自由曲面展開算法及其數(shù)控加工研究.pdf

1、本文在廣泛閱讀和參考相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，提出了一種基于能量法的自由曲面展開算法。在曲面展開過程中，首先將三維曲面進(jìn)行三角網(wǎng)格劃分，然后將每個三角片分為約束展開與無約束展開映射到平面上，得到展開平面后，為了將平面優(yōu)化，得到精確的展開平面，引入了能量法，將網(wǎng)格三角形的邊理解為材料力學(xué)中的桿件，將展開的過程理解為能量的存儲，最后對展開過程中三角片所存儲的能量進(jìn)行釋放與調(diào)整，得到優(yōu)化的展開平面。由于所提出的算法不拘泥于問題的形式，具有一定的通用性

2、。得到展開平面后，結(jié)合自由曲面數(shù)控加工走刀方法，制定了自由曲面數(shù)控加工程序自動生成算法。在此基礎(chǔ)上開發(fā)的曲面展開軟件系統(tǒng)SurfS，可以完成自由曲面的展開，其數(shù)控加工模塊根據(jù)用戶輸入的信息能自動生成曲面數(shù)控加工程序，在一定程度上實現(xiàn)了自由曲面CAD/CAM一體化。 研究工作可以概括為以下幾個方面： (1)利用微分幾何學(xué)的理論對曲面展開變形進(jìn)行了分析，將能量法引入到曲面展開過程中，提出了一種基于能量法的自由曲面展開方法，具

3、有一定的通用性，且展開精度較高。 (2)結(jié)合曲面展開算法，將展開過程中所生成的三維網(wǎng)格點按坐標(biāo)大小排序作為曲面加工刀具軌跡，生成曲面數(shù)控加工代碼。 (3)根據(jù)算法編寫了相應(yīng)的自由曲面展開及數(shù)控加工代碼生成軟件，在一定程度上實現(xiàn)了自由曲面CAD/CAM一體化。 (4)進(jìn)行了實例計算，對提出的方法進(jìn)行分析和檢驗。 本文的創(chuàng)新點在于將能量法與基于映射法的Del aLmay三角網(wǎng)格劃分法相結(jié)合用于自由曲面的展開。