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数控弯管过程运动仿真与工序规划技术

李锋  
【摘要】:弯管是以管材作为毛坯,通过塑性加工手段,制造管类零件的加工技术。弯管零件具有产品轻量化、强韧化和低耗、高效等优点,是航空、航天以及民用工业中管道系统的重要组成部分。 数控弯管是基于矢量弯管原理而发明的,数控弯管的应用大大提高了管件的加工效率和质量。管件在弯曲过程中,具有较大的空间运动范围,随着弯头的增加,空间形状更为复杂,与自身及周围物体发生碰撞的几率急剧增加。因此,在实际加工过程前,需要对数控弯管工序进行规划,以避免加工碰撞的发生。 目前对于数控弯管的工序规划,主要集中在利用弯管仿真进行碰撞检验的研究上,对于数控弯管工序的规划目前主要采用从两端顺序弯曲的方法,对于管形复杂的弯管零件,这种简单的规划方法往往不能满足要求。 论文在分析数控弯管加工过程的基础上,建立了基于数控弯管过程运动仿真的工序规划体系结构,并设计了数控弯管工序规划的运行流程。 论文在分析弯管工序及工序规划的基础上,对数控弯管工序规划方法进行了研究,通过工序集计算、发生干涉工序集分析、装夹困难工序集分析及最优工序选择几个步骤实现,最后对数控弯管工序规划过程进行了研究。 论文对数控弯管过程运动仿真的实现技术进行了研究,在对仿真对象及几何建模技术分析的基础上,采用OpenGL控制3DsMAX模型的方式实现了床体和模具几何模型的可替换,采用参数化建模实现了管件和模具几何模型的快速建立;对干涉检测算法进行了介绍,根据管件弯曲过程特点选择了相应的算法,并说明了其实现过程;对仿真过程中所涉及的坐标系转换进行了分析,诸如3DsMAX与OpenGL坐标系、仿真对象几何模型坐标系等,并说明其转换的方法。 论文在VC++6.0平台上结合3DsMAX和OpenGL开发了数控弯管过程运动仿真系统。


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