盘类零件参数化CAD/CAM系统设计及研究

摘要

相对于普通车床的车削加工，数控车削加工不仅能使操作者从繁重的体力劳动中解脱出来，还能提高车削加工的精度和生产效率。双刀同时车削同一个工件，可以大幅度缩短工时，提高生产效率，但双刀数控程序编制较困难。而基于特征的编程技术是当前CAD/CAM研究的一个热点。本文综合运用面向对象技术、数控加工技术及计算机辅助技术，建立基于特征的参数化双刀车削自动编程系统，完成从零件建模、双刀车削加工工艺规划、刀具路径生成、工艺参数的处理和NC代码生成等任务。本论文的主要研究工作如下：
　　 1.综述数控技术国内外发展现状，具体介绍CAD/CAM技术的发展概况、工作过程、主要任务、目前系统中存在的问题及其发展趋势。同时，阐述双刀架数控编程技术的研究现状及其关键问题。最后，通过某企业的实际生产需求，引出本课题的研究目的、意义及实现方法。
　　 2.结合CAD/CAM系统设计原则及本系统的应用特点，研究适合于本系统的开发平台。针对盘类零件加工的特点，通过系统需求分析及概念设计等引出系统的总体设计流程、系统的功能结构模型及系统数据流程。
　　 3.研究系统中基于特征的参数化建模实现过程。针对盘类零件的结构特点，论文提出基于特征的参数化建模方法。该方法中，首先对盘类零件按特征进行分类；然后对归类的特征按照C++面向对象方法完成各自的定义。最后，结合参数化技术实现产品的参数化建模。另外，还对本系统要加工的各类标准法兰盘的参数化建模处理过程进行详细研究。
　　 4.研究基于特征的参数化工艺设计过程。使用基于特征的参数化方法完成从划分工序、双刀架任务分配、各自工艺路线的确定、加工顺序、刀具选择及切削用量的确定等工作。
　　 5.研究参数化NC代码生成方法。主要研究适用于本系统的后置处理方法，并确保系统生成的数控程序能直接用于该企业的实际生产加工。对企业需求的标准法兰盘自动编程的实现过程进行设计。
　　 6.采用上述的方法，开发出法兰盘参数化CAD/CAM子系统。
　　 7.最后，对全文进行总结，并对进一步的研究提出几点展望。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 数控技术概述

1.2 CAD/CAM技术的发展概况

1.3 CAD/CAM系统的工作过程及主要任务

1.4 目前CAD/CAM系统存在的问题

1.5 CAD/CAM技术的发展趋势

1.6 双刀车削数控编程技术

1.7 选题的意义

1.7.1 课题研究的目的及意义

1.7.2 课题主要研究内容与方法

1.8 本章小结

第二章 CAD/CAM系统总体设计

2.1 CAD/CAM系统的设计原则

2.2 CAD/CAM系统开发平台

2.3 CAD/CAM系统概念设计

2.3.1 需求分析

2.3.2 高层设计

2.3.3 底层设计

2.4 CAD/CAM系统总体设计

2.4.1 系统体系结构设计

2.4.2 系统功能结构设计

2.4.3 系统数据处理流程

2.5 本章小结

第三章 基于特征的参数化建模方法研究

3.1 零件信息描述方法

3.1.1 CAD/CAM系统对零件信息描述的要求

3.1.2 盘类零件信息描述方法

3.2 零件特征建模

3.2.1 特征建模技术

3.2.2 盘类零件的特征分类

3.2.3 盘类零件的特征定义

3.3 基于特征的盘类零件参数化设计

3.3.1 参数化建模系统的要求

3.3.2 参数化技术

3.3.3 盘类零件的参数化建模流程

3.4 本章小结

第四章 基于特征的参数化工艺研究

4.1 数控加工工艺设计的一般过程

4.2 双刀架数控车床工艺设计

4.2.1 双刀架数控车床工艺设计的内容

4.2.2 双刀架数控车床刀架加工任务分配

4.3 盘类零件参数化工艺设计

4.3.1 毛坯的选择

4.3.2 零件信息的获取

4.3.3 确定加工工序

4.3.4 工步的划分

4.3.5 切削参数的确定

4.3.6 典型盘类零件参数化工艺=设计过程

4.4 工艺参数的处理

4.4.1 工艺参数数据库的设计

4.4.2 刀具库的设计

4.5 本章小结

第五章 参数化NC代码生成方法研究

5.1 基于特征的自动编程技术

5.1.1 基于特征的NC方法的优点

5.1.2 基于特征的NC代码生成过程

5.2 后置处理

5.3 NC代码库的设计

5.4 典型盘类零件参数化NC代码

5.5 本章小结

第六章 法兰盘参数化CAD/CAM系统运行实例

第七章 总结与展望

7.1 全文总结

7.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果