增压器叶轮的造型及五坐标数控加工方法

针对叶轮零件五坐标数控加工的技术难点，采用非均匀有理Ｂ样条方法（ＮＵＲＢＳ）进行叶片及叶轮造型，曲线及曲面求交，加工刀具轨迹求解，并开发了后置处理、加工仿真等模块，以ＤＮＣ方式控制数控机床进行加工，建立了一个集成系统。     

NURBS插值曲面构造方法

探讨了NURBS插值曲面的构造方法,导出了两种插值曲面算法;第一种算法是将传统的B-Spline插值方法推广到四维空间而得到的算法;第二种算法是通过重新处理节点向量值得到的一种不使用边界条件、稳定性好、计算量小、对任意阶曲面都有效的方法.两种算法均能满足曲面性态要求,还给出了两种算法的运算结果,并对两种插值算法进行了比较.     

复杂曲面的数控加工与仿真技术

数控加工是通过计算机控制刀具做精确的切削加工运动，与传统的机加工工艺有较大的区别。曲面数控加工刀具轨迹的生成，组合曲面的粗、精加工，刀具轨迹优化、干涉处理、切削过程动态仿真一直是在CAD／CAM系统中实现数控编程的关键技术。本文主要介绍数控加工的一般工艺技术和关键工艺要点。主要包括：进刀与退刀工艺规划、粗加工工艺、残留区域加工工艺、精加工工艺和动态仿真。     

自由曲面五轴平底刀加工路径的NURBS化

在对等残留高度的路径规划方法进行改进的基础上，以较高的精度求得了刀具路径上的离散切削点；并基于NURBS样条插补理论，实现了在五轴机床上使用端铣刀加工自由曲面时加工路径的NURBS化，解决了曲面加工中，以真线插补计算的切削点点列作为加工机床的输入时，加工文件容量过大且加工路径不连续的问题。实例表明了在精度相同的情况下，该方法相对于直线插补理论，在减少加工数据量方面及保证刀具沿加工路径运动时速度连续方面具有明显的优越性。     

一种复杂曲面模具的数控加工

本文主要讲述了拖把柄模具的数控加工过程:按照数控加工工艺原则,利用MasterCAM进行编程,最终完成型芯和型腔的加工.     

复杂曲面的区域分类与数控加工

据微分几何理论中曲面上点的分类法将被加工曲面分成椭圆、双曲和抛物 3类区域 ,并根据各类区域的法曲率的特征给出了球面铣刀、端面铣刀等刀具的参数选择以及用各种刀具切削不同区域的曲面时相应的步长和行距的定量分析相关的数学模型 ,最后用实例验证了本文所供方法和模型的可行性与可靠性。     

基于NURBS模型自由加工轨迹生成方法

在数控加工中,采用何种数学模型对于模拟复杂零件的加工表面、生成刀具轨迹是很有影响的。选择有效的数学模型－NURBS,可以提高数控加工质量,通过上机测试获得理想的结果。     

复杂曲面工件的数控加工──CA141汽车6102型发动机活塞裙部曲面加工的研究

本文针对CA141汽车6102型发动机活塞裙部曲面的数控加工问题对复杂曲面零件的数控加工问题进行了理论研究和试验研究．使用“三次样条插值法”、“牛顿分段插值法”、“拉哥朗日分段插值法”等数学方法建立了零件加工面的数学模型以及刀具刀尖加工轨迹的数学模型,并进行了误差分析及比较．在理论建模的基础上进行数控切削试验,从而得出一些复杂曲面工件数控加工的结论．     

基于UG的曲面数控加工研究

航空发动机是飞机的＂心脏＂,是飞机基本性能的决定因素之一。叶片的型面由复杂的三维弯扭曲面组成,传统的制造方法无法满足叶片的精度要求。这些问题理重制约了高性能航空发动机的发展。本文基于UG软件的相关控件,对航空发动机叶片的复杂曲面的数控加工进行了研究。     

NURBS直接插补技术中快速求值求导算法

为了提高NURBS直接插补算法的实时性,研究了NURBS曲线和曲面的快速求值与求导计算算法.根据de Boor-Cox的非均匀B样条求导的递推公式,提出了一种快速递推算法.该算法基于NURBS曲线、曲面的矩阵表示形式,推导了非均匀B样条基函数的系数矩阵快速计算方法.与传统de Boor-Cox等算法相比,该算法推导简单,计算快速,有利于提高计算速度,缩短插补周期,提高插补的实时性.另外,该算法还可用于计算非均匀B样条曲线、曲面,并且可用于计算机辅助几何设计的相关研究.     

一种实时前瞻的自适应NURBS插补算法

在考虑速度稳定性和加工误差精度的基础上,设计了一个非均匀有理B样条曲线(Non-Uniform Rational B-Spline,NURBS)的实时自适应插补系统.开发的插补系统能够在大部分的插补过程中保持进给速度稳定,并且根据曲线的形状,自适应地调整进给速度,通过一个实时的前瞻加减速处理模块,在速度变化敏感区对加减速进行处理,同时满足了机床加减速能力的要求.通过NURBS曲线插补仿真计算的例子,显示了开发的实时自适应插补系统能够满足高速高精度插补的要求,验证了所设计的实时前瞻自适应NURBS插补算法的可行性.     

一种新型的参数插补NURBS建模及控制研究

探讨和研究了参数插补NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)的建模方法及有关计算分析,并采用了改进的试探修正法来求解其参数曲线方程,使其求解速度更快,满足实时性控制的要求。同时以五坐标联动双转台机床的坐标轴联动为研究对象,分析各坐标间的相互联系,推导出五轴参数曲线插补公式,并比较了加减速的控制方法。最后对CNC硬件实现平台作了分析和讨论,提出了可行的解决方案。     

非均匀有理B样条自由曲面的光顺检测

提出了一种针对非均匀有理Ｂ样条（ＮＵＲＢＳ）自由曲面的高斯曲率等值线的光顺检测方法,重点解决绘制高斯曲率等值线出现的极值点的重复搜索问题,并将改进的Ｂｕｌｉｒｓｃｈ－Ｓｔｏｅｒ等值线搜索法用于极值搜索中,提高了搜索效率。     

组合曲面的NURBS插补技术的研究

在分析组合曲面构成原理的基础上,将组合曲面分解为若干组合曲线,以非均匀有理B样条为工具,利用NURBS强大的造型功能表示分解得到的组合曲线,然后对组合曲线进行插补加工。通过对所有分解的曲线的加工达到加工曲面的目的,最后引入误差的控制。通过限定误差的大小来自动调节插补步长的大小,从而调节插补的速度,以达到高速高精度组合曲面加工的目的。     

基于特征的NURBS滑行艇体曲面构造

 基于非均匀有理B 样条（NURBS）曲线组合算法,将自由曲线与解析曲线进行组合,构造了刚性充气式滑行艇的横剖面曲线,对复杂横剖面特征对应节点进行了特征提取及优化,采用改进蒙皮法生成光顺曲面,准确地构造了这种具有折角线和舷侧气囊的滑行艇型,为构造曲面复杂的船型提供了一种良好的解决方案和思路。通过对充气式刚性滑行艇曲面特征进行准确构造,可为船体曲面面元的自动划分、船舶CAD/CAM 表面板格划分、静力学计算和CFD 结构化计算网格生成等提供技术支撑。     

基于约束条件的三次NURBS曲线插值研究

综合目前NURBS曲线插值方法,提出了一种新的三次NURBS曲线插值方法.该方法给出了求在型值点处曲率和切线方向约束条件下的三次NURBS曲线插值的方法,为以后通过NURBS曲线生成NURBS曲面奠定基础,并为工程设计人员进行NURBS曲线插值提供理论依据.     

双三次NURBS曲面生成与分解

推导出了一套便于微机实现的双三次ＮＵＲＢＳ（非均匀有理Ｂ样条）曲面的生成算法，在此基础上，提出了由一张ＮＵＲＢＳ曲面分解成多张ＮＵＲＢＳ子曲面的方法，并使得对整张曲面的造型修改可通过对各子曲面的造型修改来实现．解决了因内存资源有限而难以在微机上进行大曲面或复杂曲面（多控制顶点）的动态造型设计这一难题．     

三坐标数控加工的非均匀有理B样条适应性速度进给

针对当前普遍采用的恒定进给速度的非均匀有理B样条(NURBS)插补方法存在的矢高误差和进给率波动过大的问题,提出了两种NURBS插补方法控制矢高误差的方法和恒定材料去除率的方法.第1种方法能够把矢高误差控制在较低的范围内,提高了加工精度;第2种方法把矢高误差限定在了更低的范围内,并且实现了材料去除率的恒定,从而提高了加工质量,延长了刀具的使用寿命.     

计算机辅助NURBS曲面建模技术的研究与实现

对NURBS曲面建模技术进行了研究.通过分析NURBS曲线的几何基础知识,编写算法,完成从NURBS曲线型值点到控制顶点的反求;根据反求出的控制顶点,分别在Windows XP与Windows CE系统中运用编程语言VC 6.0与Visual statio 2005,结合图形接口函数库OpenGL和OpenGL ES,建立NURBS曲面模型,给出建模方法,为其他空间复杂模型建模提供参考.