基于JD Paint5.0曲面造型雕刻加工

曲面造型起源于汽车、飞机、船舶、叶轮等的外形放样工艺，如今经过30多年的发展，现在已形成了以曲面参数化特征设计和隐式代数曲面表示这两类方法为主体，以插值、拟合、逼近这三种手段为骨架的几何理论体系。应用于制作各种带有曲面的模具、塑料膜、家用电器、轻工业产品和鞋模等工业产品。除此之外，曲面造型技术还被广泛应用于设计各种不规则的形体对象，如艺术浮雕、印章、钱币图案等。下面将以JD．Paint5．0精雕软件为例设计一个自由艺术曲面造型，并完成实体雕刻加工。     

基于局部协调设计的复杂自由曲面模型拓扑还原技术

针对局部协调设计因引入协调曲面而破坏了模型原有的拓扑结构并同时增加了自由曲面形状造型所需的曲面片数量,提出一种基于局部协调设计的复杂裁剪汇交曲面模型拓扑还原技术。逆向定位汇交点(N面角点)并完整构造出决定还原后N边汇交曲面模型拓扑、几何形状和边界的特征曲线网格。应用自由曲面逼近技术分片逼近经裁剪汇交曲面和协调曲面离散获得的点云数据重建B样条曲面以实现裁剪汇交曲面的拓扑还原。采用自由曲面模型的全局美化技术实现紧公差约束下对点云逼近的N张拓扑还原后汇交曲面的全局美化,保证曲面相邻边界和N面角点处收敛的G1光滑拼接。应用实例表明,该拓扑还原技术不仅较好复现了原始汇交曲面模型的拓扑与几何性质,并且使模型达到整体G1连续。     

基于三角剖分的雕刻学习曲面轨迹生成

结合雕刻学习的特点，给出了雕刻学习曲面三角剖分数据结构，说明了雕刻学习曲面轨迹生成应注意的问题，并给出了详细的算法说明，该方法能满足雕刻学习曲面雕刻加工的高效和自然等特点，适应了自由曲面几何特性和雕刻数据采集的特殊性，是一种切实可行的方法。     

注塑模CAD/CAE中曲面造型的关键技术

基于表面模型构造二维绘图、三维线框和自由曲面之间递升的层次关系。系统曲面生成的主要功能有构造管道型曲面,超限插值曲面、旋转曲面和直纹面等。构造Ｇ＾１连续的过渡曲面,实现曲面求交,裁剪和拼接等编辑功能,从线框模型上构造曲面模型。曲面造型系统输出的几何模型可以生成有限元网格,将网格数据传给ＣＡＥ分析程序就可用于注塑成形的流动,保压,冷却和翘曲分析。     

基于多层次细节模型的动态切削力仿真

为了缓解雕刻曲面数控加工过程物理仿真的仿真速度与仿真精度的矛盾,减少仿真的计算量和缩短仿真时间,介绍了雕刻曲面数控加工过程仿真的多层次细节模型和基于该模型的动态切削力的仿真方法。基于雕刻曲面的多层次细节模型的动态切削力的仿真,可以根据工件毛坯不同的几何形状、仿真要求、工艺参数等在曲面上不同的区域和不同的细节层次上进行,为校验和优化数控加工程序提供依据。     

一种点云数据的区域分割方法

在曲面重构中，由于激光法测量的数据密度比较大．而实际的曲面模型往往含有多个曲面几何特征，也即是由多张曲面组成的，如果利用“点云”数据直接进行拟合，则造成曲面模型的数学表示和拟合算法处理的难度加大，甚至无法用较简单的数学表达式描述曲面模型。提出了一种基于数据点曲率变化区域分割方法，该算法原理简单、易于理解和编程。详细地描述了该算法的基本原理和处理过程。     

基于计算几何的曲面造型方法研究

以Pro/Engineer和UGNX为代表的计算机辅助设计和辅助制造软件,在制造行业已经成为产品设计和产品制造工程师的重要工具。这些CAD/CAM软件都必须能够胜任曲面造型的功能,它是产品三维设计的必然前提,因此曲面造型成为计算机辅助几何设计和计算机图形学的一项研究重要内容,而计算几何正是对曲面造型进行研究的数学方法。通过对曲面造型和计算几何的相关概念的介绍,详细阐述了基于计算几何方法建立曲面参数曲线的各种数学建模过程。这些数学建模方法能为各种CAD/CAM系统实现曲面功能提供理论指导。     

汽车空调控制器面板的模型重建

ImageWare具有强大的测量数据处理、曲面造型、误差检测功能.可以处理几万至几百万的点云数据.根据这些点云数据构造的A曲面(CLASS A)具有良好的品质和曲面连续性.ImageWare的模型检测功能可以方便、直观地显示所构造的曲面模型与实际测量数据之间的误差以及平面度、真圆度等几何公差.Pro/E具有强大的三维参数化建模、曲面建模、仿真和分析、详细设计等功能.根据这两个软件的优势,提出一种基于ImageWare和Pro/E相结合的方法进行模型重建,并应用于BJ63汽车空调控制器面板设计,以较短时间成功地完成CAD模型重建、设计和制造,并且精度达到装配要求.     

基于B样条的自由曲面几何模型的重构

提出以B Spline曲面为基础的曲面构造方案 ,设计一个简单的自由曲面重建系统 ,对三坐标测量机所测得的离散数据点自由曲面模型进行重建。重构的B样条曲面模型 ,可输出不同CAD CAM系统构造相同的曲面模型所需要的数据(如I deas和Autocad) ,为协同设计中数据和信息共享提供适用的方法 ,还可供后继开发、研究、加工等使用     

2×3次NURBS旋转曲面造型与数控加工仿真

基于NURBS曲面造型理论,利用CAD软件建立了NURBS曲面模型和2×3次NURBS旋转曲面模型。将曲面模型成功导入CAM软件中,进行数控加工过程仿真,生成刀具路径和NC代码。提出了根据理论刀具路径和曲率图来合理选择刀具尺寸的方法;探究了刀具路径对加工曲面精度的影响。结果表明,融入加工曲面几何信息的刀具路径,能够获得更优的加工效果。     

基于活动标架理论的加工目标曲面再设计及刀位计算

为解决大型低刚度复杂曲面零件精度难以保证的加工难题,针对精加工目标曲面几何面形未知、随机形变误差远大于设计公差的实际加工特征,研究基于E.Carten活动标架理论的加工目标曲面再设计正向建模技术,以及以参考廓形及几何参数实测数据为依据的刀位点计算方法。在分析了可测参考面、加工基准面及加工目标面空间位姿关系的基础上,根据物理或几何约束要求,采用数字化手段再设计出精加工目标曲面,并利用曲面模型重新计算曲面加工刀位点。通过某型号液体火箭发动机变壁厚喷管冷却通道的加工试验验证,表明所提出的再设计数字化加工方法满足这类高物理性能和高几何精度曲面零件的加工精度要求。     

具有复杂型面机架的快速曲面重构技术

零件的曲面模型是获得其逆向设计数据等后续处理的关键环节。为了快速获得具有复杂型面机架的设计数据,研究了该机架点云曲面重构的获取方法。鉴于机架不同部位对逆向设计精度要求不同,采用Imageware和Geomagic Studio软件对机架的销孔和外形点云分别进行曲面重构之后,再实施整个模型的曲面整合策略。介绍了应用两种软件完成机架曲面模型的主要处理过程及关键环节。该方法能快速获得符合精度要求的机架曲面模型,可行且高效,为机架曲面模型的实体化及其后续处理提供了可靠依据。     

基于MATLAB和NURBUS的叶片曲面造型

在MATLAB环境下,结合叶片理论数据,运用NURBUS曲面造型的基本理论和方法,通过编程和可视化处理,构造出了叶片的双三次和双四次NURBUS曲面模型,实现了曲面构造与计算机的交互设计.首次利用推导出的双四次NURBUS曲面矩阵表示方程,验证了该方法的正确性和可行性.构造出的不同阶的叶片几何模型,为后续模型分析和数控仿真分析提供了前提条件.     

PRO/E曲面建模的应用

通过Pro/E对剃须刀曲面模型的创建,介绍了Pro/E创建曲面的设计过程.通过Pro/E分析工具可以自行评估和检查曲面质量以及通过扭曲可以改变曲面的设计形式,用实例详细阐述了Pro/E的曲面工具在各个复杂曲面的设计上的应用.     

CRH1A型电力动车组驾驶室三维曲面设计与质量分析

本文针对CRH1A型电力动车组驾驶室曲面的结构特点,提出了一种基于CATIA V5的快速建模与曲面质量评价方法。该方法首先应用CATIA V5提供的混合建模功能,分别创建了驾驶室正面、侧围、正面与侧围之间的过渡和导流板的三维曲面模型,然后在虚拟环境下,对曲面零件进行了装配,形成了驾驶室的三维数字化模型,最后分别应用多种曲面质量分析方法,具体包括等照度线、多截面曲率梳、高斯曲率等,对驾驶室的曲面模型质量进行了评价,并将评价结果与A级曲面的标准进行了对比分析。文中的分析结果不仅可以作为后续列车流场分析的基础,同时也可以为驾驶室外板骨架安装以及模具加工制造提供可靠的理论依据。     

基于递归分割理论的自由曲面建模技术

为应用递归分割理论增强复杂自由曲面建模能力,通过在递归分割Loop方法中引入节点加权因子,实现了对递归逼近分割曲面形状的有效控制,并可以生成不同的尖锐特征。根据曲面模型各点处的平均曲率,对节点位置进行逐步调整,实现了递归分割曲面模型的光顺处理。论述了通过计算递归分割曲面模型的法向偏置面生成薄壁件表面模型的方法,并给出了所建立的自由曲面模型直接应用于快速原型制造的实例,说明应用该项新技术可以直接建立任意拓扑结构复杂自由曲面模型,为复杂自由曲面的建模提供了新的有效途经。     

任意拓扑结构复杂曲面模型重构新方法

分析了采用参数化方法进行复杂曲面模型重构时存在的缺点,给出了应用递归插值分割理论从离散测量点构成的初始控制网格直接构造任意拓扑结构复杂自由曲面模型时计算插值点的统一算法,设计了一种能充分体现这种曲面模型重构方法优点的四叉树型数据结构存储必要的信息,最后给出了复杂自由曲面模型重构的几个实例。从实例可以看出该方法能够避免参数化方法在复杂曲面模型重构时所必须的参数曲面片之间的拼接和裁剪等问题,为复杂自由曲面模型重构提供了有效的新方法。     

CAXA数控铣2000

CAXA数控铣2000是基于实体曲面混合三维造型智能加工编程技术，应用于数控铣床、数控钻床、加工中心的计算机辅助编程软件，解决了平面零件、箱体零件、五面体零件等的加工编辑，并支持带旋转工作台的加工中心和数控铣床。CAXA数控铣2000采用精确的特征实体造型技术，完全抛弃了传统的体素拼合和交并差的繁琐方式，可将设计信息用特征术语来描述，使实体模型的生成准确快捷，整个设计过程直观简单；CAXA数控铣2000提供强大的三维NURBS曲面造型，从线框到曲面提供了丰富的建模手段。可通过列表、数据、数学模型、字体文件及各种测量数据生成样条曲线，通过扫描、旋转、直纹等多种形式生成复杂曲面；通过曲面模型生成真实感图，可直观显示设计结果。     

一种自由曲面点云边界的快速直接提取方法

点云边界不仅作为表达曲面的重要几何特征，而且作为求解曲面的定义域，对重建曲面模型的品质和精度起着重要的作用。本文以战斗机座舱盖玻璃罩外壳的点云数据为例论述了一种自由曲面点云数据的边界直接提取方法，该方法通过设定分隔截面和计算每个截面上边界点，然后连接各个边界点就得到曲面的边界。该方法不仅具有较高的运算效率，达到了系统的实时性要求，而且能够比较精确地表达曲面的边界特征。     

基于MATLAB的叶片四次NURBS曲面反求重构及分析

为了提高涡轮增压器叶片曲面反求设计的精度和光顺性,在MATLAB环境下,基于曲面型值数据,利用双四次NURBS理论与方法,通过编程和大量计算等,重构了叶片曲面模型。经过与双三次NURBS叶片曲面模型误差的数据分析和图形对比,结果表明:四次NURBS曲线的误差和波动要小于三次的误差和波动;升高一次的四次NURBS曲线曲面反求设计具有更高的造型精度和光滑度。研究结论有助于在工程实践中,对复杂的自由型曲线曲面逆向工程的高效数据计算,为更精准、更光滑造型等提供支持和借鉴。