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基于UG的汽轮机叶片CAD/CAM系统开发研究

季源源  
【摘要】: 叶片是汽轮机的核心零件之一,汽轮机性能的优劣和效率的高低主要取决于叶片型面的设计和加工水平。汽轮机叶片的难加工性在于其材料多为各种不锈钢,且型面为复杂的自由曲面,而砂带磨削是一种古老而新兴的加工方式,随着数控技术的发展,砂带磨削可对几乎所有材料进行加工,特别是对难加工材料和复杂曲面的加工。 叶片的三维实体造型和数控加工程序的编制是叶片磨削加工关键。若借助于CAD/CAM技术,建立叶片的数字几何模型,制定合理的加工工艺,自动进行叶片数控加工程序的编制,将大大提高叶片设计效率和加工质量,它代表了叶片制造技术的发展方向。 本论文的研究是汽轮机叶片数控砂带磨床研究项目的一个重要组成部分。本论文在对汽轮机叶片结构特征和砂带磨削工艺分析的基础上,以UGCAD/CAM商用软件系统作为开发平台,进行了汽轮机叶片CAD/CAM系统的二次开发,解决了汽轮机叶片造型和数控编程的关键技术难题,最终完成了基于UG的汽轮机叶片CAD/CAM原型系统。该系统可从根本上改变传统的汽轮机叶片设计和制造方法,提高叶片设计、制造质量以及加工效率,降低叶片的开发成本,减轻操作者劳动强度,具有传统设计和制造方法无法比拟的优越性。 本轮文在深入分析汽轮机叶片结构特征和功能的基础上,利用计算机辅助几何造型知识,对汽轮机叶片造型技术进行了探讨,确定了叶片造型的具体技术方法;通过对汽轮机叶片数控磨削技术的研究,确定了汽轮机叶片数控砂带磨床的数控编程方法。本论文以UG为开发平台,利用VC++ 6.0编程语言和UG二次开发工具,完成了汽轮机叶片CAD/CAM系统的二次开发,并通过实例证明本论文所开发的叶片CAD/CAM系统能够简单、快捷、准确地完成静叶片三维实体的建模和磨削数控代码的编制。 在UG环境下对汽轮机叶片磨削加工进行仿真,并利用截面误差分析法对叶片磨削加工误差进行了分析,确定了合适的磨削加工工艺参数和磨削刀具参数。


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