發(fā)布時(shí)間：2018-11-20 04:01

【摘要】：螺旋面作為復(fù)雜型面的代表,它在設(shè)計(jì)與加工方面的研究,長(zhǎng)期以來基本是以數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)為基礎(chǔ)進(jìn)行的。尤其是螺旋面加工刀具的設(shè)計(jì),公式推導(dǎo)復(fù)雜,計(jì)算難度較大,雖然已有CAD技術(shù)應(yīng)用于螺旋面的研究,但是主要針對(duì)的是加工過程的定性仿真,沒有發(fā)揮CAD技術(shù)在數(shù)值提取方面的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)這一現(xiàn)狀,本論文在深入研究傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,充分利用計(jì)算機(jī)在數(shù)值計(jì)算、實(shí)體造型和繪圖方面的優(yōu)勢(shì),提出了新的加工螺旋面用成形刀具廓形CAD方法,以及刀具廓形數(shù)據(jù)提取、曲線擬合和誤差評(píng)定方法,并對(duì)其中的關(guān)鍵理論及相關(guān)技術(shù)問題進(jìn)行了較為全面深入地研究。 本文在研究螺旋面的基本生成和加工機(jī)理的基礎(chǔ)上,采用SOLIDWOEK軟件,對(duì)以螺旋面端截形為依據(jù)來生成螺旋面加工刀具廓形的可行性進(jìn)行了系統(tǒng)分析；提出了三種加工螺旋面用成形刀具廓形的CAD方法：布爾運(yùn)算法、薄片法和半徑法,并詳細(xì)描述了采用每種方法得到刀具廓形的實(shí)現(xiàn)原理；基于CAD軟件提供的API函數(shù),提出了兩種數(shù)據(jù)提取方法——點(diǎn)數(shù)據(jù)法和曲線數(shù)據(jù)法,并用SketchPoints方式、SketchSegments子對(duì)象方式和Curve曲線方式三種方式實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)數(shù)據(jù)法,并對(duì)這三種方式進(jìn)行了比較；基于均勻B樣條曲線擬合和非均勻B樣條曲線擬合原理,擬合生成了完整的刀具截型曲線；為了對(duì)所得到的刀具截型數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估,以刀具截型的公式計(jì)算結(jié)果為依據(jù),結(jié)合擬合曲線法向誤差求解的兩種方法——解方程法和分段求解法,提出了基于GPS誤差評(píng)定理論為基礎(chǔ)的刀具截型誤差評(píng)定方法。同時(shí),本文在SolidWorks 2007平臺(tái)上完成了整體系統(tǒng)軟件的編制。 為了驗(yàn)證本論文中所提出的各種算法及其相關(guān)方法的可行性和準(zhǔn)確性,以螺桿泵公轉(zhuǎn)子加工刀具的生成過程為實(shí)例,完成了各種CAD方法的刀具截型生成過程及所得結(jié)果的誤差評(píng)定。結(jié)果表明布爾運(yùn)算法在運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)算結(jié)果方面均不適于生產(chǎn)實(shí)際要求,可應(yīng)用于定性的CAD仿真觀察。薄片法和半徑法均取得了很好的刀具截型結(jié)果。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用CAD方法來完成螺旋面加工刀具的設(shè)計(jì)過程是完全可行的。本論文的完成不僅可以使現(xiàn)場(chǎng)的工程技術(shù)人員擺脫了復(fù)雜公式推導(dǎo)的困擾,也為復(fù)雜型面的加工提供了新的思路和可行的方法。
[Abstract]:As the representative of complex surface, the study of helical surface in design and machining has been based on the derivation of mathematical formula for a long time. Especially for the design of helical surface machining tool, the formula derivation is complicated and the calculation is difficult. Although CAD technology has been applied to the study of helical surface, it is mainly aimed at the qualitative simulation of machining process. The advantage of CAD in numerical extraction is not given play to. In view of this situation, this paper makes full use of the advantages of computer in numerical calculation, solid modeling and drawing on the basis of deep research on traditional design theory and design method. A new CAD method for forming tool profile for helical surface machining is proposed, as well as methods for extracting tool profile data, curve fitting and error evaluation. The key theories and related technical problems are studied thoroughly and thoroughly. On the basis of studying the basic generation and machining mechanism of helical surface, the feasibility of generating cutting tool profile of helical face is analyzed systematically by SOLIDWOEK software. In this paper, three CAD methods for machining the profile of forming tool for helical surface are presented: Boolean method, thin slice method and radius method, and the principle of obtaining tool profile by each method is described in detail. Based on the API function provided by CAD software, two data extraction methods, point data method and curve data method, are proposed. The point data method is realized by SketchPoints method, SketchSegments subobject method and Curve curve mode. The three methods are compared. Based on the principle of uniform B-spline curve fitting and non-uniform B-spline curve fitting, the complete cutting curve is generated. In order to evaluate the cutting data obtained, based on the calculation results of the cutter truncation formula and combining the two methods of solving the normal error of the fitting curve, the equation method and the piecewise solution method are used. Based on the theory of GPS error evaluation, the method of tool truncation error evaluation is presented. At the same time, the whole system software is programmed on SolidWorks 2007 platform. In order to verify the feasibility and accuracy of various algorithms and related methods proposed in this paper, the generating process of cutting tools for screw pump public rotors is taken as an example. The cutting profile generation process of various CAD methods and the error evaluation of the obtained results have been completed. The results show that the Boolean operation method is not suitable for practical production in terms of running time and operation results. It can be applied to qualitative CAD simulation observation. Both the thin slice method and the radius method have obtained good cutting results. The theoretical analysis and experimental results show that it is feasible to use CAD method to complete the design process of helical surface machining tool. The completion of this paper can not only make the engineers and technicians in the field get rid of the complicated formula derivation, but also provide a new way of thinking and feasible method for the processing of complex surface.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TH164

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱國(guó)良;計(jì)算機(jī)回歸分析在新品研制和生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用(Ⅰ)[J];低壓電器;1995年04期

2 王兆輝,李明宇;計(jì)算機(jī)輔助夾具編碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];機(jī)械制造;1997年06期

3 敬海尚;CAD加速了成組技術(shù)的應(yīng)用[J];機(jī)械制造;1997年10期

4 許妙忠,朱宜萱;大型木造建筑物的計(jì)算機(jī)仿真和質(zhì)量控制[J];武漢測(cè)繪科技大學(xué)學(xué)報(bào);1999年01期

5 蔣德軍;曲面展開中的數(shù)模分析及Autolisp參數(shù)化繪圖[J];湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1999年01期

6 賈志勇,邱士均,賈志強(qiáng);車型CAD中的曲線和曲面造型[J];華僑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1999年02期

7 孟憲頤,張友聯(lián),廉晶,吳杰;電梯結(jié)構(gòu)的CAD系統(tǒng)[J];北京建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào);2000年04期

8 應(yīng)英;CAD課程設(shè)計(jì)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新技能的探索與實(shí)踐[J];浙江水利水電�？茖W(xué)校學(xué)報(bào);2002年S1期

9 郭學(xué)旭,王云鵬,潘翔,雷毅;計(jì)算機(jī)輔助協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)并發(fā)控制機(jī)制的研究[J];計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào);2004年02期

10 吳林峰,肖乾;面向?qū)ο蟮囊簤合到y(tǒng)CAD實(shí)現(xiàn)方法[J];液壓與氣動(dòng);2004年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張建莉;許普林;;淺談?dòng)肅AD技術(shù)進(jìn)行舊圖紙的轉(zhuǎn)換[A];1999年晉冀魯豫鄂蒙六省區(qū)機(jī)械工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集(河南分冊(cè))[C];1999年

2 閆海濤;岳全貴;詹才平;;基于VBA的地質(zhì)勘察CAD軟件開發(fā)[A];中國(guó)公路學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用分會(huì)2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

3 徐文杰;胡瑞林;李厚恩;李新華;李壯舉;;CAD軟件在工程地質(zhì)三維建模中的應(yīng)用[A];中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2007學(xué)術(shù)論文匯編(第七卷)[C];2008年

4 張洪順;;淺析CAD技術(shù)在汽車現(xiàn)代設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用[A];第四屆河南省汽車工程科技學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

5 楊安;葛勝錦;潘長(zhǎng)平;洪小鋒;;基于中望CAD平臺(tái)的二次開發(fā)技術(shù)[A];中國(guó)公路學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用分會(huì)2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

6 王書文;;螺旋型螺旋體的CAD造型[A];蘇州市自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文匯編(2008-2009)[C];2010年

7 陳勇剛;;柳海煤礦副井續(xù)建鑿井布置方案及CAD軟件的運(yùn)用[A];安全高效礦井建設(shè)與開采技術(shù)——陜西省煤炭學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(2010)[C];2010年

8 馮佰威;劉祖源;常海超;程細(xì)得;聶劍寧;;船舶CAD/CFD一體化設(shè)計(jì)過程集成技術(shù)研究[A];中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)2009年優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文集[C];2010年

9 徐潔磐;王銀根;;知識(shí)庫在CAD中應(yīng)用的探索[A];第十一屆全國(guó)數(shù)據(jù)庫學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1993年

10 鮑劍洋;劉方鑫;;基于知識(shí)的CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和知識(shí)庫的建立[A];第九屆全國(guó)數(shù)據(jù)庫學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(下)[C];1990年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 林山;中望3D2011版拉開三維CAD高性價(jià)比序幕[N];中國(guó)新聞出版報(bào);2011年

2 記者 曹開彬報(bào)道;我國(guó)CAD去年產(chǎn)值達(dá)到9億元[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2001年

3 徐偉;國(guó)產(chǎn)CAD軟件可比肩國(guó)際一流[N];江蘇科技報(bào);2008年

4 本報(bào)記者 謝桂珍;浩辰CAD2009全球發(fā)布[N];機(jī)電商報(bào);2009年

5 高晰冰;浩辰CAD簽約徐工集團(tuán) 工程機(jī)械信息化刮起“中國(guó)風(fēng)”[N];機(jī)電商報(bào);2009年

6 木雪;中望收購美國(guó)CAD軟件致力研發(fā)三維設(shè)計(jì)[N];中國(guó)建設(shè)報(bào);2010年

7 ;蘇州浩辰CAD協(xié)同解決方案[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2010年

8 ;上海利馳:深耕CAD行業(yè)應(yīng)用[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2009年

9 本報(bào)記者 徐恒;CAD：深度集成加速 向PLM轉(zhuǎn)型[N];中國(guó)電子報(bào);2008年

10 徐恒;國(guó)內(nèi)CAD企業(yè)應(yīng)尋求三維突破[N];中國(guó)電子報(bào);2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王衛(wèi)辰;面向快速成形的三維CAD模型直接分層方法研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2010年

2 樊臻;彩色像景智能CAD關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2008年

3 許佳音;基于CAD變量幾何法并聯(lián)機(jī)床加工復(fù)雜曲面的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];燕山大學(xué);2010年

4 沈莞薔;CAD中變次數(shù)B樣條的理論及其應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2010年

5 胡權(quán);微波管電子光學(xué)系統(tǒng)數(shù)值模擬及CAD技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2011年

6 晉民杰;礦井提升機(jī)的設(shè)計(jì)理論及CAD系統(tǒng)研究[D];太原理工大學(xué);2010年

7 胡玉祿;行波管注波互作用基礎(chǔ)理論與CAD技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2011年

8 王構(gòu);面向CAD設(shè)計(jì)模型的計(jì)算多體動(dòng)力學(xué)虛擬原型[D];西南交通大學(xué);2006年

9 袁泉;生物瓣膜瓣葉性能優(yōu)化及瓣架成型加工方法研究[D];山東大學(xué);2008年

10 孫長(zhǎng)樂;某型號(hào)產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)構(gòu)建及支持技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王軍;鈑金展開CAD圖形代碼處理技術(shù)[D];西安電子科技大學(xué);2010年

2 段曉霞;規(guī)范化的發(fā)動(dòng)機(jī)主要零部件CAD系統(tǒng)開發(fā)研究及應(yīng)用[D];中北大學(xué);2011年

3 梁長(zhǎng)記;注塑模具CAD脫模系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];山東大學(xué);2010年

4 趙德金;基于Pro/E的齒輪CAD系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];延邊大學(xué);2010年

5 李靜芳;參數(shù)曲線曲面在服裝CAD中的造型研究[D];浙江理工大學(xué);2010年

6 張秀平;Pro/E環(huán)境下鉆削類組合機(jī)床主軸箱CAD系統(tǒng)的研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

7 宋立爽;基于UG的同步帶傳動(dòng)CAD系統(tǒng)的研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

8 屈名勝;常用機(jī)械傳動(dòng)零部件CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2010年

9 姚立民;面向廣域網(wǎng)絡(luò)的橋式起重機(jī)參數(shù)化CAD/CAE一體化系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D];中北大學(xué);2011年

10 楊冬營(yíng);鐵路中間站平縱橫集成式CAD系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2010年

，

本文編號(hào)：2343646