面向叶轮的五轴数控加工方法与UG二次开发研究

【摘要】高质量叶轮是现代工业技术的重要研究对象,涉及设计造型、工艺规划、干涉碰撞、质量分析检测和仿真加工等理论和实践知识。因高质量叶轮的特殊应用,如航空大飞机、航母火箭等关键零部件,其生产加工技术成为热门研究课题。叶轮是公认的高难紧迫性加工类零件,应用广泛,需求紧张,因其材料坚硬、型面复杂扭曲大、叶片重合度高等结构特征,总结生产中的主要问题有：1.叶型为自由曲面,设计造型复杂；2.干涉碰撞的发生,严重影响加工面质量和刀具寿命；3.刀具路径规划机制,没有健全的最优轨迹的标准；4.表面质量精度不高,难以实现高速高精加工；针对以上问题,在省科技计划项目的支持下,本文以整体叶轮为例,应用数控加工理论和技术,在造型、工艺、和UG二次开发等方面进行相关研究与探索,主要完成了以下工作：1.建立叶轮模型。应用UG软件知识体系,通过草图绘制和特征等命令,完成复杂曲面轮廓的叶轮实体造型,关键是NURBS(Non-UniformRationalB-Spline)的建模理论和应用。2.总结叶轮的加工方法和工艺流程,以整体叶轮为例,分析加工工艺,选定加工策略和参数。3.叶片分块加工研究,应用基于主曲率的近邻传播聚类算法,将叶片划分成若干曲面簇,再利用C-Map模型方法提取边界,生成加工子区域。4.选择环形刀,依据等残高法规划子区域加工刀具路径,确定防干涉碰撞的方案,完成刀具路径参数设计计算。5.UG二次开发。在VC++6.0环境应用UG二次开发工具UG/Open,实现曲面划分算法和刀具路径生成功能。通过叶轮模型实验,生成加工子区域和刀具轨迹,验证程序的准确性和分片算法的可行性。
【作者】贺明；
【导师】张平；
【作者基本信息】广东工业大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】叶轮；分片算法；刀具路径；UG二次开发；数控加工；

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