基于STL的螺旋錐齒輪切削運(yùn)動(dòng)可視化研究.pdf

1、螺旋錐齒輪是機(jī)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(shí)體造型帶來(lái)了一定的困難。而實(shí)際生產(chǎn)中，為了加工出合格的齒面，需要進(jìn)行大量的試切來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì)加工參數(shù)。這一過(guò)程費(fèi)工費(fèi)時(shí)，也無(wú)法適應(yīng)目前市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品發(fā)展的要求。本文利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)基于STL的螺旋錐齒輪切削運(yùn)動(dòng)可視化進(jìn)行了研究。 本文根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況提出了盤(pán)銑刀和齒坯實(shí)體造型的簡(jiǎn)化方法，通過(guò)三維造型軟件構(gòu)建了盤(pán)銑刀和齒坯的三維實(shí)體模型，并存儲(chǔ)為STL格式文件，為進(jìn)一

2、步實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)可視化做好準(zhǔn)備。 本文研究了STL格式文件的特點(diǎn)，實(shí)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(guò)程實(shí)現(xiàn)方法，即：將STL格式的螺旋錐齒輪盤(pán)銑刀和毛坯離散，形成其表面點(diǎn)云格式，存儲(chǔ)到具有一定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的鏈表中，然后對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行布爾運(yùn)算，將運(yùn)算后的工件毛坯表面進(jìn)行曲面重構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)切削仿真過(guò)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(diǎn)云實(shí)現(xiàn)物體表面重構(gòu)的方法；研究并實(shí)現(xiàn)了加工

3、后的齒輪STL格式文件的存儲(chǔ)。 本文研究了傳統(tǒng)機(jī)械式銑齒機(jī)與CNC銑齒機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換原理，由此求出了螺旋錐齒輪CNC銑齒機(jī)各運(yùn)動(dòng)軸表達(dá)式系數(shù)，通過(guò)MATLAB、VC以及MATLAB與VC的混合編程工具M(jìn)ATCOM實(shí)現(xiàn)了這一過(guò)程，解決了整個(gè)過(guò)程中復(fù)雜數(shù)學(xué)模型處理計(jì)算的問(wèn)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(guò)程，求出了繞空間任意矢量旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)矩陣的表達(dá)式，實(shí)現(xiàn)了工件和刀具在加工過(guò)程中位姿的變化，從而實(shí)現(xiàn)了螺旋錐齒輪切