面向數(shù)控加工的三角網(wǎng)格曲面刀具路徑設(shè)計方法研究.pdf

1、在航空航天、汽車、模具等行業(yè)的零件中，包含大量的自由曲面及復(fù)雜幾何形狀，這些零件的數(shù)控加工技術(shù)成為了這些工業(yè)產(chǎn)品制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。三角網(wǎng)格曲面以其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、拓?fù)溥m應(yīng)能力強(qiáng)等特點在CAD、CAM和CAE軟件中得到了廣泛應(yīng)用。研究三角網(wǎng)格曲面的刀具路徑規(guī)劃對實現(xiàn)散亂數(shù)據(jù)點曲面加工和從CAE到CAM的有效集成，縮短產(chǎn)品的制造周期具有重要的意義。
　　 本文的研究圍繞有限元三角網(wǎng)格曲面數(shù)控加工刀具路徑規(guī)劃展開，旨在提高三角網(wǎng)格曲面

2、數(shù)控加工的精度和效率。為了獲得零件表面殘留高度一致的刀具路徑，本文在精確計算三角網(wǎng)格曲面法矢量和曲率的基礎(chǔ)上，利用刀具切削運(yùn)動形成的包絡(luò)面建立了殘留高度的三維誤差模型，并生成了等殘留高度刀具路徑。論文主要完成了以下工作:
　　 (1)研究了三角網(wǎng)格模型上任意一點的快速定位和坐標(biāo)表示方法，基于這種定位方式，給出了三角網(wǎng)格模型表面任意位置的刀觸點的法矢量和網(wǎng)格曲面在刀觸點位置沿著任意方向的法曲率計算方法。
　　 (2)根據(jù)刀

3、位點信息求出了刀具切削運(yùn)動形成的包絡(luò)面，利用包絡(luò)面和刀具的切削原理建立了殘留高度的三維誤差模型，并得到了相鄰刀具路徑之間殘留高度的數(shù)值計算方法。在此基礎(chǔ)上提出了一種基于包絡(luò)面的等殘留刀具路徑算法。以球頭立銑刀加工為例，得到了應(yīng)用于三角網(wǎng)格模型的等殘留高度刀具路徑。
　　 (3)分析和比較了本文算法與一般的刀具路徑和平行截面法的刀具路徑在三角網(wǎng)格曲面加工中的加工精度和效率，結(jié)果表明本文的等殘留高度刀具路徑在加工精度和加工效率方面都