基于投影網(wǎng)格的幾何切削仿真模型研究.pdf

1、切削加工仿真可以有效地降低制造成本和縮短產(chǎn)品制造過程，而幾何仿真則是切削加工仿真的基礎(chǔ)，其中最為關(guān)鍵的問題是幾何仿真算法效率和精度。 本文針對幾何仿真中切削曲面的描述、刀具掃描曲面的描述以及它們之間的求交運算等問題，研究出了基于投影網(wǎng)格，結(jié)合結(jié)點轉(zhuǎn)角參數(shù)描述的高度場函數(shù)，采用分區(qū)函數(shù)描述刀具掃描曲面的切削方法模型，并開發(fā)了模擬曲面切削加工過程的仿真實例和實現(xiàn)軟件。本文的主要工作體現(xiàn)在以下幾方面： 1)通過借鑒有限元法中薄

2、板單元的形函數(shù)，提出了一種基于離散網(wǎng)格下的高度場函數(shù)，即投影平面內(nèi)建立矩形或三角形投影網(wǎng)格，再借助單元結(jié)點的高度值和轉(zhuǎn)角參數(shù)，建立離散單元下的高度場函數(shù)，來描述切削曲面。論文中實現(xiàn)了矩形網(wǎng)格和三角形網(wǎng)格下的高度場函數(shù)對加工曲面的描述，研究并給出了描述精度和函數(shù)的性質(zhì)。 2)提出了刀具掃描曲面的分區(qū)解析方法；給出并實現(xiàn)了求交運算中的區(qū)域快速掃描的方法；給出并實現(xiàn)了切削仿真的求交運算；實現(xiàn)了被加工曲面的更新顯示。 3)通過典

3、型實例，研究了基于離散網(wǎng)格單元高度場函數(shù)的切削仿真模型的誤差并通過實例分析了網(wǎng)格密度、曲面顯示時的網(wǎng)格細(xì)畫密度等對仿真精度的影響，最后與Z-Map幾何仿真模型進行了誤差精度比較。 4)采用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法，以Visual C++6.0為開發(fā)環(huán)境，設(shè)計了一種基于OpenGL編程的仿真軟件，并實現(xiàn)了典型實例的動態(tài)材料切削仿真實例。 本文給出的切削加工幾何仿真模型，通過仿真實例證明了該方法精度高，并且切削曲面與刀具掃描體的