基于三角網(wǎng)格曲面的數(shù)控高速加工刀具軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、自由曲面零件以其優(yōu)良的動力學(xué)和熱力學(xué)特性,廣泛應(yīng)用于航空航天、造船、汽車、模具制造等領(lǐng)域。對三角網(wǎng)格模型的三軸數(shù)控加工已經(jīng)研究比較深入，然而對五軸數(shù)控加工的研究相對較少。數(shù)控加工技術(shù)作為三角網(wǎng)格曲面設(shè)計和多軸聯(lián)動加工的橋梁，越來越凸顯出其重要性，特別是對刀具路徑軌跡規(guī)劃技術(shù)研究已成為該領(lǐng)域內(nèi)的一個研究熱點和難點。
　　在面向復(fù)雜三角網(wǎng)格曲面的數(shù)控加工過程中，進行刀具軌跡的連續(xù)性規(guī)劃對自由曲面的加工效率和加工質(zhì)量具有重要意義。本文系

2、統(tǒng)的綜述了國內(nèi)外對三角網(wǎng)格曲面刀具軌跡規(guī)劃的研究進展，對三角網(wǎng)格曲面五軸數(shù)控加工的相關(guān)核心技術(shù)進行了研究，提出了利用黃金分割法的變步長等弦高誤差算法和基于三角網(wǎng)格曲面映射的數(shù)控高速加工刀軌規(guī)劃算法。仿真實驗表明，相對于截面法和環(huán)切法在加工表面質(zhì)量、軌跡長度和相鄰軌跡的相對誤差等方面有明顯的優(yōu)勢。
　　本文的主要研究工作如下：
　　1、三角網(wǎng)格曲面的特性分析。主要利用三角網(wǎng)格單元自適應(yīng)拓補能力強的特點，對刀觸點在三角網(wǎng)格單元的

3、不同位置的幾何特性進行分析，主要包括刀觸點在三角網(wǎng)格單元上的位置確定方法，刀觸點在三角網(wǎng)格單元上的法矢、曲率求解等。這項研究工作為后續(xù)刀具軌跡規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。
　　2、提出了一種基于黃金分割法的等弦高誤差變步長算法，相比于傳統(tǒng)的等弦長步長計算方法，本算法的最大特點是運用黃金分割法求取最大弦高誤差和步長，同時通過給出利用曲率半徑符號來判別的弦高誤差的校核方法，避免利用弦高誤差中點校核法帶來的判斷誤差。
　　3、提出了一種基于三