叶轮三维造型与NC加工仿真开题报告

1. 研究目的与意义

叶轮既指装有动叶的轮盘，是冲动式汽轮机转子的组成部分。又指轮盘与安装其上的转动叶片的总称,其生产难点在于曲面相对与其他工件复杂，需要的加工点多，因此可以采用AutoCAD的平面绘图、UG或CATIA三维造型来完成零件的三维造型设计，围绕曲面的数控编程和加工，在工艺分析的基础上，利用机械制造相关知识，自动动手完成零件的加工。使得学生在已学习数控技术的基础上加入模具CAD/CAM、数控技术等相关学科得到有机的结合，使学生更好地掌握现代主流制造技术。能使学生运用所学知识深入学习AutoCAD的平面绘图、UG或CATIA三维造型与Mastercam的自动编程和数控加工工艺。

2. 国内外研究现状分析

大型叶轮的三维检测是叶轮生产厂家的一大难题。首先，叶轮的尺寸大，没有合适的设备进行三维测量，其次，叶轮重量大，不能放到检测平台上进行三维测量。现在国内传统的三维检测方法是用全站仪来进行关键点的三维测量，这种三维测量方法的缺点是显而易见的，速度慢、精度低等。现在对大型叶轮的三维测量，现在国际上新流行的技术是三维摄影测量或者称为照相测量。该技术是根据视觉三维计算的基本原理开发的，即如果在空间2个（或2个以上）不同的位置看到同一点，那么该点的空间坐标就可计算出来。通过在待测物体上放置参考点和标尺并利用高分辨率的数码相机拍摄照片，系统软件可自动对照片进行处理并计算参考点的三维坐标。

数控机床加工仿真技术，模拟实际机床加工环境及其工作状态，是一个应用虚拟现实技术于数控加工操作技能培训的仿真软件。目前，国内已经出现了各种数控加工仿真教学系统，并且也运用于数控操作人才培训的教学之中。利用计算机仿真培训系统进行学习和培训，不仅可以迅速提高被培训人员的理论、操作水平，而且安全、可靠，培训费用低。

数控仿真系统的核心是虚拟数控机床，而虚拟数控机床又是虚拟制造技术中的一个重要执行单元。它不仅在数控加工过程中为产品设计提供了可制造性的分析，而且在数控系统的学习和培训中，为被培训人员提供了完善的学习方法和学习环境。数控仿真系统完全模拟真实零件的加工过程，可以检验各种数控指令是否正确，能提供与真实机床完全相同的操作面板，其调试、编辑、修改和跟踪执行等功能也一应俱全。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容及计划：

研究内容：1、叶轮三维造型设计的总体方案。

2、对叶轮进行结构和工艺分析，初步拟订模具结构形式。

4. 研究创新点

特色与创新：

图形交互式数控自动编程是通过专用的计算机软件来实现的，是目前所普遍采用的数控编程方法。这种编程方法有以下特点：

1.这种编程方法既不像手工编程那样需要用复杂的数学手工计算算出各节点的坐标数据，也不需要象apt语言编程那样用数控编程语言去编写描绘零件几何形状加工走刀过程及后置处理的源程序，而是在计算机上直接面向零件的几何图形以光标指点、菜单选择及交互对话的方式进行编程，其编程结果也以图形的方式显示在计算机上。所以该方法具有简便、直观、准确、便于检查的优点。2.图形交互式自动编程软件和相应的cad软件是有机地联在一起的一体化软件系统，既可用来进行计算机辅助设计，又可以直接调用设计好的零件图进行交互编程，对实现cad/cam一体化极为有利。3.这种编程方法的整个编程过程是交互进行的，简单易学，在编程过程中可以随时发现问题并进行修改。4.编程过程中，图形数据的提取、节点数据的计算、程序的编制及输出都是由计算机自动进行的。因此，编程的速度快、效率高、准确性好。5.此类软件都是在通用计算机上运行的，不需要专用的编程机，所以非常便于普及推广。