论文部分内容阅读
随着计算机技术的发展,数控技术的应用变得愈发广泛,数控技术已经成为现代制造技术的基础,数控装备使全球造业发生很多颠覆性的变化。数控技术的普及程度和发展水平可以体现一个国家的综合国力,从侧面反映这个国家的工业现代化水平。机械加工制造行业的转型升级依托于数控加工技术。传统的机加工作从设计机械零部件图纸开始,根据图纸设计合理的工序和工步,这个步骤需要耗费大量的智力和时间,极大的限制了工作效率的提升。随着计算机技术的发展,CAD/CAM技术的大范围推广,原来的图纸分析、工序和工步的设计都由计算机来完成,这样比传统机械加工制造过程更节约了时间,减少了人为出错的机会,降低生产成本,提高零件质量。现今,有许多机器使用叶轮来传递能量,例如发动机的叶轮、汽轮机的叶轮、风机的叶轮和压缩机的叶轮等。这些机器中的叶轮为便于输出扭矩,一般与短轴结合设计,结合后的零件被称为叶轮轴。叶轮轴作为这些机器的重要部件,它的加工精度对机器的空气动力性能和机械功率的转换有着非同一般的影响。因此,研究叶轮轴的加工工艺对提高机器的使用性能存在着重大意义。风能、水能、太阳能等,作为可再生的清洁能源,近年来受到各个国家的重视。风力发电机是将风能转化为电能的一种常见设备,它主要由轮毂、风轮、风力驱动器、发电机等构成。本论文研究的叶轮轴是风力驱动器的关键件。叶轮轴的加工方式属于三轴数控加工,通过对叶轮轴图纸的分析,可以明确叶轮轴的结构以及参数要求,辅以CAD/CAM技术,对叶轮轴进行模拟造型,在此基础上设计合适的工序和工步,选择合适的加工刀具和机床夹具,在自动编程的辅助下完成整个零件的加工。鉴于叶轮轴的加工需求,拟利用CAXA制造工程师和UGNX的程序功能,并按照实际加工条件,选择使用数控车床CKD6150A和数控铣床AVL650e,数控系统分别选用华中818A型系统和华中818B型系统。本论文在深入研究参数化设计思想及方法的基础上,着重研究叶轮轴的加工工艺路线,提高叶轮轴加工精度。针对研究内容,要解决的技术关键问题如下:1、分析零件图,选择合理工艺,最优刀具加工路径,满足技术要求和时长。2、加工准备及工艺文件的编制。3、对叶轮轴进行了数学建模的优化设计,建立三维实体叶轮轴参数化模型,在CIMCOE软件的模块中编写一个叶轮轴优化设计程序。4、叶轮轴在UG的模块下完成刀具运动仿真。5、在ANSYS有限元分析软件中分析叶轮轴叶片受力情况。6、选择合适刀具材料、装夹方式、切削用量,在满足技术要求的基础上提高加工精度。7、建立以最低生产成本和最高生产率的双目标优化函数。