三角Bézier曲面粗加工刀轨生成算法

为了解决三角Bézier曲面粗加工刀轨生成效率低以及存在的刀轨干涉等问题,提出了一种基于三角Bézier曲面粗加工刀轨生成算法.该算法采用R*S树建立三角Bézier曲面模型的动态索引,可快速获取瞬时加工区域三角Bézier曲面片,进而迭代计算无干涉刀位点.建立了三角Bézier曲面的z向包络线,根据z向包络线与切削平...     

基于三角网格曲面的环切粗加工刀轨生成算法

提出一种基于三角网格曲面的环切粗加工刀轨生成算法,该算法采用R*-tree建立三角网格曲面的动态空间索引结构,基于该结构快速建立三角网格模型的Z向包络面,采用R*-tree建立Z向包络面的索引结构,对切削平面与Z向包络面求交获取截面轮廓环,判断截面轮廓环的环向,并依据轮廓环间的拓扑关系确定切削区域,通过对轮廓环进行等距偏置获取环切粗加工刀轨.实例证明:该算法对各类复杂三角网格曲面均可准确生成无干涉环切粗加工刀轨,并可实现模型的区域性加工.     

雕塑曲面数控粗加工刀位规划

提出了一种新的直接从测量数据中生成粗加工刀位轨迹的方法，被加工曲面用多面体模型来描述，采用分层切削方法进行加工．在各切削层分别用一个参考平面与毛坯和曲面模型求交，根据各相交环之间的位置关系，求出有效加工区域，利用数控编程自动生成粗加工刀具轨迹，并进行干涉检查和修正．计算实例表明，该算法稳定、效率高，尤其适用于加工带多重岛屿的复杂曲面．     

复杂曲面毛坯荒加工算法的研究与实现

提出了一种新的毛坯荒加工算法，解决了在粗加工时大型复杂曲面毛坯变形严重、余量分布不均匀等问题．此算法根据测量的离散数据点进行自由曲面造型，通过曲面求交获得荒加工区域，剔除原有无用的走刀路径，并据此排列出优化的刀位轨迹．在算法中，将复杂的空间曲面求交问题简化为较为简单的代数曲面等高线求解问题，并采用四边形替代包容“荒岛”的最小凸包，不仅简化了刀具的轨迹排列，而且其计算结果也表明了此算法的简洁、高效．     

自由曲面三元叶轮5轴数控粗加工刀位生成算法

针对自由曲面三元叶轮的特点，将鼓锥形刀具引入到三元叶轮粗加工中，提出了基于动态模型的刀位生成算法．该算法引入时间因素，即时计算各时间节点叶轮特征曲面，建立了动态模型模拟加工过程，能真实地反映刀具与叶轮的空间关系，降低了加工病害发生的可能性；采用等距离偏置法生成走刀轨迹，进而计算粗加工刀位信息，并通过干涉检验进行刀位修正．由于鼓锥形刀具与被加工曲面具有良好的曲率匹配性，从而增大了加工带宽，可实现宽行线接触加工．与此同时，通过对进刀深度、偏置距离的合理优化，避免走刀冗余，减少了刀迹总长度，从而提高了加工效率．实例证明由此生成的粗加工刀位具有高效、可靠的特点，效率比同直径球头刀具等距离偏置法提高约27．5％．     

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。     

五坐标加工整体叶轮粗加工刀位规划

针对具有等长叶片和长短交错叶片的叶轮,通过对其气流通道的几何分析,确定了叶轮的粗加工边界和最大刀具直径.采用均匀分层法对叶轮进行粗加工刀具路径规划,针对某一层给出了之字形走刀和三角形走刀的刀具路径规划算法.计算表明,与常规的单向等参数线法相比,之字形走刀法具有计算简单、抬刀次数少的优点,三角形走刀法不但抬刀次数少,而且切削路径长度明显减小,这些将有利于叶轮粗加工效率的提高.对于某一种走刀方式,通过连接切削层上的刀位点和盖盘曲面上的对应点,确定了五轴侧铣叶轮的刀具轴线方向,避免了刀具与叶片曲面和轮毂面的干涉.最后通过实例验证了算法的可行性.     

一种基于切削力模型的模具型腔粗加工进给率优化策略

复杂曲面加工广泛应用于模具行业．由于加工参数缺乏科学的选择工具,数控加工的进给率常根据加工经验设定．通常必须创建切削体积模型或矢量力模型来优化刀具路径各段的进给率．鉴于模具型腔粗加工常采用2．5维加工,提出一种通过正交切削试验楚立切削力曲面模型用于模具型腔粗加工进给率优选的新策略．基于切削力曲面模型,采用多项式拟合的方法构楚刀具在许可切削力下的侧向切深和进给率的方程,根据楚立的方程计算每个刀位点处的进给率并反写到初始的G代码文件中．通过典型模具型腔的粗加工试验验证,证明该进给率优化策略不仅可以缩短加工时同,而且可以使加工载荷均匀．该策略对切削力载荷要求尽量均匀的模具型腔高速加工更有意义．     

基于MasterCAM X的数码相机面壳凹模数控加工

本文以某一数码相机面壳凹模为加工对象,分析其结构特点及数控加工工艺要求,在此基础上制定了从粗加工到最后的较陡峭曲面的余留残料加工的整个加工工艺过程,加工实际说明,这一加工过程能够满足数码相机面壳凹模的各项质量要求。突出了MasterCAM软件数控编程的方法,为数控编程加工提供参考,对提高编程效率和实际应用水平有较大的帮助。     

基于指状刀具螺旋锥齿轮的数字化精加工刀具路径规划

选择利用自由曲面的数字化加工方法对螺旋锥齿轮齿面进行数字化精加工路径规划,选用指状铣刀,采用粗加工、半精加工而后精加工的加工策略,以刀具接触点(CC)路径截面法为基础,通过具体分析计算得出合理加工路径,确定出刀具相对工件的位置和姿态.解决了指状刀具和刀轴的干扰问题,并通过计算机仿真和实际操作加工证明此方法的可行性,对改进螺旋锥齿轮的加工制造有一定现实意义.     

高精度板块零件加工

本文讲述了高精度板块零件加工的过程加工难点、和加工过程中粗加工方法和刀具及粗加工后的精加工的方法和刀具。     

管状曲面的研究

通过对管状曲面的可展性、极小性等方面的研究，给出了管状曲面几何特性判定的若干结论，同时讨论了管状曲面与以它的轴拉长曲线为轴的管状曲面之间的关系，以及管状曲面是Ｅ３ 等参超曲面的充要条件．     

基于AutoCAD自由曲面的开发与应用

基于Auto CAD2007开发平台,利用C++语言与Object ARX技术对自由曲面进行了二次开发,实现了对自由曲面边界线的提取、曲线按弦长等分、由曲面生成曲线、曲线投影至曲面和三维点阵生成自由曲面等功能。结合应用可以发现:通过将曲面分解成一系列等分曲线,再按等弦长划分曲线,可形成较均匀的网格;以风洞试验测点的数据为基础形成三维点阵,生成风压拟合曲面,可以得到结构所有节点的基本风压值。通过实际应用证明对自由曲面的开发具有重要意义。     

基于点云数据的不同曲面特征逆向建模方法研究

针对曲面重构过程中存在曲面建模难度大、曲面质量差、建模效率低等问题,以点云数据为研究对象,首先研究了点云数据的精简、曲线拟合、曲面拟合等算法和原理。其次,基于Geomagic Design X开发应用平台,针对不同曲面特征的三角面片,提出适合于条状类、回转类、平缓曲面类等不同曲面特征的快速逆向建模方法。从而提高了曲面建模质量、效率和精度,为产品开发设计提供较好的逆向建模思路。     

硬脆材料超声辅助复合加工机床及其工艺研究

针对硬脆材料硬度高、脆性大、可加工性能差,采用普通加工方法难以进行复杂曲面加工的问题,提出了一种新型的复合加工机床结构,具有五轴铣削、超声辅助磨削和电火花加工等复合加工能力.提出了非接触式旋转超声辅助磨削加工方式并对原型装置进行开发,利用电磁转换式供电方法,实现超声电源和振动系统间的非接触供电,并对相关参数进行了设计.开发了基于复合加工的开放式数控系统,实现了放电粗加工、旋转超声辅助磨削加工和脉冲放电加工方法的集中控制、协调和融合.最后通过实验验证了机床的复合加工能力,证明了硬脆材料复杂形面的超声辅助加工能力.     

参数曲面保形造型系统--Bézier曲面绘图及处理子系统设计

一个Bézier曲面绘图及处理子系统被设计,该系统有Bézier曲面生成算法、Bézier曲面的凸性算法、Bézier曲面旋转以及修改Bézier曲面控制点等功能.该系统可以应用于工业产品的保形造型与设计等.     

贝塞尔曲面在绘制犁体曲面图形中的应用

本文利用贝塞尔曲面描述了犁体曲面并编制了绘制曲面图形程序。设计者给出一组4×4方阵,即可输出犁体曲面的轴测图、向视图及犁体曲面的特性曲线等,为犁体曲面图形绘制提供了一种简便,直观的方法。     

基于能量法的C2连续过渡曲面造型方法研究

在研究过渡曲面构造方法基础上,提出了一种基于能量法的C^2连续过渡曲面的造型方法,重点讨论了变形过渡曲面能量优化模型的建立、过渡曲面的边界约束及过渡曲面与原曲面间C^2连续约束的处理等问题．     

基于VERICUT的离心式叶轮五轴粗加工刀路优化及仿真

为提高离心式叶轮叶片的加工质量和效率,在粗加工阶段,通过考虑叶轮粗加工路径规划策略、刀具轴向规划方式以及碰撞检测与修正方法,提出离心式叶轮五轴粗加工优化。最后以具体叶轮为例,采用UG NX4.0进行建模与数控编程,经过Vericut分析并进行刀轨优化及仿真,通过加工路径的比较,对加工效率进行量化分析,结果证实了数控加工程序在后能大大地提高效率,并且能有效地指导编程员采用最合理的加工参数,服务于实际生产。     

基于广义能量法的曲面光顺

提出了同时考虑曲面几何及物理等多项光顺准则的基于广义能量法的曲面整体光顺思路，建立了包含曲面截线族粗光顺、曲面粗光顺两个步骤的曲面光顺方法，论述了曲面精光顺中广义能量表达式和约束条件的建立，实践证明，这种方法对于提高曲面的整体光顺性能具有良好的效果。