轧辊成形车刀的虚拟磨削

论文摘要

轧钢厂在车削轧辊时,采用成形车刀,其刀片根据轧辊截面形状的要求而变换。目前,国内大多数生产厂家使用手工控制的磨削方式来磨削成形车刀。在对传统企业实现信息化改造的当前环境下,完全有必要也有可能实现对车削刀片的成形加工的CAD/CAM一体化,对现有的人工磨削成形工艺进行信息化改造,并能减轻工人劳动强度,最终达到提高产品市场竞争力的目的。 本着能够满足加工要求以及尽量节约生产成本的目的,经分析,只需采用2.5D的数控磨削系统就可满足要求。本文主要研究轧辊成形车刀数控磨削系统中的虚拟磨削部分,在OpenGL环境下建立了数控加工环境及实现磨削过程的实时仿真。 与目前虚拟现实技术中多数使用*.3ds文件的模型作为OpenGL模型不同的是,本文在应用Pro/Engineer软件对磨削对象进行实体三维几何建模后,找到了一种简便的方法将此三维模型的实体信息传递到OpenGL中,再利用Visual C++6.0对其进行控制,实现三维加工过程的动态几何仿真。 本文采用直线插补方式逼近待加工的轧辊成形车刀的刃形曲线,实现2.5D的数控磨削,由于仅是对数控加工过程进行几何仿真,故数控代码的翻译主要是以G代码（和少数的M代码）为线索和依据来进行的,翻译结果对运动仿真模块的动作和状态起到指挥和控制的作用。 该仿真程序实现了轧辊成形车刀数控磨削加工过程的几何仿真,为实际数控磨削加工提供了预示手段,并具有良好的人机交互界面,可用于生产或教学培训。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 虚拟制造研究现状
• 1.2 虚拟制造技术与虚拟数控
• 1.3 虚拟磨削加工的发展现状
• 1.4 本课题研究内容及意义
• 2 轧辊成形车刀虚拟磨削系统的总体设计
• 2.1 总体思路
• 2.2 开发平台及开发工具的选择
• 2.3 系统的总体结构
• 2.4 用户界面及控制面板的功能设计
• 2.5 本章小结
• 3 虚拟磨削环境开发
• 3.1 OpenGL简介
• 3.2 动画方式
• 3.3 几何建模及三维模型文件数据格式转换
• 3.4 本章小结
• 4 数控代码翻译
• 4.1 数控加工仿真模块的构成
• 4.2 数控代码在数控仿真模块中的功能
• 4.3 数控代码翻译的相关数据结构
• 4.4 数控代码翻译实例
• 4.5 本章小结
• 5 轧辊成形车刀数控磨削加工及其仿真实现
• 5.1 成形车刀简介
• 5.2 确定2.5D数控磨削加工方法
• 5.3 轧辊成形车刀后角计算
• 5.4 磨削加工仿真程序设计
• 5.5 虚拟磨削实例
• 5.6 本章小结
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间发表论文目录