固定義齒數(shù)控加工基礎技術研究.pdf

1、隨著科學技術的進步，CAD/CAM技術不斷進步并在口腔修復領域中廣泛應用，使得修復體制作質量和效率大幅度提升。固定義齒數(shù)控加工技術是口腔修復CAD/CAM技術的關鍵組成部分，直接關系到修復體加工性能的優(yōu)劣。本文結合口腔修復臨床應用需求，以固定義齒數(shù)控加工技術為研究對象，從加工預處理技術和加工工藝規(guī)劃兩個角度出發(fā)，系統(tǒng)地研究了固定義齒數(shù)控加工過程中的相關基礎技術。本文的主要研究內容和創(chuàng)新成果如下:
　　(1)研究了網(wǎng)格模型截面輪廓數(shù)

2、據(jù)預處理技術:提出一種基于累積曲率的二維輪廓多邊形光順、簡化算法。在誤差帶控制范圍內，通過累積曲率代替離散曲率的方法，分別對數(shù)據(jù)點進行簡化，并采用差分差商自適應算法對輪廓數(shù)據(jù)進行光順，試驗結果表明，優(yōu)化后的輪廓數(shù)據(jù)點個數(shù)和等距產(chǎn)生的自交點數(shù)均減少，生成刀軌的效率提高。從多邊形幾何變換、位置優(yōu)化、排序方式等排樣關鍵技術出發(fā)，提出基于等弧長曲率匹配的多邊形旋轉和平移變換的算法和基于最小包圍率的遞歸排樣排序算法，實現(xiàn)了固定義齒在盤狀毛坯中的排

3、樣。
　　(2)研究了截面區(qū)域等距環(huán)生成及無跳刀連接技術:通過構造離散刀軌環(huán)凸、凹頂點的有效向量角分線，提出了基于向量角分線的離散刀軌環(huán)子域分割算法，基于子域生成無自交等距環(huán);通過構建單根結點刀軌環(huán)關系樹，提出并實現(xiàn)基于子域等距的刀軌環(huán)無跳刀過渡連接算法;通過實驗對比分析，在生成的子域基礎上，能夠正確快速地生成無自交等距線，有效提高了刀具路徑的規(guī)劃效率。
　　(3)研究了固定義齒加工輔助支撐結構優(yōu)化設計技術:基于力學特性和幾

4、何特征，通過分析加工過程中輔助支撐的受力，校核支撐的強度并確定輔助支撐幾何位置的添加規(guī)則;采用抽象模型的方式制定基于修復特征的輔助支撐數(shù)量添加規(guī)則，分析了輔助支撐在不同銑削力下的固有頻率，為模型導入CAM系統(tǒng)后輔助支撐的設計提供優(yōu)化及設計準則;提出基于布點射線的區(qū)域支撐設計技術，設計與原始模型一體的多輔助支撐模型，并通過實例驗證了設計規(guī)則的合理性及有效性。
　　(4)研究了基于固定義齒表面形態(tài)特征的刀軌生成技術:采用頸緣線自動提取

5、技術實現(xiàn)頸緣區(qū)域及廣義內外表面劃分，分析對比單元優(yōu)先與高度優(yōu)先的多區(qū)域加工優(yōu)化技術，提出基于螺旋層降外形等高法的頸緣區(qū)域加工刀軌生成技術;根據(jù)固定義齒表面典型特征區(qū)域分布規(guī)律，基于區(qū)域生長原理識別并提取典型特征區(qū)域及角度分區(qū)線，提出基于導動線截面線法的典型特征區(qū)域刀軌生成技術，并在此基礎上研究了角度分區(qū)混合加工刀軌生成技術。加工試驗結果表明，基于固定義齒特征加工的策略能有效提高加工成功率，增加修復體與預備體佩戴后的密合性。
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