發(fā)布時(shí)間：2017-09-09 19:02

  本文關(guān)鍵詞：離心泵葉輪數(shù)控加工刀具軌跡生成研究

  更多相關(guān)文章： 五軸數(shù)控加工 刀具軌跡規(guī)劃 刀軸矢量規(guī)劃 UG二次開發(fā) 等殘高

【摘要】：離心泵葉輪作為泵類零件的核心過流部件,其型面創(chuàng)成精度將直接影響到泵的工作效率。傳統(tǒng)加工方法僅適用于加工扭曲度小,幾何形貌簡(jiǎn)單的工件,且制造出來的離心泵葉輪在精度上難以保障。本文針對(duì)上述情況,結(jié)合五軸數(shù)控加工技術(shù)特點(diǎn),規(guī)劃了離心泵葉輪的五軸數(shù)控加工工藝,提出了一種等殘高精加工刀具軌跡生成方法。同時(shí)為避免加工過程中的干涉,提出了一種導(dǎo)引曲線的刀軸矢量規(guī)劃方法。在規(guī)劃中得到了刀位源文件,經(jīng)后置處理生成了數(shù)控代碼,為驗(yàn)證其有效性,在VERICUT中進(jìn)行了仿真加工。最后,在五軸數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行了試切加工實(shí)驗(yàn),經(jīng)測(cè)量比對(duì)后表明所得葉輪創(chuàng)成精度達(dá)到了預(yù)期效果。在規(guī)劃等殘高葉片精加工刀具軌跡時(shí),首先分析了加工曲面的幾何形貌,從其邊界曲線上提取一條軌跡作為起始軌跡線,然后按照步長對(duì)其離散得到刀觸點(diǎn)序列,在該序列處構(gòu)建法截面垂直于進(jìn)給方向,以給定殘高求得的行距值為半徑,刀觸點(diǎn)為圓心形成圓弧,與加工曲面求交后得到下一軌跡的刀觸點(diǎn)序列,并在刀軸方向計(jì)算刀位點(diǎn),擬合后形成下一刀位點(diǎn)軌跡線。經(jīng)算例驗(yàn)證表現(xiàn)該算法有效可行。在規(guī)劃刀軸矢量時(shí),首先分析了加工曲面與相鄰曲面之間的幾何形貌,通過查找相鄰葉片包覆邊界線之間的中點(diǎn),并對(duì)其進(jìn)行偏移擬合后得到刀軸矢量的導(dǎo)引曲線。單個(gè)刀軸矢量起自刀位點(diǎn),終止于導(dǎo)引曲線上的點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)所提算法,結(jié)合UG二次開發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)了離心泵葉輪加工模塊。針對(duì)本文所加工的離心泵葉輪葉片,設(shè)定殘高值為0.02mm,經(jīng)模塊仿真形成的光順加工軌跡實(shí)際殘高值為0.0087mm,其刀軸擺動(dòng)后跟角在(10.3762°,24.8914°)內(nèi)變化,側(cè)傾角在(71.4596°,84.5163°)內(nèi)變化,刀軸轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)。所得NC程序通過仿真加工驗(yàn)證后,進(jìn)行了試切加工試驗(yàn),隨后對(duì)所得葉輪進(jìn)行了結(jié)構(gòu)光雙目光柵非接觸式測(cè)量,完成了離心泵葉輪的精度創(chuàng)成。
【關(guān)鍵詞】：五軸數(shù)控加工 刀具軌跡規(guī)劃 刀軸矢量規(guī)劃 UG二次開發(fā) 等殘高
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG659;TH311
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 論文研究背景及意義11-12
• 1.2 葉輪型面數(shù)控加工技術(shù)概述12-18
• 1.2.1 葉輪型面數(shù)控加工工藝發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 葉輪型面數(shù)控加工刀具軌跡生成方法現(xiàn)狀13-16
• 1.2.3 葉輪型面數(shù)控加工刀軸矢量規(guī)劃方法現(xiàn)狀16-18
• 1.3 葉輪型面數(shù)控加工仿真技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀18-19
• 1.4 五軸數(shù)控機(jī)床后置處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀19-20
• 1.5 論文研究內(nèi)容及章節(jié)安排20-23
• 1.5.1 研究內(nèi)容20-21
• 1.5.2 章節(jié)安排21-23
• 第2章 離心泵葉輪型面特征與加工工藝分析23-33
• 2.1 離心泵葉輪型面幾何特征分析23-25
• 2.2 離心泵葉輪加工工藝路線規(guī)劃25-32
• 2.2.1 離心泵葉輪加工毛坯的選擇及定位基準(zhǔn)的確定25-26
• 2.2.2 離心泵葉輪加工機(jī)床的選擇26-27
• 2.2.3 離心泵葉輪加工刀具的選擇27-29
• 2.2.4 離心泵葉輪加工工序劃分及其走刀方式的選擇29-30
• 2.2.5 離心泵葉輪加工切削參數(shù)的選擇30-32
• 2.3 本章小結(jié)32-33
• 第3章 離心泵葉輪型面精加工刀具軌跡生成算法研究33-59
• 3.1 刀具軌跡規(guī)劃概述33-34
• 3.2 刀具軌跡生成算法中的幾何基礎(chǔ)34-39
• 3.2.1 曲面上相關(guān)基本概念34-37
• 3.2.2 刀具相對(duì)葉片型面的位姿描述37-39
• 3.3 基于等殘高法的葉片精加工刀具軌跡生成39-46
• 3.3.1 葉片型面刀位軌跡規(guī)劃流程40-43
• 3.3.2 殘留高度值分析43-46
• 3.4 基于導(dǎo)引曲線的葉片精加工刀軸矢量規(guī)劃46-49
• 3.4.1 葉片型面刀軸矢量規(guī)劃流程46-48
• 3.4.2 刀軸角度變化分析48-49
• 3.5 UG/Open API二次開發(fā)技術(shù)概述與算法實(shí)現(xiàn)49-58
• 3.5.1 基于UG/Open API的葉輪加工模塊開發(fā)流程49-56
• 3.5.2 加工程序CLSF文件的生成56-58
• 3.6 本章小結(jié)58-59
• 第4章 離心泵葉輪仿真加工及試驗(yàn)驗(yàn)證59-73
• 4.1 基于UG/Post Builder的葉輪加工后置處理59-66
• 4.1.1 雙轉(zhuǎn)臺(tái)五軸數(shù)控機(jī)床后置處理運(yùn)動(dòng)學(xué)分析59-62
• 4.1.2 UG/Post Builder后置處理的構(gòu)建62-66
• 4.2 離心泵葉輪的VERICUT加工仿真研究66-67
• 4.3 離心泵葉輪試切加工試驗(yàn)67-70
• 4.4 試切加工試驗(yàn)結(jié)果測(cè)量與分析70-72
• 4.5 本章小結(jié)72-73
• 第5章 結(jié)論與展望73-75
• 5.1 論文創(chuàng)新點(diǎn)73
• 5.2 論文總結(jié)73-74
• 5.3 研究展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 攻讀碩士期間已發(fā)表的論文81-83
• 致謝83

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