飞机操作系统壳体类零件实体加工与仿真[毕业论文+CNC程序+CAD图纸]

夹具设计毕业论文：飞机操作系统壳体类零件实体加工与仿真含毕业论文、三维模型、仿真加工程序、答辩PPT

飞机操作系统壳体类零件实体加工与仿真[毕业论文+CNC程序+CAD图纸]

摘 要

CAD/CAM技术的迅猛发展以及软硬件水平的进一步完善，为制造业提供了强有力的技术支持，也为企业的产品设计、制造和生产水平的提升带来了质的飞跃，CAD/CAM技术已经成为现代企业信息化、集成化和网络化的必然选择。

而在现代工业生产中，大部分的产品都需要进行三维造型与实体加工仿真，本文以飞机操作系统壳体类零件为例，应用CATIA软件，结合专业课程理论，进行三维造型与实体加工仿真。首先对该壳体零件结构进行分析，构思实体造型思路，通过CATIA里面的建模模块，应用拉伸，旋转，布尔运算等特征功能对实体进行造型。通过对实体的造型，根据实体结构的分析确定了加工思路，通过CATIA的加工模块，应用设置刀具，选择毛坯，生成刀轨等特征功能对实体进行加工。对壳体零件的三维造型及实体加工仿真进行了深入的探究，对实体加工仿真同时也进行了详细的阐述，并且进行了VERICUT的验证仿真。

通过对飞机操作系统壳体零件的三维造型及实体加工仿真，可以缩短产品开发周期，降低生产成本，提高产品质量和生产效率，激发我国制造业发展的新思路，促进我国制造业的发展。

关键词: CATIA，三维造型，加工仿真，验证仿真

ABSTRACT

The rapid development of CAD/CAM technology and the software and hardware level of further improved, provided strong technical support for the manufacturing industry, also for the enterprise product design, manufacturing and production level of ascension brings a qualitative leap, CAD/CAM technology has become the inevitable choice of modern enterprise information, integration and networking.

In modern industrial production, most of the products need to be 3D modelling and simulation entity processing, based on the shield parts of flight controls as an example, the application of CATIA software, combining the theory of professional courses, 3D modelling and simulation entity processing. First carries on the analysis about the structure of the shield parts of flight controls, thinking entity modelling idea, through the modeling module in CATIA, application of stretching, rotating, characteristic functions such as Boolean operation on entity model. Through to the entity modelling, according to the analysis to determine the processing plan of entity structure, through CATIA processing module, application Settings tool, select blank, characteristic functions such as tool path is generated on the real process. For the shield parts of flight controls 3D model and entity processing simulation conducted in-depth exploration, to the real machining simulation is also carried on the detailed elaboration, and has carried on the simulation validation of VERICUT.

Through to the the shield parts of flight controls 3D modelling and simulation entity processing, can shorten the product development cycle, reduce production cost, improve product quality and production efficiency, and stimulate new train of thought on the development of manufacturing industry in our country, promote the development of manufacturing industry in our country.

KEY WORDS: CATIA, 3D modelling, machining simulation, validation of the simulation

目录

摘 要 I
ABSTRACT II
第一章 绪 论 1
1.1 课题研究的背景和意义 1
1.2 课题研究的主要内容 2
第二章 零件的结构与加工工艺分析 3
2.1几何建模方法综述 3
2.2 加工对象及工艺分析介绍 4
2.3 虚拟加工的流程 4
第三章 基于CATIA的零件三维实体造型 6
3.1 建模软件介绍 6
3.2 建立三维模型 6
第四章 实体加工仿真 16
4.1建立CATIA产品文件Product 1 16
4.2 Process 1零件操作定义 17
4.3 Process1加工操作 18
4.4建立CATIA产品文件Product 2 33
4.5 Proess2零件操作定义 34
4.6 Proess2零件加工操作 36
4.7 程序后置处理 39
第五章 VERICUT的验证仿真 42
5.1 VERICUT简介 42
5.2 CATIA 与VERICUT接口的实现 42
5.3 加工验证过程 43
第六章 总结 48
参考文献 49
致 谢 50
毕业设计小结 51

第一章 绪 论

1.1 课题研究的背景和意义

随着机械加工零件复杂程度、精度要求不断提高，加工材料种类不断变化，复合材料、合金材料应用越来越普遍，数控加工程序也越来越复杂，如何保证数控加工程序的正确性、实现数控程序优化，以及如何提高数控设备利用率、降低数控机床的安全隐患就成为制造业面临的现实问题。

然而无论是采用语言自动编程方法还是采用图形自动编程方法生成的数控加工程序，在加工过程中是否发生过切、少切，所选择的刀具、走刀路线、进退刀方式是否合理，零件与刀具、刀具与夹具、刀具与工作台是否干涉和碰撞等，编程人员往往事先很难预料，结果可能导致工件形状不符合要求，出现废品，有时还会损坏机床、刀具。

目前数控程序检验方法主要有：试切、刀具轨迹仿真、三维动态切削仿真和虚拟加工仿真等方法。 试切法是NC程序检验的有效方法。传统的试切是采用塑模、蜡模或木模在专用设备上进行的，通过塑模、蜡模或木模零件尺寸的正确性来判断数控加工程序是否正确。但试切过程不仅占用了加工设备的工作时间，需要操作人员在整个加工周期内进行监控，而且加工中的各种危险同样难以避免。 虚拟加工仿真，从软件上实现零件的试切过程，将数控程序的执行过程在计算机屏幕上显示出来，是数控加工程序检验的有效方法。在动态模拟时，刀具可以实时在屏幕上移动，刀具与工件接触之处，工件的形状就会按刀具移动的轨迹发生相应的变化。观察者可在屏幕上看到的是连续的、逼真的加工过程。利用这种视觉检验装置，就可以很容易发现刀具、工件、夹具之间的碰撞、干涉等潜在问题。此外和试切法相比虚拟数控加工方法既不消耗实体材料又不占用机床设备和场地，从而可以节约大量的资金和时间，使企业获得较好的效益。

本课题飞机操作系统壳体零件模型为研究对象，首先通过CATIA软件建立零件的实体模型，通过数控自动编程规划刀具路径，生成刀位文件。后经过后置处理生成适用于相应机床的G代码程序。然后通过虚拟数控加工仿真软件VERICUT构建虚拟数控加工环境，调入G代码程序，模拟实际加工环境和实际数控加工过程，快速检查各部件间的碰撞、干涉等情况，并在不改变刀具轨迹的基础上对切削参数进行合理优化，最终得到高效高质量的加工程序。

1.2 课题研究的主要内容

本课题的研究目的是在实际加工之前，通过虚拟加工仿真数控加工过程，得到优质高效的NC程序，从而缩短产品加工周期、降低产品成本。本课题以具有多孔、多曲面的薄壁壳体零件的加工为例，基于CATIA和VERICUT，研究通过建立集建模、加工、仿真与优化为一体的虚拟数控加工链，获得高效高质量的数控加工程序的过程。本文的主要研究内容如下：

1.总结虚拟制造技术中虚拟加工环节的主要技术，分析各主要基础技术的国内外新成果和发展趋势。分析虚拟加工的组成及流程。

2.根据虚拟数控加工技术中产品的一般建模方法，采用CATIA对多空、多曲面的薄壁进行建模。根据数控加工工艺定制原则结合模型本身的特点，制定合理的加工工艺路线，并进行简单地夹具设计。

3.研究基于CATIA的自动编程。按照自动编程前制定的工艺路线，选择合理的粗加工、精加工切削方法，生成各个工序的刀位文件。简述后置处理的算法原理及后置处理的前提条件，并构建符合要求的哈默C42U-MT五轴铣床的后置处理器。并通过新建的后置处理器岁刀位文件进行后置处理，得到适合机床的G代码文件。

4. 研究基于VERICUT数控加工过程的仿真与数控程序的验证。构建数控铣床的虚拟加工环境。调用G代码文件，模拟实际加工过程，检验数控程序的合理性。