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基于UG的整体叶轮五轴CAD/CAM数控设计加工

更新时间:2016-10-27:  来源:毕业论文

基于UG的整体叶轮五轴CAD/CAM数控设计加工 摘要:叶轮类零件是机械装备行业重要的典型零件,在能源动力、航空航天、石油化工、冶金等领域应用广泛。叶轮的造型涉及到空气动力学、流体力学等多个学科,叶轮所采用的加工方法、加工精度和加工表面质量对其最终的性能参数有很大影响。随着数控技术、CAM技术的发展,叶轮的加工技术也日新月异。
    本论文通过UG对整体叶轮进行了计算机辅助设计及制造,并使用实验室的HS664五轴数控加工中心对其进行高速加工。在论文中,首先研究了五轴联动数控机床,高速铣削加工技术,CAD/CAM和曲面造型技术的特点。之后我对加工工艺进行了规划。加工时在确定加工刀具,加工方法,毛坯尺寸,加工坐标系后,即可使用UG平台的“加工”功能模块生成五轴数控加工刀具路径轨迹,并可以利用“2D模拟”仿真功能,模拟出五轴数控刀具实际走刀路径。
在通过计算机模拟出走刀路线确认无误后。通过UG内置的后处理功能模块,生成了菲迪亚数控系统刀具路径的NC代码文件。将NC代码导入实验室的HS664五轴数控加工中心。用三爪卡盘装夹工件,设定工件坐标系,完成对刀,刀具长度设置等加工准备后,进行叶轮的粗加工和精加工,完成样件的试切。整个设计过程包括了CAD建模,数控工艺分析,刀具路径轨迹生成,刀具路径2D模拟仿真,五轴数控NC代码生成与样件的试切。
关键词:五轴联动加工;高速铣削;CAD/CAM;曲面造型
CAD/CAM for Five-axis Machining of Integral Impeller by UG 本文来自六~维)论'文`网,毕业论文 www.lwfree.cn 加7位QQ324~9114找原文

Abstract:
    Impeller is an important and typical machine part in mechanical equipment industry.It ' s widely used in energy, aviation, petroleum, chemical and metallurgical industries.The known edges of aerodynamics and hydro dynamics are needed in impeller modeling.The manufacturing method, cutting precision and quality of impeller playa n important role in its performance.The machining technology advances with each passing day in the influences of numerical control technology and CAM technology.
    On the basis of seriously studying the Integral impeller is aided by UG. And the high-speed machining is finished by HS664 5-axis CNC processing center in laboratory.First the characteristics of five-axis NC machine tools, high-speed milling technology, CAD/CAM and Surface machining are studied. When the tool, machining methods, the size of blank and machining coordinate system have been determined, using UG "processing" function module automatically generate a 5-axis NC machining process track, the tool path. And use their "2D simulation" simulation function, Simulation five axis CNC track, the tool path.
Verify the feasibility and rationality track, using UG built-in post-processing function module, Generated the Fidia NC system of NC code file the tool path. Will the NC file keyword 5-axis NC machine tools, with three claws chuck way clamping work-piece, Setting processing coordinate system, complete set of knives, tool length, after such experiment processing preparation.For the coarse and fine machining of impeller.Complete sample try cutting. The whole design process and from CAD model, NC process analysis, Track the tool path generation, The tool path 2D simulation, 5-axis NC code generation, Laboratory sample try cutting.
Keywords: five-axis NC machining; High-speed NC machining; CAD/CAM; surface design principles
目 录

1 绪论 1
1.1选题背景及课题意义 1
1.1.1 选题背景 1
1.1.2 课题意义 1
1.2 五轴联动高速加工技术 2
1.2.1 五轴联动数控机床 2
1.2.2 高速铣削加工技术 3
1.2.3 CAD/CAM 6
1.2.4 曲面造型 7
1.3国内外发展现状 8
1.3.1 五轴联动数控机床 9
1.3.2 高速铣削加工技术 9
1.3.3 CAD/CAM 9
1.3.4 曲面造型 9
1.4 主要研究内容 10
2 叶轮模型建模 12
2.1 UG NX简介 12
2.2 叶轮模型建模过程 12
3 叶轮加工工艺设计 17
3.1 五轴数控加工工艺与传统加工工艺 17
3.2 加工工艺及装备分析 19
4 UG计算机辅助制造 21
4.1 选择加工环境 21
4.2 创建程序 21
4.3 创建几何体 22
  4.31创建机床坐标系和安全平面 22
  4.32 创建部件几何体 23
4.4 创建刀具 23
4.5 流道加工 24
  4.5.1插入操作 24
  4.5.2指定切削区域 25
4.5.3设置驱动方法 25
4.5.4设置投影矢量与刀轴 25
4.5.5设置切削参数 26
  4.5.6设置非切削移动参数 26
4.5.7 设置进给率和速度 27
4.5.8 生成刀路轨迹并仿真 28
4.6 叶片粗加工 29
4.6.1插入操作 29
4.6.2指定切削区域 29
4.6.3设置驱动方法 30
4.6.4设置投影矢量与刀轴 31
4.6.5生成刀路轨迹并仿真 33
4.7叶片精加工 33
4.7.1 复制粘贴操作 33
4.7.2 重新定义操作 33
4.7.3生成刀路轨迹仿真 34
  4.7.4变换刀路轨迹 34
4.7.5 整体2D仿真 35
5 后置处理生成NC程序 36
5.1 后置处理技术 36
5.1.1 后置处理概念 36
5.1.2 后置处理的主要任务 36
5.1.3 后置处理技术的产生 37
5.2 后置处理过程 37
5.2.1 后置处理流程 38
5.2.2 菲迪亚HS664五轴高速铣削加工中心后置处理 38
6 整体叶轮的五轴数控加工试验 41
6.1 五轴数控机床 41
6.1.1 机床结构 41
6.1.2 五轴结构 42
6.1.3 数控系统 43
6.1.4 机床主要参数 44
6.2 实验准备 44
6.2.1 刀具准备 44
6.2.2 毛坯准备 46
6.2.3 刀具,毛坯安装 46
6.3 样件试切试验 47
6.3.1 程序输入 47
6.3.2 对刀过程 47
6.3.3 刀具表设置 50
6.3.4 程序读取 50
6.3.5 加工过程 51
7 总结 54
致谢 55
参考文献 56
附录 57,3514

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