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船用螺旋桨五坐标数控CAD/CAM系统

王学文  
【摘要】:船用螺旋桨是一类典型的自由曲面零件,它的设计和制造精度直接决定了其推进效率。传统的螺旋桨加工方法是通过普通铣床粗加工加上大量的人工修磨来完成的。此方法费时费力,精度难以保证。随着数控技术的发展,目前螺旋桨大都采用数控机床进行加工,但是数控机床生产厂家没有提供专门加工螺旋桨的软件包,从而使许多螺旋桨生产厂家不得不使用通用的CAD/CAM软件(如CATIA、CAMMAND、UGNX、Pro-E等)作为螺旋桨设计和加工编程平台。由于通用软件用于螺旋桨加工编程缺乏针对性,使用时工程人员工作量仍然很大;国外有专用螺旋桨CAD/CAM软件,但是,这些软件价格及其昂贵,令大多数厂家难以承受。设计自主产权的螺旋桨专用软件是解决这些问题的最好办法。 研制开发具自主产权的优秀的螺旋桨CAD/CAM软件,一方面要消化吸收引进的先进技术,另一方面应加强对数控加工理论和应用的研究。本文在对螺旋桨的设计方法和五坐标数控加工特点进行研究的基础上,按照软件工程的要求和螺旋桨生产企业的需求,借助于开放的图形设备库OpenGL,以VC++6.0为平台进行了螺旋桨CAD/CAM软件的开发。 该系统根据不同型号螺旋桨的设计图谱,采用面向截面测量数据B样条曲面光顺方法构造出螺旋桨模型,并调用OpenGL的接口函数进行立体显示,并可以实现图形的动态观察。 通过选择适当的刀具和工艺方案生成无干涉的刀位文件,并利用OpenGL提供的双缓存技术进行加工过程的动态仿真,最后根据机床的具体结构型式进行后置处理生成具体机床识别的NC代码。 系统根据模块化设计要求,提出了数控加工系统的整体体系结构和各功能模块,使系统能够准确、直观、快速地构造螺旋桨模型、生成数控加工程序、进行加工仿真等,同时系统具有良好的稳定性和扩展性。


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