固定義齒數(shù)控加工基礎(chǔ)技術(shù)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，CAD/CAM技術(shù)不斷進(jìn)步并在口腔修復(fù)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，使得修復(fù)體制作質(zhì)量和效率大幅度提升。固定義齒數(shù)控加工技術(shù)是口腔修復(fù)CAD/CAM技術(shù)的關(guān)鍵組成部分，直接關(guān)系到修復(fù)體加工性能的優(yōu)劣。本文結(jié)合口腔修復(fù)臨床應(yīng)用需求，以固定義齒數(shù)控加工技術(shù)為研究對(duì)象，從加工預(yù)處理技術(shù)和加工工藝規(guī)劃兩個(gè)角度出發(fā)，系統(tǒng)地研究了固定義齒數(shù)控加工過(guò)程中的相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)。本文的主要研究?jī)?nèi)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(yù)處理技術(shù):提出一種基于累積曲率的二維輪廓多邊形光順、簡(jiǎn)化算法。在誤差帶控制范圍內(nèi)，通過(guò)累積曲率代替離散曲率的方法，分別對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)化，并采用差分差商自適應(yīng)算法對(duì)輪廓數(shù)據(jù)進(jìn)行光順，試驗(yàn)結(jié)果表明，優(yōu)化后的輪廓數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)和等距產(chǎn)生的自交點(diǎn)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(guān)鍵技術(shù)出發(fā)，提出基于等弧長(zhǎng)曲率匹配的多邊形旋轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)了固定義齒在盤(pán)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(wú)跳刀連接技術(shù):通過(guò)構(gòu)造離散刀軌環(huán)凸、凹頂點(diǎn)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(wú)自交等距環(huán);通過(guò)構(gòu)建單根結(jié)點(diǎn)刀軌環(huán)關(guān)系樹(shù)，提出并實(shí)現(xiàn)基于子域等距的刀軌環(huán)無(wú)跳刀過(guò)渡連接算法;通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析，在生成的子域基礎(chǔ)上，能夠正確快速地生成無(wú)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(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù):基于力學(xué)特性和幾

4、何特征，通過(guò)分析加工過(guò)程中輔助支撐的受力，校核支撐的強(qiáng)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(fù)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(dǎo)入CAM系統(tǒng)后輔助支撐的設(shè)計(jì)提供優(yōu)化及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則;提出基于布點(diǎn)射線的區(qū)域支撐設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)與原始模型一體的多輔助支撐模型，并通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了設(shè)計(jì)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(shù):采用頸緣線自動(dòng)提取

5、技術(shù)實(shí)現(xiàn)頸緣區(qū)域及廣義內(nèi)外表面劃分，分析對(duì)比單元優(yōu)先與高度優(yōu)先的多區(qū)域加工優(yōu)化技術(shù)，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(shù);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(zhǎng)原理識(shí)別并提取典型特征區(qū)域及角度分區(qū)線，提出基于導(dǎo)動(dòng)線截面線法的典型特征區(qū)域刀軌生成技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上研究了角度分區(qū)混合加工刀軌生成技術(shù)。加工試驗(yàn)結(jié)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(fù)體與預(yù)備體佩戴后的密合性。
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