三角形網(wǎng)格曲面模型數(shù)控加工刀位點計算方法研究.pdf

1、自由曲面在航空航天、汽車、造船、家電及模具等制造行業(yè)應(yīng)用廣泛，使得自由曲線曲面數(shù)控加工技術(shù)成為這些工業(yè)產(chǎn)品制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。三角形網(wǎng)格曲面模型具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、造型快速靈活、拓?fù)溥m應(yīng)能力強和計算效率高等特點，并且可以與有限元分析模型及逆向工程中的坐標(biāo)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。因此研究基于三角形網(wǎng)格曲面模型的數(shù)控加工有重要的實用意義。
　　 論文分析了金屬板料沖壓成形有限元網(wǎng)格劃分的方法，研究其網(wǎng)格模型與原始設(shè)計模型的逼近精度問題。

2、實現(xiàn)了三角形網(wǎng)格曲面模型在MATLAB科學(xué)計算平臺讀入與輸出常用的三角形網(wǎng)格STL格式文件的算法，對離散三角形網(wǎng)格曲面模型進(jìn)行了拓?fù)潢P(guān)系重構(gòu)，建立了便于研究應(yīng)用的新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
　　 論文研究了使用球頭立銑刀的刀軸投影法對三角形網(wǎng)格曲面進(jìn)行數(shù)控加工的原理，簡化了其中網(wǎng)格邊線上刀觸點計算的方法，有利于提高刀位點的計算效率。并研究被加工曲面的陡峭區(qū)域進(jìn)行局部自適應(yīng)調(diào)整加工行距的方法，有利于減少陡峭區(qū)域的加工殘留高度。
　　

3、論文測試對比了不同網(wǎng)格頂點法矢量計算方法在三角形網(wǎng)格曲面實際應(yīng)用中的計算精度。提出了一種用于計算網(wǎng)格曲面上刀觸點法矢量的新方法。該方法引入了能夠反映理論光滑曲面表面法矢量變化形態(tài)的加權(quán)補償矢量及漸變影響函數(shù)，通過非線性插值三角形頂點處的法矢量得到位于網(wǎng)格內(nèi)部的刀觸點上的法矢量，使之更加接近理論光滑參數(shù)曲面相應(yīng)位置的法矢量。實例計算和誤差分析結(jié)果表明該方法能夠有效地提高網(wǎng)格曲面上刀觸點處法矢量的計算精度，對提高刀具軌跡上相應(yīng)刀位點的位置精