论文总字数：18872字

摘 要

叶轮类零件，特别是整体叶轮，在机械设备领域具有相当重要的意义。整体叶轮叶片薄并且扭曲大，是自由形状曲面，在加工制造过程中需要机床五轴联动来实现加工，其过程复杂风险高并且容易出错，是典型的难加工零部件。本文通过利用UG软件，创建了膨胀机整体叶轮模型，并利用UG的加工模块设计规划了整体叶轮的加工刀路轨迹。通过VERICUT软件，对所规划的刀路进行了仿真验证。本文的主要工作如下：

首先，通过参考国内外文献，分析了整体叶轮加工技术，介绍了五轴数控加工仿真验证的意义。

规划了整体叶轮加工工艺，划分加工阶段，选择合理的零件毛坯，选择了符合条件的刀具。在UG NX中对整体叶轮编程，生成出合理的刀位轨迹。

研究学习五轴机床后处理算法，利用UG中自带的后处理构造器，NX/Post Builder创建了适合该型号机床使用的后处理文件，并且生成了针对该整体叶轮数控加工的NC代码。

利用VERICUT软件，构建了虚拟机床以及适合本次加工使用的刀具库。通过VERICUT软件，验证了通过后处理所得到的G代码的正确性与可行性，并且确保了刀路轨迹的安全性。

关键词：五轴数控加工 整体叶轮 VERICUT仿真验证 刀具轨迹规划

Programming and Simulation Verification of NC Machining of Whole Impeller of expansion machine

Abstract

Impeller parts, especially the whole impeller in the field of mechanical equipment is very important. The whole impeller blade is thin and distorted, is a free-form surface, in the process of manufacturing needs of the five-axis machine tool to achieve processing, the process of complex risk and error, is a typical difficult to process parts. In this paper, by using UG, VERICUT software, rough machining of integral impeller and the design of the finishing process, planning in the five axis NC machine tool trajectory milling knife in the road, and through software simulation, to ensure the feasibility and security of the cutter path.In this paper, the main work is as follows:

First of all, through of all, by reference to the literature at home and abroad, this paper analyzes the integral impeller machining technology, this paper introduces the significance of five-axis NC machining simulation.Planning the whole impeller processing technology, dividing the processing stage, select a reasonable part of the rough, select the qualified tool. In the UG NX in the overall impeller programming, generate a reasonable tool path.

The NX / Post Builder creates a post-processing file suitable for the machine, and generates the NC code for the machining of the whole impeller, using the post-processing constructor in UG.

Using VERICUT software, the virtual machine tool is built and the tool library is suitable for this processing. Verified by VERICUT software simulation processing, through post-processing of the correctness of the G code and availability, and make sure the knife track the feasibility and safety of the road.

Key words: Five NC machining; Integral impeller; VERICUT simulation; Tool-path planning

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2课题研究背景及研究意义 1

1.3整体叶轮数控加工的研究现状 2

1.3.1数控技术的整体发展及五轴加工的应用 2

1.3.2整体叶轮数控加工国内外研究现状 3

1.3.3数控加工仿真技术发展现状 4

第二章 整体叶轮的几何特征与工艺规划 5

2.1整体叶轮的几何特征 5

2.2整体叶轮加工工艺规划 6

2.2.1机床的选择 6

2.2.2加工阶段的划分 6

2.2.3毛坯的选择 7

2.2.4刀具的选择 7

2.2.5切削用量的确定 8

2.3本章小结 9

第三章 整体叶轮五轴数控加工刀具轨迹规划与生成 10

3.1整体叶轮粗加工刀具轨迹规划 10

3.1.1几何体前期设置 10

3.1.2整体叶轮叶片顶部区域加工 10

3.1.3整体叶轮粗加工 11

3.2整体叶轮精加工刀具轨迹规划 11

3.2.1整体叶轮顶部区域精加工 12

3.2.2整体叶轮叶片精加工 12

3.2.3整体叶轮轮毂精加工 13

3.2.4整体叶轮叶片圆角精加工 14

3.3 整个整体叶轮刀具轨迹的生成 15

3.4本章小结 16

第四章 整体叶轮数控加工的仿真验证 17

4.1后置处理 17

4.1.1UG/Poster Builder 17

4.1.2运用后处理文件生成数控程序 17

4.2数控加工仿真验证软件——VERICUT介绍 18

4.3整体叶轮五轴数控加工仿真验证 19

4.3.1机床运动学几何模型的创建 19

4.3.2数控系统的选择 20

4.3.3创建机床刀具库 20

4.3.4添加数控程序 21

4.3.5仿真结果 21

第五章 总结与展望 24

参考文献 25

致谢 27

1. 绪论

1.1引言

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