduces the application flow of the aero-engine parts cutting database system based on the process characteristics. The cutting database system of aero-engine parts based on process characteristics can effectively solve the technical problem that the programmer chooses cutting parameters only by experience, which leads to unreasonable selection of cutting parameters, which is difficult to meet the technical requirements of parts processing and low machining efficiency.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：V263

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本文編號(hào)：2289699