适应数控加工的三维曲面建模

论述了适应数控加工B样条曲面建立的方法,指出了B样条曲面具有一、二阶连续的特性,可以用多个曲面片的拼接而组成任意形状的自由曲面,从而解决了数控加工中空间曲面建模的难题,为建立空间自由曲面提供了理论依据.     

自由曲面几何偏差的空间统计分析

为深入分析数控加工自由曲面几何偏差的内在联系,采用空间统计分析方法将这些几何偏差分解为确定性偏差和随机性偏差来确定误差源的影响。采用B样条方法对确定性偏差形成的曲面进行迭代建模,并用莫兰指数在迭代的每一步检验模型残差的空间统计特性,若模型残差具有空间独立性,则模型残差可作为随机性偏差。通过对一个数控加工后的自由曲面进行几何偏差分解,验证了所提方法的有效性。     

基于 Z-MAP 结构的自由曲面三维实体色调图显示算法研究

随着计算机和数控加工技术的迅猛发展，数控加工的图形仿真技术目前已成为ＣＡＤ／ＣＡＭ领域内一个重要的研究课题，而其中加工零件的空间曲面的图形显示则更是关键技术之一。本文采用Ｚ－ＭＡＰ结构作为实体的表示方法，在以正等轴测投影原理作为显示变换算法的基础上，最终采用双三次Ｂ样条插值算法实现了空间自由扭曲曲面的三维实体色调图显示。其算法简便、运算速度快，非常适合于三轴数控加工中自由曲面图形仿真的显示运算。     

三次B样条曲线数据采样插补器的研究

针对复杂轮廓零件数控加工的实际需求，基于数据采样插补原理，提出 了一种改进的三次B样条曲线插补器。利用此B样条曲线插补器进行数控加工，能够保证在整个加工过程中加工效率和加工质量的一致性，三次B样条曲线插补技术的实现将大大提高曲线，曲面零件数控加工的效率和加工质量。     

自由曲面数控加工刀具轨迹映射算法

对自由曲面的数控加工,寻求最优的刀具轨迹生成方法至关重要。本文基于开源3D库Open CASCADE(OCC)和编程开发环境Microsoft Visual Studio 2010(VS2010),应用B样条表达的自由曲面,采用“投影法”思想,研究“重用已有相似刀具路径”方法,提出了处理自由曲面的NC刀具轨迹映射算法。为了验证算法的有效性和可行性,实验建立5类自由曲面,启动设计的轨迹映射算法,输出曲面的NC加工轨迹质量可以满足设计要求,实现了刀具轨迹的重用。     

空间自由曲面的数控精确加工

从空间自由曲面的数控加工原理出发，分析了空间自由曲面在数控加工中的理论误差以及控制误差的途径；并着重讨论了在空间自由曲面加工中由加工工艺方面引起的加工误差，提出了一些在曲面加工中必须引起重视的问题及如何利用计算机辅助技术来减小这部分误差的方法。     

精密复杂零件数控加工在线检测与误差补偿技术研究

针对精密复杂零件数控加工离线检测误差大、效率低,在线检测尺寸、形状受限制等问题,建立了基于B样条曲面的确定性曲面回归模型,通过对回归模型残差空间独立性分析,将复杂零件的数控加工误差分解为系统误差和随机误差,通过修改数控代码,实现了精密复杂零件数控加工在线检测及误差补偿。为验证有效性,进行了大量试验,将试验结果与CMM检测结果对比,结果显示提出的在线检测及误差补偿方法行之有效,实现了精密复杂零件数控加工"加工-测量-补偿加工"的闭环制造。     

三元叶轮叶片造型方法及压型模具数控加工技术

简介了运用非均匀有理B样条数学方法对三元叶轮的叶片建立叶片曲面数学模型的过程,及其叶片压型模具数控加工的刀位轨迹实用算法.     

基于STEP-NC的NURBS曲面插补五轴数控系统

针对当前STEP-NC尚不能完善地支持多轴曲面加工问题,定义了STEP-NC中的自由曲面五轴加工指令,研究了非均匀有理B样条(NURBS)曲面实时五轴插补技术,建立了数控系统的运动学模型,并在上述理论研究的基础上完成了数控系统的软件设计;建立了五轴数控试验样机,并进行了NURBS曲面零件的切削实验。实验结果表明,所提出的基于STEP-NC的NURBS曲面五轴加工指令及NURBS曲面五轴加工的运动学模型的正确性;所给出的NURBS曲面插补算法适用于凸凹曲面加工;所构建的五轴铣床样机具有很好的曲面加工性能。     

NURBS 曲面法矢量的理论探讨

从Ｂ样条曲线一阶导数公式出发,推导了非均匀Ｂ样条曲面、ＮＵＲＢＳ曲面单位法矢量的计算公式,并进行了实例验证,为复杂自由曲面数控加工系统设计以及刀具与工件相对运动轨迹的模拟奠定了基础。     

基于表面粗糙度均匀性的曲面磨削研究

针对曲面磨削中不同曲率处的表面粗糙度不均匀的问题,基于等残留高度法,分析了砂轮圆弧半径、砂轮进给速度、工件转速以及工件曲率对残留高度的影响。结果显示,为得到较小的残留高度,应尽量保持低的砂轮进给速度,并且提高工件转速。曲率半径越小,粗糙度差异越大,改变砂轮进给速度可改善这一问题。砂轮的进给速度与曲率半径大小成正比。采用金刚石滚轮法以及砂轮变速进给可有效改善曲面磨削的表面粗糙度均匀性。       

反光镜测试中曲面数据采集及拟合

为了求得未知椭球曲面的曲线方程,模拟曲面的几何结构,以数字投影系统中椭球反光镜为例,介绍了大口径非球面反光镜数据采集及拟合方法。利用三坐标测量机(CMM)对椭球反光镜面型进行精密测量,根据测试数据,采用数学拟合方法获得椭球反光镜的曲线方程。并对测试模型与拟合曲面进行了光线追迹和误差分析,拟合曲面与测试曲面符合较好。因此,采用三坐标测量机进行曲面数据采集及数学方法拟合,能够得到较理想的拟合曲面方程。     

曲面造型中一种快速的曲面跟踪求交算法

提出了一种新的曲面求交算法,采用精度好、效率高、计算稳定的迭代方法求得等参数网格线在曲面上的交点,并通过跟踪获得两曲面的交线。本算法由三个子算法组成,一个是求曲面上到固定点距离最近的点,一个是求参数网格线与曲面的交点,一个是求曲面与曲面的交点。为保证不遗漏交点,利用第一个算法对参数网格点进行分类,跟踪交点时利用第三个求下一个交点。与离散法求交相比,本算法具有计算稳定性、可靠性好,速度快,精度高的优点     

大曲面检测系统的研究

大曲面检测系统是以电子经纬仪交会测量原理为基础的。介绍了检测系统的组成和检测系统的建立。实验表明这种方法解决了对架设状态下大曲面的检测问题 ,检测精度可达亚毫米级。这种检测方法对于曲面的制造具有很大的应用价值。     

基于UG平台的高尔夫球棒头复杂曲面三维数字化造型

介绍了B样条的数学原理及其在曲面造型中的应用。根据B样条曲线曲面的数学原理,以三维建模软件UG为工具．对由复杂曲面构成的高尔夫球棒头零件进行曲面造型．得到其三维数字化模型,并对造型过程中应注意的问题进行了论述。     

PRO/E的曲面造型及其工程应用

通过对曲面建模与实体建模的比较，介绍了曲面建模的特点、命令及其适用场合，以及在实际工作中如何协调这两种方法，提高工作效率。在此基础上，归纳出一些曲面建模的方法技巧。最后通过用Pro/E对法兰叉头进行建模的实例，介绍了曲面建模的方法在建模过程中的具体应用。     

椭圆曲面的铣削方法

在机械加工中,常常会碰到由复杂曲线变换后生成的曲面所构成的非圆曲面的加工,如椭圆曲面、正弦曲面、圆锥曲面和样条曲面等。利用数控机床的宏程序以及参数方程可以完成上述曲面的加工,但在普通铣床上完成椭圆加工则较为困难。本文以某重点产品椭圆曲面零件为例,描述了用普通设备完成椭圆曲面的铣削方法。     

曲面切削原理在五轴数控模具铣床上的实现

根据曲面切削原理控制铣床刀具的运动,从而实现无轴数控模具铣床,通过运用数学的坐标转换,理论分析在五轴数控模具铣床上实现曲面切削加工。     

非接触三维曲面测量

本文综述了非接触三雄由面测量的全息等高技术、莫尔等高技术、光三角法及坐标测量法。