工艺MBD模型驱动的涡轮盘榫槽拉刀设计系统研究开发

摘要

涡轮盘是航空发动机重要的零部件之一，而涡轮盘上的榫槽是叶片安装在涡轮盘上的重要的联结部位，通常利用拉刀采用拉削加工方式加工其榫槽特征。传统的涡轮盘榫槽拉刀设计是根据工艺要求，通过绘制二维工程图纸来进行设计，这种设计方法缺点是设计周期长，且设计结果不易更改。本文针对航空发动机制造企业正在推广三维CAD模型传递的现状，提出了涡轮盘榫槽拉削工艺MBD(Model Based Definition基于模型定义)模型驱动的榫槽拉刀设计方案，并以此方案研究开发工艺MBD模型驱动的涡轮盘榫槽拉刀快速设计软件系统。该系统不仅实现了航空发动机涡轮盘榫槽拉刀设计由二维图纸向三维CAD模型转变，还极大地缩短了涡轮盘榫槽拉刀的设计周期、提高了涡轮盘榫槽拉刀的设计效率。 本文研究内容和成果主要包括以下几个方面： （1）提出了涡轮盘榫槽拉削工艺MBD模型驱动的榫槽拉刀设计方案。该方案以涡轮盘设计MBD模型为基础，根据工艺要求，建立包含多个工序的工艺MBD模型，以工艺MBD模型为驱动器，驱动与之对应的榫槽拉刀模板生成相应的系列拉刀模型。 （2）设计了包含多个工序的涡轮盘榫槽拉削工艺MBD信息模型和与之对应的榫槽拉刀设计模板的信息模型，以此为基础，建立了榫槽拉削工艺MBD模型和榫槽拉刀设计模板。 （3）根据涡轮盘榫槽拉削工艺各工序与拉刀设计参数的关联关系，建立了涡轮盘榫槽拉削工艺MBD模型与榫槽拉刀设计模板模型之间的驱动关系，实现了拉削工艺MBD模型对榫槽拉刀模板的关联驱动。 （4）应用UG/Open API和Visual C++开发工具，基于UG平台开发出了工艺MBD模型驱动的涡轮盘榫槽拉刀设计软件系统，该系统已经在某航空发动机制造企业得到了应用，初步满足了该企业的实际需求。

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