發(fā)布時間：2018-08-29 14:36

【摘要】：螺桿作為一類多見的工業(yè)機械零件,廣泛應(yīng)用于壓縮機、冷凍機、螺桿泵、橡塑機械、食品膨化機和石油螺桿鉆具等機械產(chǎn)品。在這些產(chǎn)品中螺桿作為核心組成部分,一般用于原料的加工、供送等工序中,它的加工質(zhì)量和精度與這類機械產(chǎn)品的工作效率息息相關(guān)。異形螺桿由于應(yīng)用目的不同,應(yīng)用范圍不斷擴大、需求量快速增長,并且螺桿形式復(fù)雜多樣,這些都給異形螺桿的加工制造帶來了非常大的難度。對于異形螺桿的加工,國際上多采用銑削加工方法,但這種加工方法存在精度低、成本高等不足;中小型企業(yè)多采用加長的普通車床加工螺桿,其加工精度完全取決于操作人員的經(jīng)驗和技術(shù)水平,質(zhì)量波動性較大。因此,對于異形螺桿進行數(shù)控車床的研究是非常有必要的。針對上述存在的問題,本文通過比較分析幾種常用的幾何建模方法,選用基于單元體的方法對毛坯進行離散化三維建模,提出了一種簡化的數(shù)據(jù)存儲方式,結(jié)合異形螺桿的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)了刀具和工件間去除材料的算法;采用等殘留高度法計算走刀步長,從而可以自動確定走刀次數(shù)。根據(jù)切屑的數(shù)理模型和應(yīng)變條件,確定了系統(tǒng)中切屑模型參數(shù)化構(gòu)造的方法以及折斷條件。然后采用AABB包圍盒進行粗碰撞檢測,可以有效的排除不發(fā)生碰撞的情況,再采用平面間的細(xì)碰撞檢測方法,實現(xiàn)快速有效的碰撞檢測,以達(dá)到對異形螺桿相關(guān)加工參數(shù)檢驗的目的。最后在Visual Studio環(huán)境下,使用C#編程語言,調(diào)用OpenGL三維圖形庫函數(shù),開發(fā)了集參數(shù)輸入、刀具設(shè)置、工件設(shè)置、碰撞檢測等功能模塊的異形螺桿虛擬數(shù)控車削加工系統(tǒng)。本文通過對毛坯離散化建模方法和去除材料算法的研究,建立了一個較完整的異形螺桿虛擬車削加工系統(tǒng),實現(xiàn)了異形螺桿車削加工去除材料的過程。通過實例驗證了系統(tǒng)具有良好的實時性、交互性以及動態(tài)仿真能力,對異形螺桿的實際數(shù)控車削加工提供了保障。
[Abstract]:As a kind of common industrial machinery parts, screw is widely used in compressors, freezers, screw pumps, rubber and plastic machinery, food expansion machines and oil screw drilling tools and other mechanical products. As the core component of these products, the screw is generally used in the processing of raw materials, feeding and other processes, its processing quality and accuracy are closely related to the working efficiency of this kind of mechanical products. Due to the different purpose of application, the application range of special-shaped screw is expanding, the demand is increasing rapidly, and the screw form is complex and diverse, all of these bring great difficulty to the processing and manufacturing of special-shaped screw. For the processing of special-shaped screw, milling method is widely used in the world, but this machining method has some shortcomings, such as low precision and high cost. The machining accuracy depends entirely on the experience and technical level of the operator, and the quality fluctuates greatly. Therefore, it is necessary to study the numerical control lathe for special-shaped screw. In view of the above problems, this paper compares and analyzes several commonly used geometric modeling methods, selects the method based on the unit to discretize the 3D modeling of the blank, and proposes a simplified data storage method. Combined with the mathematical model of special-shaped screw, the algorithm of material removal between cutter and workpiece is deduced, and the equal residual height method is used to calculate the walking step, so that the number of cutter walking can be determined automatically. According to the mathematical model and strain condition of chip, the parameterized construction method and breaking condition of chip model in the system are determined. Then the AABB bounding box is used to detect the rough collision, which can effectively eliminate the collision, and then use the fine collision detection method between the planes to realize the fast and effective collision detection. In order to achieve the purpose of testing the processing parameters of special-shaped screw. Finally, using C # programming language and OpenGL 3D graphics library function, a special shape screw virtual NC turning system is developed in Visual Studio environment, which includes parameter input, tool setting, workpiece setting, collision detection and so on. Based on the study of discrete modeling method and material removal algorithm, a complete virtual turning system for special-shaped screw was set up in this paper, and the process of material removal was realized in the machining of special-shaped screw. Examples show that the system has good real-time, interactive and dynamic simulation ability, and provides a guarantee for the actual NC turning of special-shaped screw.
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG519.1

【參考文獻】

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本文編號：2211501