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EDM辅助设计与加工仿真系统的开发

2020-12-02阅读(1029)

EDM辅助设计与加工仿真系统的开发

论文摘要

电火花加工的英文全称是Electrical Discharge Machining,缩写为EDM。是一种利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法。由于其非接触加工的特点,适合加工高熔点、高硬度、高强度材料,所以EDM加工被广泛应用于模具与汽车工业。但是,EDM在实际应用中也遇到了电极设计效率低下的问题。其主要原因在于,为了获得较好的表面加工质量,经常采用电极平动的加工方式,因此导致了被加工的型腔面偏离设计目标,而这种偏离根据不同类型的平动,往往是非均匀的,这就对电极提出了非均匀补偿的要求,由于此类补偿具有一定的难度,因此也就大大降低了电极的设计效率。另一方面,在电极设计完成后,设计人员往往无法判断所设计的电极是否能够加工出所需要的型腔,而要得到加工结果,需要在电火花加工机床上进行试样后测量。显然,这样做费时费力,得不偿失。UG是Unigraphics的简称,它是通用的、功能强大的三维机械CAD/CAM/CAE集成软件。它提供了两种二次开发语言模块（UG/Open GRIP、UG/Open API）和两种辅助开发模块（UG/Open MenuScript、UG/Open Ulstyler）。与其他二次开发语言以及UG/Open GRIP相比,UG/Open API因为使用了通用的集成开发环境——VC++,使得其具有功能强大、使用简单、可靠性强和生成代码效率高等优点。通过API接口,可以使得二次开发应用程序与原有功能无缝集成,将用户的专业知识与UG系统融合,就能够更好的发挥UG软件的功能。EDM辅助设计与加工仿真系统目前主要实现的功能有:1)二维与三维模型文件的导入;2)二维拉伸封闭环的选取;3)电极与毛坯的建模;4)电极二维非均匀偏置补偿,包括针对圆形平动、方形平动、矢量平动和球形平动的二维非均匀偏置补偿;5)EDM加工仿真功能,包括可以进行圆形平动、方形平动、桶形平动、矢量平动的仿真;6)电极三维平动补偿,可以对电极进行三维球形平动补偿和三维圆形平动补偿;7)三维出二维图功能。经过实际使用和试验对比,本系统有效的减轻了EDM加工中电极几何偏置补偿的工作量,在减少了设计错误,降低电极设计难度的同时,还可以提高电极设计效率,从而有效节约了生产成本。

论文目录

  • 致谢
  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.1.1 电火花加工
  • 1.1.2 课题研究的目的和意义
  • 1.1.3 电火花加工的关键技术和发展趋势
  • 1.2 国内外研究现状综述
  • 1.2.1 对加工精度的研究
  • 1.2.2 对加工补偿的研究
  • 1.2.3 对加工效率的研究
  • 1.2.4 电火花加工仿真
  • 1.3 课题的主要内容和方法
  • 1.3.1 课题的主要内容和创新
  • 1.3.2 UG二次开发简介
  • 1.4 本文任务
  • 第二章 基于二维图形的非均匀偏置补偿
  • 2.1 概述
  • 2.1.1 电极平动补偿的由来
  • 2.1.2 基于二维图形的电极非均匀偏置
  • 2.2 常用平动类型
  • 2.3 常用平动的补偿方法
  • 2.3.1 矢量平动
  • 2.3.2 圆形平动和桶形平动
  • 2.3.3 方形平动
  • 2.3.4 球形平动
  • 2.4 平动补偿的程序开发
  • 2.4.1 矢量平动补偿的主要算法
  • 2.4.2 矢量平动补偿的主程序流程图
  • 2.4.3 圆形平动补偿的主要算法和流程图
  • 2.4.4 方形平动补偿的主要算法和流程图
  • 2.5 平动补偿实例
  • 2.5.1 矢量平动补偿实例
  • 2.5.2 圆形平动补偿实例
  • 2.5.3 方形平动补偿实例
  • 2.6 二维平动补偿的局限
  • 2.7 本章小节
  • 第三章 电极的快速设计
  • 3.1 概述
  • 3.2 目前电极设计方法的缺陷
  • 3.3 电极设计的一般流程
  • 3.3.1 二维导入模具设计图流程
  • 3.3.2 导入毛坯模型文件和电极图流程
  • 3.3.3 打开已有仿真文件流程
  • 3.4 设计效率的改进
  • 3.4.1 二维线框的自动识别
  • 3.4.2 电极三维快速建模
  • 3.4.3 电极三维平动补偿
  • 3.4.4 补偿实例
  • 3.5 二维出图与工艺表
  • 3.5.1 二维出图
  • 3.5.2 工艺表
  • 3.6 系统加密与软件打包
  • 3.6.1 系统加密
  • 3.6.2 软件打包
  • 3.7 本章小节
  • 第四章 电火花加工仿真
  • 4.1 概述
  • 4.2 仿真的实现
  • 4.3 平动仿真的算法实现
  • 4.3.1 平动仿真流程的算法实现
  • 4.3.2 圆形平动子函数流程图
  • 4.4 仿真实例
  • 4.4.1 人机交互界面
  • 4.4.2 不带平动加工仿真实例
  • 4.4.3 圆形平动仿真实例
  • 4.4.4 方形平动仿真实例
  • 4.4.5 矢量平动仿真实例
  • 4.4.6 EDM加工仿真的缺陷
  • 4.5 小节
  • 第五章 结论
  • 第五章 结论
  • 5.1 成果和进展
  • 5.2 课题展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间的研究成果

    • 相关论文文献

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