本文關鍵詞：履帶鏈節(jié)零件的逆向設計與模具的數(shù)控制造技術研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國制造業(yè)的不斷發(fā)展,尤其是“中國制造2025規(guī)劃”及“工業(yè)4.0”接軌的提出,中國正在致力于從“制造大國”向“制造強國”的轉變。制造行業(yè)的發(fā)展離不開先進制造技術。隨著以CAD為主體技術的現(xiàn)代設計技術的不斷發(fā)展,反求設計、并行設計、綠色設計、智能設計方法發(fā)展越來越成熟,應用越來越廣泛。尤其是反求技術,由于其設計特點能夠敏捷的響應和適應生產(chǎn)要求,快速消化吸收全球范圍內先進設計技術,縮短產(chǎn)品的設計制造周期,適合復雜曲面零件的修復改造與再創(chuàng)新,發(fā)展和應用前景十分廣闊。履帶鏈節(jié)零件是履帶式行走機構上一個非常重要的組成部分,而履帶式行走機構廣泛應用于推土機、挖掘機、運輸設備以及各種輔助設備上的運動機構,被大量應用于礦山挖掘、水利工程修建、道路橋梁修筑、農業(yè)機械化項目、建筑工地施工、國防建設等工程項目當中。履帶鏈節(jié)零件在使用過程中由于磨損失效等原因會導致行走機構的各種故障,給工程機械使用者帶來經(jīng)濟損失,也有可能引發(fā)操作人員人身傷亡事故,因此,對其結構、原理的研究及優(yōu)化設計就顯得很有必要。本課題在對逆向工程原理、方法、應用等研究的基礎上,結合CAD/CAM技術,使用三維掃描儀設備、Geomagic逆向設計軟件、CATIA軟件、PowerMILL軟件等工具,對履帶鏈節(jié)進行了逆向設計與模具的設計和數(shù)控加工方法研究,主要做了以下幾方面工作：1、研究國內外CAD/CAM領域中有關逆向工程及模具CAM制造方面的先進技術和方法,尤其是逆向設計過程中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、模型重構的原理、流程和使用的設備與軟件工具,分析目前逆向設計的主流方法和發(fā)展趨勢。2、對履帶鏈節(jié)實物三維數(shù)字信息獲取進行了研究。從掃描儀設備的選擇與使用、點云數(shù)據(jù)的采集、使用逆向軟件進行點云分析處理三個方面展開研究,利用現(xiàn)有的三維掃描儀器對履帶鏈節(jié)進行了數(shù)字測量,得到ASC格式的包含曲面點云原始數(shù)據(jù)的文件。利用Geomagic軟件對點云數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理,包括讀入點云數(shù)據(jù)、多視圖點云數(shù)據(jù)對齊、冗余點云數(shù)據(jù)篩除等工作,最終生成點云數(shù)據(jù)文件供后面模型重構與優(yōu)化系統(tǒng)使用。3、采用CATIA軟件對履帶鏈節(jié)零件進行三維模型重建研究,重構了逆向對象模型。介紹了CATIA軟件在逆向設計中的使用方法,包括軟件基本操作、曲面重構的命令。最終在CATIA平臺上完成了履帶鏈節(jié)零件的逆向設計,同時對履帶鏈節(jié)的結構、原理、制造工藝進行研究,確定熱鍛模具的制造工藝流程,并對模具進行了CAM設計。實現(xiàn)了利用CAD系統(tǒng)將原始設計參數(shù)向產(chǎn)品數(shù)字化模型的轉變。4、利用POWERMILL軟件對鏈節(jié)模具進行了CAM研究,利用五軸數(shù)控機床模擬出模具的制造加工刀具路線,實現(xiàn)了原型的再現(xiàn)與改型。通過以上的研究工作,本文最終完成了履帶鏈節(jié)的反求設計,實現(xiàn)了原型零件的三維造型重構,研究了零件的結構原理與制造工藝,最后對鏈節(jié)零件制造模具進行了設計和數(shù)控加工仿真,既解決了零件使用中出現(xiàn)的問題,又為我國裝備制造企業(yè)在設計生產(chǎn)過程中充分利用逆向工程技術,發(fā)展數(shù)字化優(yōu)勢,適應智能化生產(chǎn)提供了借鑒,在機械工程設計與制造領域具有一定的理論研究意義和實際應用意義。
【關鍵詞】：履帶鏈節(jié) 反求設計 三維掃描 CATIA軟件 模具制造 數(shù)控加工
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG659;TU60
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-14
• 第1章 緒論14-28
• 1.1 研究背景與意義14-20
• 1.1.1 研究背景14-18
• 1.1.2 研究意義18-20
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀20-25
• 1.2.1 逆向技術系統(tǒng)方面20-21
• 1.2.2 數(shù)子化采集設備方面21-22
• 1.2.3 逆向工程軟件方面22-24
• 1.2.4 研究現(xiàn)狀評述24-25
• 1.3 課題的主要研究內容25-26
• 1.4 研究技術路線圖26-28
• 第2章 履帶鏈節(jié)零件的點云數(shù)據(jù)采集與預處理28-56
• 2.1 逆向工程數(shù)據(jù)測量采集技術研究28-42
• 2.1.1 接觸式三維數(shù)據(jù)采集30-35
• 2.1.2 非接觸式三維數(shù)據(jù)采集35-41
• 2.1.3 各種數(shù)據(jù)測量方法對比41-42
• 2.2 履帶鏈節(jié)零件點云數(shù)據(jù)的獲取42-52
• 2.2.1 逆向掃描儀的基本操作42-47
• 2.2.2 點云數(shù)據(jù)采集步驟47-52
• 2.3 履帶鏈節(jié)零件點云數(shù)據(jù)的預處理52-55
• 2.4 本章小結55-56
• 第3章 履帶鏈節(jié)零件的逆向設計56-78
• 3.1 逆向設計曲面重構的理論56-61
• 3.1.1 自由曲面的參數(shù)化描述57
• 3.1.2 Bezier曲線曲面57-59
• 3.1.3 NURBS曲線曲面59-60
• 3.1.4 逆向工程中的曲面建模方法60-61
• 3.1.5 曲面重構策略61
• 3.2 基于CATIA軟件對履帶鏈節(jié)零件的曲面重構61-72
• 3.2.1 CATIA軟件介紹61-62
• 3.2.2 基于CATIA軟件對鏈節(jié)曲面的重構62-72
• 3.3 履帶鏈節(jié)零件的工藝分析72-75
• 3.4 履帶鏈節(jié)的模具設計75-77
• 3.5 本章小結77-78
• 第4章 履帶鏈節(jié)零件模具的數(shù)控仿真加工78-94
• 4.1 PowerMILL軟件簡介78
• 4.2 五軸數(shù)控機床簡介78-82
• 4.3 基于Powermill的五軸數(shù)控加工仿真82-92
• 4.4 本章小結92-94
• 結論與展望94-96
• 參考文獻96-100
• 致謝100-101
• 學位論文評閱及答辯情況表101

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本文編號：433385