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锥双螺杆专用CAM系统的研发与设计

发布时间:2019-03-08 10:11
【摘要】:随着加工制造业中各种螺杆尺寸、形状的复杂化,使得加工方法和加工技术不断更新变化,甚至只能依赖数控方法实现加工。通常,一套复杂螺杆的加工需要经过设计、选择合适刀具、计算与校验、生成数控程序、试切等多个步骤,而试切需要耗费相当的工时和材料。因此,加工前的计算机辅助设计、仿真实验变得更加重要。不同的加工对象、加工理论和方法及系统常常需要开发专门的CAM系统,以完成特定加工过程的数据准备、固定模型造型、仿真、计算、辅助加工等一系列功能。 锥双螺杆是一种设计和加工复杂的异型工件,受其复杂几何参数及加工方法的影响,造型、仿真加工较为困难。课题的主要研究目标是以运动学理论建立其数学模型,确定有效的造型方法,实现对锥形螺杆副的计算机仿真,并以此为基础完成基于包络铣削技术的锥双螺杆数控加工CAM系统。 论文首先分析了锥双螺杆的几何结构,依据运动学原理,建立了锥形螺杆的螺旋线描述模型。其次,提出了一种基于基元和螺旋曲线的扫掠造型方法。该方法以动点的螺旋线运动轨迹作为扫掠路径,以齿廓截面作为基元,通过垂直扫掠得到螺纹实体,进而利用布尔运算完成对锥形螺杆的三维造型。由于该造型方法仅依赖螺旋曲线的理论计算结果,故只在曲线离散时可能产生较小的误差,可以达到十分理想的造型效果。随后,探讨了建立在上述造型方法基础上的运动控制方法,以及三维图形的放大、缩小、移动、旋转等问题。最后,采用Open CASCADE造型库作为底层图形类库和OCAF开发框架工具,完成了锥双螺杆专用CAM系统的研发与设计。 分析和实验表明,本文所建立的造型方法降低了计算的复杂性,且具有较高的绘制速度和较为理想的三维仿真效果,可以用于同类的复杂工件造型。而利用所设计的CAM系统进行实际加工实验说明,系统所提供的功能覆盖了完整的工件生产流程,对锥形螺杆的数控加工生产具有较强的辅助作用和指导意义。
[Abstract]:As the size and shape of various screw rods in the manufacturing industry are complicated, the processing method and the processing technology are constantly updated, and the machining can only be realized by the numerical control method. In general, a set of complex screw processing needs to be designed, suitable tools, calculation and verification, numerical control program generation, trial cutting and other steps are selected, and the trial cutting takes considerable time and material. Therefore, the computer-aided design before processing becomes more important. Different processing objects, processing theory and method and system often need to develop a special CAM system to complete a series of functions such as data preparation, fixed model modeling, simulation, calculation, auxiliary processing, and the like of a specific processing process. Cone twin-screw is a kind of special-shaped workpiece designed and processed, which is influenced by its complicated geometric parameters and its processing method. The main research object of the subject is to set up its mathematical model based on the kinematic theory, to determine the effective modeling method, to realize the computer simulation of the conical screw pair, and to finish the cone double-screw numerical control machining CAM based on the enveloping and cutting technology based on this. The paper first analyzes the geometric structure of the cone-screw, and based on the kinematic principle, the screw-screw is established. Line description model. Secondly, a scan based on primitive and spiral curve is presented. The method comprises the following steps of: taking a spiral motion track of a moving point as a sweep path, taking a tooth profile cross-section as a primitive, Because the modeling method only depends on the theoretical calculation result of the spiral curve, a small error can be generated only when the curve is discrete, which can be very ideal. then, the motion control method based on the modeling method, the enlargement, the reduction and the movement of the three-dimensional graph are discussed, In the end, the open CASCADE modeling library is used as the bottom graphics class library and the OCAF development framework tool, and the special CAM system of the conical twin-screw is completed. The research and development and design. The analysis and experiment show that the modeling method proposed in this paper reduces the complexity of the calculation, and has higher drawing speed and ideal three-dimensional simulation effect, which can be used in the same way. According to the design of the CAM system, the system provided by the system covers the whole production flow of the work piece, and has a strong auxiliary to the NC machining and production of the conical screw.
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH132.44;TP391.72

【参考文献】

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本文编号:2436701

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