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深孔钻削和涡轮盘拉削是加工汽轮机典型零件时的核心工艺。用于深孔加工的BTA深孔钻和涡轮盘拉削的涡轮盘拉刀,由于刀具结构复杂、设计周期长、制造工艺不规范,因此,本文利用CAD技术对BTA深孔钻和涡轮盘拉刀进行参数化设计,旨在提高刀具设计效率,降低刀具生产成本。 首先,对BTA深孔钻和涡轮盘拉刀进行结构设计和尺寸分析,并采用NX软件建立了刀具的理论草图模型。由于深孔钻复杂的错齿结构,进行了刀齿分布和尺寸设计。通过分析数据库技术、参数化技术和特征造型技术等,得出刀具参数化系统的设计流程。 其次,在参数化设计系统中建立了BTA深孔钻用户菜单和UI对话框,通过分析各零部件参数化的基准得到特征参数和参数间的关联坐标,以此为基础实现了BTA深孔钻的参数化设计。运用有限元分析方法,建立了深孔钻模态分析与钻削过程模型,得到了深孔钻模型的共振频率,以及钻削过程中的切削力和扭矩等,为参数尺寸的选择提供了理论依据。 然后,在参数化设计系统中建立了涡轮盘拉刀用户菜单和UI对话框。通过分析拉刀参数化基准得到特征参数和参数间的关联坐标,以此为理论基础实现了涡轮盘拉刀的参数化设计。运用有限元分析方法,得到了不同刀具参数下的切削力的影响规律,为选择参数尺寸提供了理论依据。 最后,在参数化设计和仿真的基础上建立了BTA深孔钻和涡轮盘拉刀的加工体模型。通过深孔钻的刀体加工工艺和刀片加工方案的分析,研制出深孔钻样刀,并进行了钻削加工实验;通过分析拉刀的加工工艺,研制出拉刀样刀,并进行了拉削加工实验。 结果表明样刀的加工性能良好,同时证明了刀具参数化设计方法的有效性,利用特征参数建立刀具模型,明显提高设计速度和工作效率。