發(fā)布時(shí)間：2017-09-29 19:06

  本文關(guān)鍵詞：軸流式葉片多軸數(shù)控加工技術(shù)研究與參數(shù)優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 軸流式葉片 數(shù)控銑削 性能分析 參數(shù)優(yōu)化 OPTIMUS

【摘要】：隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈,復(fù)雜自由曲面類(lèi)零部件在航空、汽車(chē)、模具和發(fā)電等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,因其特殊的使用環(huán)境對(duì)其加工精度和加工效率的要求也越來(lái)越高。近年來(lái),隨著高性能計(jì)算機(jī)與數(shù)值模擬技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用,運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)來(lái)對(duì)大型復(fù)雜自由曲面類(lèi)零件的加工過(guò)程進(jìn)行研究已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì),這也是現(xiàn)代化機(jī)械制造研究領(lǐng)域的一個(gè)十分重要的課題。葉片式流體機(jī)械作為一類(lèi)應(yīng)用非常廣泛的機(jī)械設(shè)備,對(duì)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展起著極為重要的作用。特別是在現(xiàn)代化發(fā)電工業(yè)中,絕大部分的發(fā)電量是由葉片式流體機(jī)械(汽輪機(jī)、水輪機(jī)、風(fēng)力機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī))承擔(dān)的,葉片作為葉片式流體機(jī)械的核心零部件,屬于大型復(fù)雜的自由曲面,具有變曲率、大扭曲的特征、加工周期長(zhǎng)及其在加工過(guò)程中銑削性能難預(yù)測(cè)等問(wèn)題。因此,能否利用準(zhǔn)確有效的計(jì)算機(jī)模擬方法對(duì)葉片類(lèi)曲面零件的銑削性能進(jìn)行預(yù)測(cè)與優(yōu)化,對(duì)提高其加工效率與加工質(zhì)量具有重要的意義。本文選用大型軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片作為研究對(duì)象,對(duì)其銑削加工過(guò)程中的一系列問(wèn)題進(jìn)行了相關(guān)的研究。首先運(yùn)用反求原理由葉片型面樣條的極點(diǎn)坐標(biāo)反求出葉片的三維模型,并完成其表面光順性分析,在此基礎(chǔ)上完成了葉片的數(shù)字化加工工藝分析與規(guī)劃,并對(duì)數(shù)控加工刀具軌跡進(jìn)行計(jì)算,通過(guò)后置處理算法構(gòu)建了葉片五坐標(biāo)數(shù)字化加工專(zhuān)用后置處理器,完成了刀具路徑文件的后置處理。提出了一種基于過(guò)程集成銑削性能分析與優(yōu)化模型,借助過(guò)程集成優(yōu)化平臺(tái)OPTIMUS建立了加工過(guò)程集成優(yōu)化的銑削性能分析流程,綜合考慮了加工過(guò)程中的幾何和物理因素對(duì)葉片加工效率與加工誤差的影響,并對(duì)葉片銑削加工過(guò)程中各影響因素進(jìn)行了優(yōu)化,最后通過(guò)構(gòu)建的虛擬加工仿真環(huán)境對(duì)葉片的加工過(guò)程進(jìn)行驗(yàn)證與分析,縮短了葉片的試切削加工周期,提高了加工效率。本論文研究成果不僅可以作為自由曲面類(lèi)復(fù)雜零部件數(shù)字化加工銑削性能分析與優(yōu)化方法,為葉片式流體機(jī)械數(shù)字化加工過(guò)程的切削力快速預(yù)測(cè)提供依據(jù),還可以作為實(shí)驗(yàn)研究方法減少大型復(fù)雜零部件在實(shí)際加工過(guò)程前的試切削和裝夾調(diào)整次數(shù),減少加工材料的浪費(fèi),節(jié)約生產(chǎn)成本,提高數(shù)控加工工藝系統(tǒng)的安全性,對(duì)提高葉片的加工質(zhì)量與加工效率具有重要的意義。
【關(guān)鍵詞】：軸流式葉片 數(shù)控銑削 性能分析 參數(shù)優(yōu)化 OPTIMUS
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 引言12-13
• 1.2 軸流式水輪機(jī)葉片數(shù)字化加工技術(shù)概述13-14
• 1.2.1 軸流式水輪機(jī)的分類(lèi)13
• 1.2.2 軸流式水輪機(jī)葉片的數(shù)字化加工方法13-14
• 1.3 復(fù)雜曲面數(shù)字化加工國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展14-17
• 1.4 軸流式水輪機(jī)葉片數(shù)字化加工關(guān)鍵技術(shù)17-18
• 1.4.1 多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)字化加工刀具軌跡生成技術(shù)17
• 1.4.2 刀具軌跡的后置處理技術(shù)17
• 1.4.3 數(shù)字化加工過(guò)程仿真技術(shù)17-18
• 1.4.4 加工質(zhì)量控制技術(shù)18
• 1.5 課題的來(lái)源及名稱(chēng)18
• 1.5.1 課題來(lái)源18
• 1.5.2 課題名稱(chēng)18
• 1.6 本文的選題意義及主要研究工作安排18-20
• 1.6.1 選題意義18
• 1.6.2 研究工作安排18-20
• 1.7 本章小結(jié)20-22
• 第二章 葉片數(shù)字化加工工藝分析與刀軌的計(jì)算22-42
• 2.1 引言22
• 2.2 葉片的三維數(shù)字化造型技術(shù)22-26
• 2.2.1 葉片造型的逆向工程技術(shù)23-24
• 2.2.2 葉片三維數(shù)字化模型的建立24-26
• 2.3 葉片數(shù)控加工工藝分析26-28
• 2.3.1 軸流式葉片數(shù)字化加工流程26
• 2.3.2 軸流式葉片數(shù)字化加工的難點(diǎn)26-28
• 2.4 葉片五坐標(biāo)數(shù)控加工工藝規(guī)劃28-31
• 2.4.1 葉片加工區(qū)域的劃分28-29
• 2.4.2 加工余量的測(cè)量與加工位置的選擇29-30
• 2.4.3 走刀路線(xiàn)的確定30
• 2.4.4 加工刀具的選擇30-31
• 2.4.5 專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)31
• 2.5 軸流葉片刀具軌跡的計(jì)算31-39
• 2.5.1 五坐標(biāo)加工刀具軸線(xiàn)控制方法31-33
• 2.5.2 走刀步長(zhǎng)的計(jì)算33-34
• 2.5.3 走刀行距的計(jì)算34-36
• 2.5.4 走刀步長(zhǎng)與走刀行距的算法實(shí)例36-39
• 2.6 葉片刀具軌跡的生成39-40
• 2.7 本章小結(jié)40-42
• 第三章 五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床加工后置處理研究42-58
• 3.1 引言42
• 3.2 五坐標(biāo)數(shù)控加工后置處理原理42-46
• 3.2.1 數(shù)控加工后置處理的概述42-43
• 3.2.2 刀具軌跡源文件的解釋43-44
• 3.2.3 數(shù)控加工NC代碼的解釋44-45
• 3.2.4 刀具軌跡源文件與數(shù)控NC代碼的關(guān)系45-46
• 3.3 五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)46-48
• 3.4 雙擺頭五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的后置處理算法48-53
• 3.4.1 雙擺頭五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)48-50
• 3.4.2 空間變換矩陣50-51
• 3.4.3 雙擺頭五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)方程的求解51-53
• 3.5 葉片五坐標(biāo)數(shù)控加工刀具軌跡的后置處理53-56
• 3.6 本章小結(jié)56-58
• 第四章 基于過(guò)程集成的數(shù)控銑削參數(shù)優(yōu)化58-80
• 4.1 引言58-59
• 4.2 過(guò)程集成優(yōu)化銑削性能分析原理與方法59-60
• 4.3 基于OPTIMUS的過(guò)程集成優(yōu)化銑削性能分析流程的建立60-62
• 4.3.1 過(guò)程集成優(yōu)化平臺(tái)OPTIMUS簡(jiǎn)介60
• 4.3.2 過(guò)程集成優(yōu)化仿真流程的建立60-62
• 4.4 銑削加工性能分析62-67
• 4.4.1 軸流式葉片數(shù)控銑削幾何誤差分析62-66
• 4.4.2 軸流式葉片數(shù)控銑削切削力分析66-67
• 4.5 葉片加工過(guò)程集成優(yōu)化67-77
• 4.5.1 數(shù)控加工NC代碼的優(yōu)化67-71
• 4.5.2 數(shù)控銑削用量的優(yōu)化71-77
• 4.6 本章小結(jié)77-80
• 第五章 軸流式葉片五軸銑削過(guò)程仿真與分析80-92
• 5.1 引言80
• 5.2 數(shù)字化加工仿真技術(shù)80-81
• 5.3 VERICUT數(shù)字化加工仿真流程81-83
• 5.4 葉片五坐標(biāo)數(shù)字化加工刀具軌跡仿真83-89
• 5.4.1 葉片五軸數(shù)字化加工仿真環(huán)境的構(gòu)建83-88
• 5.4.2 葉片的數(shù)字化加工過(guò)程驗(yàn)證88-89
• 5.5 仿真結(jié)果分析89-91
• 5.6 本章小結(jié)91-92
• 第六章 結(jié)論與展望92-94
• 6.1 結(jié)論92
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)92-93
• 6.3 展望93-94
• 致謝94-96
• 參考文獻(xiàn)96-102
• 附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及參與的項(xiàng)目102-104
• 附錄B 軸流葉片精加工部分NC代碼104-106

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：943687