离心泵叶轮叶片CAD/CAM的集成

摘要

该文根据离心泵叶轮叶片的水力性能及几何特性,分析了基于传统加工方式的离心泵水力CAD软件设计结果在叶片曲面造型及其后的数控加工方面带来的问题.根据现有的几何造型数学模型,提出了一种新的造型方案.在此理论基础上,利用Visual LISP开发工具及Pro/ENGINEER软件包,成功的实现了离心泵叶轮叶片的几何造型,并对叶片曲面的光顺性进行了检查.该文经过分析比较选择了五坐标联动端铣数控加工的方法来实现叶片的数控加工,研究了双转台五轴联动数控机床数据转换的数学建模方法,对数控系统中的核心--插补技术进行了讨论.针对自由曲面叶片的数控加工需重点考虑的刀具干涉问题,以及实际生产中亟待解决的非球面刀无干涉刀具轨迹自动生产的问题,提出了非球面刀五坐标联动数控加工叶片曲面的刀位轨迹的计算方法,对于干涉所包括的曲率干涉、瓶颈干涉提出了判定依据及消除准则.根据叶片数控加工的刀位数据,通过后置处理系统转换成数控程序,并实现了五坐标联动数控加工叶片的计算机动态仿真.

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第1章绪论

§1.1机械CAD/CAM系统的发展和分类

§1.2 CAD/CAM在我国应用的几个阶段

§1.3 CAD/CAM技术在流体机械行业中运用的现状

§1.4水泵CAD/CAM集成技术的关键问题

§1.5选择CAD/CAM系统的原则

§1.6选题依据及主要内容

第2章离心泵水力设计CAD软件的接口

§2.1水力设计CA D软件

§2.2叶片形状的分析

§2.3程序的开发语言和开发环境

§2.4 AutoCAD图形数据库文件及接口程序

§2.5本章小结

第3章叶片三维几何造型的理论及造型实践

§3.1叶片曲面的三维几何造型理论

§3.2叶片曲面的造型实践

§3.3曲面光顺

§3.4叶片体的形成

§3.5本章小结

第4章叶片CAM的基本原理及计算方法

§4.1数控机床轴数的选择

§4.2数控机床的坐标轴及其运动方向

§4.3五轴数控加工数据转换的数学建模

§4.4数控机床的插补原理

§4.5五坐标数控加工叶片刀位轨迹计算方法

§4.6非球面刀无干涉刀位轨迹算法

§4.7本章小结

第5章叶片五坐标联动数控加工的仿真尝试

§5.1叶片加工工艺

§5.2后置处理

§5.3刀位仿真

§5.4本章小结

第6章全文总结与展望

致谢

参考文献