船用螺旋桨多轴铣削力仿真与优化+CAD图纸+MATLAB程序(2)

菜单

3.1.2 船用螺旋桨毛坯建模 13

3.2 切削过程动态仿真的实现 16

3.2.1 OpenGL基本设置 16

3.2.2 刀具扫描体的构造 17

3.2.3 刀具运动仿真的实现 19

3.2.4 刀具轨迹仿真实现 24

3.3 本章小结 25

第四章铣削力建模与仿真 26

4.1 铣削力模型的建立 26

4.1.1 铣削加工的特点 26

4.1.2 铣削力模型的建立 26

4.2 MATLAB编程在VC中的应用 28

4.2.1 MATLAB与VC联合编程方法简介 29

4.2.2 仿真系统中铣削力仿真的实现 30

4.3 本章小结 31

第五章仿真系统的操作与仿真实例 32

5.1 仿真系统的基本操作 32

5.2 仿真系统运行实例 33

5.3 本章小结 35

结论 36

致谢 37

参考文献 38

第一章绪论

1.1 课题研究背景与意义

螺旋桨的表面属于空间复杂曲线，对于传统加工方法来说，要精确的加工的到这样的曲线几乎是不可能的。在传统的加工方法中，螺旋桨的加工主要依靠两部分来完成。首先由普通机床对螺旋桨的毛坯进行一道粗加工工序，然后有工人完成剩下的精加工工作，手工精加工工作主要由人工手工打磨组成。由此可以看出，螺旋桨的加工耗时较长，而且得到的螺旋桨曲面质量主要由工人的技术水平决定，叶片加工质量稳定性不高。目前，随着五轴数控机床的诞生与发展，五轴数控加工逐渐成为目前螺旋桨数控加工的主要途径。我国目前仅有大连船用推进器厂从国外引进了具有世界先进水平的螺旋桨加工用五轴联动数控铣床，能够按照“铸造－数控加工－钳工打磨”的加工工艺进行。由于大型五轴加工机床的引入，可以由五轴数控机床完成大部分螺旋桨叶片的加工内容，能够使人工打磨量将大为的减少。

目前对于多轴加工系统的仿真，大多是以理想几何图形来检验数控代码是否正确，并不考虑切削参数、切削力以及其他因素。而物理仿真可决定每小时能生产的、满足质量控制要求的工件数量，直接影响切削加工的经济性，因此日益受到有关研究人员的关注。大多数的铣削加工模型集中在三轴铣削加工，而五轴铣削加工模型的研究至今还比较少，对于复杂曲面的工件加工，一般很难选择合适的切削参数来提高生产率并保证加工质量，因此对五轴铣削加工过程进行物理建模与仿真并在此基础上进行切削参数优化是解决五轴数控机床加工效率低下最为行之有效的方法。加工过程物理建模与仿真是指针对切削过程中各物理量、物理现象与切削参数之间的相互关系建立数学模型并对这些物理量和物理现象进行预测的过程。切削加工参数优化则是指在物理建模与仿真的基础上，选取一个或多个变量作为目标函数，以加工过程中的某些物理量为约束条件，获取优化切削参数的过程。