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研究生:尤曉暉
研究生(外文):Hsiao-Hui Yiu
論文名稱:離心式葉片精密加工規劃
論文名稱(外文):Centrifugal Blade Precision Machining Planning
指導教授:戴國政戴國政引用關係
指導教授(外文):Kuo-Cheng Tai
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:材料與製造工程所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:132
中文關鍵詞:UG-NX碰撞檢查離心式葉片Vericut刀具軸向加工製造
外文關鍵詞:Processing and manufacturingCollides to checkVericutcutter axialUG-NXCentrifugal blade
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離心式葉片為汽車工業、航太工業的關鍵性零組件,其設計與製造能力代表整體的加工業技術水準,先進國家在此一領域上均投入大量心力及研究。
離心式葉片的開發屬於高技術的產業,其產品設計牽涉流體力學的分析,而葉片製造則由專業的加工廠製造,同時需要精密的圖形幾何與多軸切削技術。由於幾何形狀過於複雜,多軸切削是比較適合的葉片製造方式,其中最困難的工作為刀具的路徑規劃。雖然已有文獻探討離心式葉片之相關製程以及各項議題,但是對於離心式葉片之精密加工規劃尚無人討論,所以本研究希望,以UG-NX軟體為基礎,Visual Basic 6.0及C++程式語言為核心,開發出一套五軸加工設計模組,來減少尋找初始軸向的時間,並提供使用者較好的便利性。
本研究將針對含離心式葉片之精密加工規劃,主要在於「離心式葉片加工路徑的規劃方式」、「刀具軸向的規劃方式」以及「碰撞檢查法則與修正法則」,最後利用Vericut 6.12作切削模擬驗證結果,同時利用五軸工具機實際切削來驗證結果。本研究提供一套有效的離心式葉片精密加工規劃,希望可以提高加工效率以及切削精度。
Centrifugal blade is key spare part of car and Aviation Industry,Its design and manufacturing capacity represent the whole industrial engineering level,The advanced country invests a large amount of research and mental and physical efforts in this field。
Centrifugal blade is advanced technology of Develop the industry,Its product design involves hydromechanical analysis,The blade to manufacture by the specialized processing factory,Need accurate three-dimensional geometry and cutting technology at the same time。Because the geometirc form is complicated,Blade manufacture that it is relatively suitable for that five axles cutting,Difficult work plan for cutter route of sport most among them。Have literature probe into centrifugal blade relevant to make Cheng and every topic already,but still nobody discusses that the precision to the centrifugal blade is processed and planned。
This research will be processed and planned to including the precision of the centrifugal blade,Lie in '' centrifugal blade planning way to process route '','' cutter planning way of tool axial '' and '' collide and check the rule and revision rule '',Utilize Vericut 6.12 to cut simulation to verify the result finally,Utilize five axle tool machines to cut actually to verify the result。This research offers a set of effective centrifugal blades to process planning accurately,Hope to improve the efficiency of processing and cut the precision。
誌謝 i
摘要 ii
Abstract iii
第一章 緒論 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2文獻回顧 2
1-3研究方法 4
1-4本文架構 5
第二章 離心式葉片簡介 6
2-1 離心式葉片簡介 6
2-2 輪轂面 8
2-2-1 直紋曲面的幾何特性 10
2-3 葉片曲面 11
2-3-1 葉片參數曲面 11
2-3-2 葉片邊緣與輪轂葉片間接合曲面的建構 16
第三章 離心式葉片精密加工方法研究 18
3-1 離心式葉片五軸粗加工應考量的問題 18
3-1-1 效率及精度 18
3-1-2 路徑的規劃方式 19
3-1-3 刀具碰撞的問題 20
3-2 離心式葉片切削層路徑規劃 21
3-2-1 輪轂面路徑規劃的方式 21
3-2-2 路徑補正 29
3-2-3 路徑交錯判斷處理 31
3-2-3 路徑接續 34
3-2-4 切削深度控制 36
3-3 葉片壓力面及吸入面精加工規劃 40
3-3-1 葉片曲面精切削路徑規劃 40
3-3-2等參數法之曲線繪製於葉片曲面上 41
3-3-3 驅動幾何面(Drive Method)的建構 42
3-4 刀具碰撞檢查與刀具軸向修正法則 47
3-4-1 刀具軸向決定的方式 48
3-4-2 合理的初始刀具軸向 49
3-5 碰撞檢查法則與修正法則 54
3-5-1 碰撞檢查法則 54
3-6 小結 57
第四章加工模組設計 58
4-1模組整體架構 58
4-2系統規劃 60
4-2-1粗加工系統規劃 61
4-2-2離心式葉片之加工系統規劃 62
4-2-3輪榖面之加工系統規劃 64
4-3刀具資料輸出 66
4-4小結 67
第五章加工模擬與誤差分析 68
5-1 加工模擬 68
5-1-1 離心式葉片製程規劃 69
5-1-2離心式粗加工路徑與模擬 71
5-1-3 葉片部分加工路徑與模擬 73
5-1-4 輪轂面加工路徑與模擬 75
5-2 誤差分析 78
5-2-1 建立原始模型 79
5-2-2 加工實體資料的取得 79
5-2-3 誤差比對 80
5-2-4 誤差討論 91
5-3 傳統加工方式與模組化程式之比較 92
5-3-1傳統加工方式與模組化程式之討論 94
5-4 小結 94
第六章 實際加工 95
6-1 切削範例模型 95
6-2 加工機台 96
6-3 加工參數 98
6-4 實驗規劃 98
6-5 整體粗加工之切削參數 99
6-6 葉片壓力面及吸入面之切削參數 100
6-7 輪轂面之切削參數 101
6-8 實驗結果 102
第七章結論與未來展望 106
7-1 結論 106
7-2未來展望 106
參考文獻 108
附錄一 粗銑加工程式編碼 111
附錄二 離心式葉片加工程式編碼 118
附錄三 輪榖面加工程式編碼 125
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