三角形網格曲面模型數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)應用廣泛，使得自由曲線曲面數控加工技術成為這些工業(yè)產品制造的關鍵技術之一。三角形網格曲面模型具有數據結構簡單、造型快速靈活、拓撲適應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測量數據進行數據交換。因此研究基于三角形網格曲面模型的數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格劃分的方法，研究其網格模型與原始設計模型的逼近精度問題。

2、實現(xiàn)了三角形網格曲面模型在MATLAB科學計算平臺讀入與輸出常用的三角形網格STL格式文件的算法，對離散三角形網格曲面模型進行了拓撲關系重構，建立了便于研究應用的新型數據結構。
　　 論文研究了使用球頭立銑刀的刀軸投影法對三角形網格曲面進行數控加工的原理，簡化了其中網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)域進行局部自適應調整加工行距的方法，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格頂點法矢量計算方法在三角形網格曲面實際應用中的計算精度。提出了一種用于計算網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)的加權補償矢量及漸變影響函數，通過非線性插值三角形頂點處的法矢量得到位于網格內部的刀觸點上的法矢量，使之更加接近理論光滑參數曲面相應位置的法矢量。實例計算和誤差分析結果表明該方法能夠有效地提高網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刀位點的位置精