基于STL的螺旋錐齒輪切削運動可視化研究.pdf

1、螺旋錐齒輪是機械產(chǎn)品中的基礎(chǔ)件，應(yīng)用廣泛，但其復(fù)雜的齒面形狀給三維實體造型帶來了一定的困難。而實際生產(chǎn)中，為了加工出合格的齒面，需要進行大量的試切來調(diào)整設(shè)計加工參數(shù)。這一過程費工費時，也無法適應(yīng)目前市場對產(chǎn)品發(fā)展的要求。本文利用計算機仿真技術(shù)對基于STL的螺旋錐齒輪切削運動可視化進行了研究。 本文根據(jù)實際生產(chǎn)情況提出了盤銑刀和齒坯實體造型的簡化方法，通過三維造型軟件構(gòu)建了盤銑刀和齒坯的三維實體模型，并存儲為STL格式文件，為進一

2、步實現(xiàn)切削運動可視化做好準(zhǔn)備。 本文研究了STL格式文件的特點，實現(xiàn)了STL文件的讀取與顯示；提出了一種螺旋錐齒輪切削仿真過程實現(xiàn)方法，即：將STL格式的螺旋錐齒輪盤銑刀和毛坯離散，形成其表面點云格式，存儲到具有一定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的鏈表中，然后對點云進行布爾運算，將運算后的工件毛坯表面進行曲面重構(gòu)，從而實現(xiàn)切削仿真過程；研究了射線與空間三角面片的求交算法；提出了一種根據(jù)具有一定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的空間點云實現(xiàn)物體表面重構(gòu)的方法；研究并實現(xiàn)了加工

3、后的齒輪STL格式文件的存儲。 本文研究了傳統(tǒng)機械式銑齒機與CNC銑齒機的運動轉(zhuǎn)換原理，由此求出了螺旋錐齒輪CNC銑齒機各運動軸表達式系數(shù)，通過MATLAB、VC以及MATLAB與VC的混合編程工具MATCOM實現(xiàn)了這一過程，解決了整個過程中復(fù)雜數(shù)學(xué)模型處理計算的問題，在此基礎(chǔ)上，討論了刀具與工件毛坯的空間平移、旋轉(zhuǎn)等過程，求出了繞空間任意矢量旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)矩陣的表達式，實現(xiàn)了工件和刀具在加工過程中位姿的變化，從而實現(xiàn)了螺旋錐齒輪切