核主泵叶轮的五轴数控加工后置处理及仿真

发布时间：2017-10-27 18:01

  本文关键词：核主泵叶轮的五轴数控加工后置处理及仿真

  更多相关文章： 五轴联动 后处理 UG NX 三维建模 整体叶轮 加工仿真

【摘要】：五轴联动加工技术是复杂难加工零件高效精密制造必不可少的方法,一次装夹可完成五个面加工的五轴联动数控机床提高了复杂型面零件的加工精度和效率,数字化制造和五轴联动机床的有机组合是未来机械制造业蓬勃发展的基础。由于五轴数控机床比三轴机床增加了两个回转部件,导致后置处理中出现了多解选择、进给速度非线性映射、非线性误差等问题,开发合理高效的后置处理文件是保证高质量、安全加工的有效保障之一。本课题研究的整体叶轮是核电泵中的重要部件之一,其质量性能直接影响到核电站工作安全。本文主要以是整体叶轮五轴数控加工的后置处理、加工仿真和优化等为核心内容,结合数控加工过程中的外延内容如加工工艺和UG/CAM等技术,对整体叶轮的五轴数控加工进行了较为全面的研究。具体研究内容如下:1、针对实际加工使用的DMU 50五轴双转台数控加工中心运动链分析,运用UG软件中后置处理器NX/Post Builder,结合TCL语言编写自定义用户命令,为其开发专用的后置处理系统。2、结合NURBS曲线曲面的理论在UG NX中建立整体叶轮的三维模型,根据叶轮的整结构分析了叶轮的工艺难点和技术要求。针对小型薄壁零件,研究了五轴联动数控加工工艺规划,包括对五轴数控机床机构特点及工作空间,合理选择刀具、切削参数、刀具轨迹的生成方法,以达到高效、高精密、高可靠性的五轴联动数控加工。3、分析了整体叶轮各个部分的特征,在UG/CAM平台上,对整体叶轮各个部分采用不同的加工方法,进行了编程,得到了刀位轨迹文件。生成刀具路径和刀位轨迹后需要经由后置处理才可在德玛吉50(DMU 50)上加工。后置处理就是将零件刀位源文件中的刀位轨迹和刀具路径转化成为加工用数控NC程序。4、本文在UG NX系统中创建了DMU 50虚拟机床和刀具库及程序,利用其仿真模块对零件加工过程进行动态仿真,并在系统中对零件进行了加工质量检查与刀具轨迹优化,实现了整体叶轮在虚拟机床上的的完全仿真加工。5、本文通过实验对课题的理论研究进行了验证,将设计的整体叶轮在实际机床上进行加工,并与其在UG NX系统中的仿真进行加工结果的对比。证明之前配置的后处理文件的正确性和可操作性。
【关键词】：五轴联动 后处理 UG NX 三维建模 整体叶轮 加工仿真
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 后置处理技术概况9-10
• 1.3 数控编程后置处理技术研究概况10-13
• 1.4 复杂曲面制造技术研究概况13-14
• 1.5 五坐标加工仿真技术研究概况14-15
• 1.6 本课题主要研究内容15-16
• 第2章 UG后处理器技术的原理16-34
• 2.1 UG NX概况介绍16-18
• 2.1.1 UG提供的后置处理方法16-18
• 2.2 UG/Post Builder的主要参数18-19
• 2.3 DMU 50五轴加工中心及配置的数控系统19-20
• 2.4 五轴双转台运动中心后置处理算法20-24
• 2.5 DMU五轴加工中心后置处理的研究24-32
• 2.5.1 利用post builder建立机床特性数据文件24-30
• 2.5.2 输出辅助功能指令30-32
• 2.6 UG中数控加工程序的生成32-33
• 2.7 本章小结33-34
• 第3章 叶轮加工工艺分析34-47
• 3.1 整体叶轮曲面叶片建模34-36
• 3.1.1 NURBS曲线曲面34-35
• 3.1.2 整体叶轮三维建模35-36
• 3.2 核主泵整体叶轮加工工艺分析36-38
• 3.2.1 核主泵整体叶轮的结构特点36-37
• 3.2.2 核主泵叶轮的加工技术要求37
• 3.2.3 核主泵叶轮加工的难点分析37-38
• 3.3 叶轮的五轴数控加工工艺相关内容38-46
• 3.3.1 毛坯材质加工性分析38
• 3.3.2 加工刀具的选择38-40
• 3.3.3 切削用量的选择40-41
• 3.3.4 加工路径的生成41-44
• 3.3.5 刀具路径的干涉与避让44-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 基于UG的叶轮刀具轨迹设计47-54
• 4.1 UG数控加工编程流程47-48
• 4.2 叶轮的CAM编程48-53
• 4.2.1 叶轮加工方案的制定48-49
• 4.2.2 叶轮加工程序编制49-53
• 4.3 生成刀具轨迹文件53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 叶轮数控加工的仿真54-61
• 5.1 机床集成仿真的建立54-56
• 5.1.1 UG IS&V虚拟加工仿真概况54-55
• 5.1.2 基于UG的加工仿真过程55-56
• 5.2 基于UG的虚拟仿真铣床建模56-58
• 5.3 虚拟机床的仿真加工58-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第6章 叶轮五轴数控加工实现61-68
• 6.1 叶轮加工前准备61-62
• 6.2 整体叶轮的加工62-66
• 6.3 本章小结66-68
• 第7章 总结与展望68-70
• 7.1 本文工作总结68-69
• 7.2 不足和展望69-70
• 参考文献70-72
• 致谢72

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本文编号：1104553