复杂曲面零件逆向工程与数控加工集成应用研究

论文摘要

逆向工程技术是根据已有的产品或零件原型构建产品的工程模型,并在此基础上对已有产品进行剖析、理解和改进,是对已有设计的再设计。本论文结合逆向工程和Delcam软件的CAM技术。进行逆向和数控加工的研究。现在,有关逆向工程技术的研究受到企业的关注,尤其随着计算机技术和测量技术的不断发展,利用CAD/CAM技术、先进的制造技术来实现快速、高效的设计和制造已成为研究的一个热点逆向工程技术的目的实体模型转化为数据点云三维坐标,然后利用逆向工程软件把测量得到的数据点云转换为三维数字模型。企业再利用CAD/CAM软件生成数控加工轨迹和数控加工程序,在利用数控设备加工出产品。整体式叶轮是很具有代表性且造型比较规范的复杂薄壁类零件。由于他的形状特征比较明显（大曲面角度）,工作型面的设计涉及到流体力学、空气动力学等多个综合学科,因此叶轮的曲面加工手段、加工精度和加工表面质量对使用的工作性能都有很大影响。本文主要利用Delcam软件进行研究,结合逆向工程技术。利用我院PMM-C700型三坐标测量机,和五轴加工中心。以叶轮为实物样件进行数据的采集和数据测量,在接合Delcam软件的CAM加工模快进行了较深入的研究,完成整个零件的三维造型、CAM分析和模拟加工、数控加工。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 逆向工程技术概述和内涵
• 1.2 实物反求关键技术
• 1.2.1 数据测量技术（物理模型的数字化）
• 1.2.2 数据的分析处理
• 1.2.3 模型的重构与优化
• 1.3 逆向工程技术的应用和发展状况
• 1.3.1 逆向工程技术应用的领域
• 1.3.2 反求工程的国内外发展现状
• 1.4 CAM数控加工技术国内外现状
• 1.5 本课题论文主要工作
• 第二章 曲面数据数字化测量技术和曲面建模
• 2.1 曲面数字化测量设备
• 2.2 PMM-C700型三坐标测量机
• 2.2.1 测量机主机的几种结构形式
• 2.2.2 实验设备PMM-C700固定桥式测量机的构成及功能
• 2.2.3 计算机和测量软件
• 2.2.4 测量机的工作环境
• 2.3 零件特征的测量方法和测头选择校正
• 2.3.1 零件特征测量
• 2.3.2 测头和测座类型的选择
• 2.3.3 测头校正
• 2.4 零件测量坐标系的建立
• 2.4.1 建立坐标系必要性
• 2.4.2 建立坐标系三个步骤
• 2.5 测量数据点的分类
• 2.6 测量数据的剔除
• 2.7 测量点的平滑、精简
• 2.8 曲面数学模型建立技术
• 2.8.1 B样条曲线重构
• 2.8.2 特征线的提取和曲面的构造
• 2.9 本章小结
• 第三章 Delcam与NC编程
• 3.1 Delcam
• 3.1.1 Delcam软件简介
• 3.1.2 Delcam的主要功能
• 3.1.3 Delcam PowerMILL的新特点
• 3.2 PowerMILL加工范例
• 3.2.1 输入模型
• 3.2.2 通过零件定义毛坯尺寸
• 3.2.3 选取和定义切削刀具
• 3.2.4 定义设置选项（快进高度-开始点和结束点）
• 3.2.5 产生粗加工策略
• 3.2.6 产生精加工策略
• 3.2.7 刀具路径模拟和ViewMILL仿真
• 3.2.8 NC程序（后处理并输出NC数据）
• 3.2.9 模型保存项目
• 3.3 本章小结
• 第四章 叶轮的反求测量和加工实例
• 4.1 实验测量的步骤和测量举例
• 4.1.1 定义测头文件
• 4.1.2 测头的校验
• 4.1.3 建立测量坐标系
• 4.1.4 数据测量举例
• 4.3 曲面加工方法
• 4.3.1 PowerMILL高效初加工
• 4.3.2 PowerMILL高速精加工
• 4.4 叶轮的数据采集和模型重建及加工
• 4.4.1 实验叶轮介绍
• 4.4.2 叶轮逆向实验的具体工作流程
• 4.4.3 叶轮的加工
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结
• 5.1 研究工作总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录