电火花成型加工电极辅助设计与加工仿真系统的开发

论文摘要

随着社会产品小型化和精密化程度的提高,电火花成型加工技术作为现代制造技术发展趋势之一被广泛应用于航空航天、医学、传感器、精密模具等方面。但在电火花成型加工的实际应用中遇到电极设计效率低下、电极设计完成后难以判断所设计的电极能否加工出所需型腔等问题。电极设计属大公司作业分工的重要一环,且电极设计的效率和好坏直接影响电火花成型加工的速度和质量;同时,传统检测电极设计质量的途径是机床试模,显然,此种方法费时费力,得不偿失。因此,如何快速高效的设计电极、快速得知电极设计质量成为电火花成型加工研究的一大重点。而目前广泛应用于工程设计及制图的大型三维CAD/CAM/CAE软件UGNX却无专门的电极设计模块,基于此本文提出了基于UG NX二次开发技术的电极辅助设计与加工仿真系统。本文参考了其它三维设计软件,如Pro/ENGINEER、PowerMILL、Cimatron等在电极设计方面的功能,并根据UG NX三维设计的特点,利用VC++,结合UG NX提供的二次开发工具Open API、MenuScript、UIStyler等,设计开发了电极辅助设计与加工仿真系统。本文完成的主要工作有:1)深入企业调研,完成系统需求分析。系统需求分析是软件开发的重要基础工作,是保证系统满足实际用户需要的必须。本文从系统开发平台及语言、系统功能等方面进行详细的分析。2)在完成系统需求分析的基础上,本文详细介绍了系统实现过程中的若干关键技术。作为一个工程应用软件,系统功能的实现依赖于若干关键技术的实现,本文详细介绍了其中四个:二维封闭环识别技术、电极快速建模技术、非均匀偏置补偿技术和加工仿真技术。3)从系统功能和数据结构两个方面介绍了系统实现过程。在系统实现的基础上,本文使用无锡某精密模具有限公司一个电火花成型加工实例详细介绍了本系统的结构设计以及功能实现、操作步骤等。实际使用和试验对比显示,本系统有效的提高电极设计效率,同时降低型腔误差,有效节约生产成本。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 电火花成型加工
• 1.1.1 电火花成型加工原理
• 1.1.2 电极加工方法
• 1.1.3 电火花成型加工补偿原理
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 电极辅助设计模块的研究现状
• 1.2.2 电极加工补偿的研究现状
• 1.2.3 电火花成型加工仿真的研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 1.4 章节安排
• 2 系统需求分析
• 2.1 系统开发平台
• 2.1.1 三维软件平台分析
• 2.1.2 开发语言分析
• 2.2 电极辅助设计
• 2.2.1 现有电极辅助设计功能
• 2.2.2 电火花成型加工电极辅助设计功能
• 2.3 加工补偿
• 2.3.1 常用的平动方法
• 2.3.2 常用的补偿方法
• 2.3.3 电火花成型加工平动补偿功能
• 2.4 电极加工仿真功能
• 2.5 辅助功能分析
• 2.5.1 电极定位
• 2.5.2 电极阵列
• 2.5.3 电极库
• 2.5.4 完整加工参数
• 2.5.5 系统加密与软件打包
• 2.6 本章小结
• 3 系统关键技术
• 3.1 二维封闭环识别
• 3.1.1 技术介绍
• 3.1.2 技术难点
• 3.1.3 技术实现
• 3.2 电极快速建模
• 3.2.1 技术介绍
• 3.2.2 技术难点
• 3.2.3 技术实现
• 3.3 非均匀偏置补偿
• 3.3.1 技术介绍
• 3.3.2 技术难点
• 3.3.3 技术实现
• 3.4 加工仿真
• 3.4.1 技术介绍
• 3.4.2 技术难点
• 3.4.3 技术实现
• 3.5 本章小结
• 4 系统实现与应用实例
• 4.1 系统实现
• 4.1.1 系统功能结构
• 4.1.2 系统数据结构
• 4.2 应用实例
• 4.2.1 三维模型导入
• 4.2.2 电极快速建模
• 4.2.3 加工补偿
• 4.2.4 尺寸取整
• 4.2.5 电极阵列
• 4.2.6 加工仿真
• 4.3 实验对比
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间的研究成果