管状螺旋曲面的数学建模与CAD绘图

分析了常用螺旋形体造型方法的缺陷.根据圆柱螺旋面的形成原理,从研究圆形螺旋曲面数学建模入手,建立了各种截面形状的螺旋曲面造型的数学模型,并在AutoCAD中给出了基于visual-LISP的各种管状螺旋曲面的CAD绘图方法与技巧.最后,讨论了圆形截面螺旋曲面上螺旋线的形成与CAD绘图.     

基于Pro/E环境下圆柱铣刀三维建模仿真设计

在Pro/E软件中有很多种曲面的创建方法,使用螺旋扫描的方法可以创建各种螺旋状的曲面特征,常用于创建螺纹、弹簧等曲面特征。选择不同的截面可创建不同的螺旋曲面特征,如:钻头、铣刀等。基于Pro/E特征造型的螺旋曲面特征,介绍了一种圆柱铣刀的创建方法。     

Pro/E曲面造型在弱视仪设计中的应用

研究了Pro/E的曲面造型技术,实现了模型复杂曲面的分步造型方法,通过对弱视仪外观的精确建模,证明了多曲面复杂实体的分步造型法的可行性.     

电话话筒盖曲面重构设计的方法研究

介绍基于NURBS曲面造型的电话话筒盖面反求设计方法。通过分析电话话筒盖面形状特征 ,提出采用等间距扫描采样方法进行数据采集 ,并将曲面简化成截面曲线模型 ,进行特征线NURBS曲线拟合 ,为NURBS曲面造型提供了合理化数据     

计及刀尖圆角和根切的螺旋锥齿轮实体建模

考虑刀尖圆角对齿面形状的影响,建立了螺旋锥齿轮啮合齿面和齿根过渡曲面的数学模型.通过分析齿面根切和未根切时齿面形状的两种拓扑形式,引入齿高方向的比例变量,提出了一种判别根切的数值算法.通过在轴截面上对离散点进行规划,提出了一种基于离散点求解的螺旋锥齿轮建模方法,该方法具有较好的通用性,无论是否发生根切都能准确描述齿面形状.通过编制齿轮计算程序,实现了齿面离散点和轮坯尺寸自动化计算,建立了齿轮副实体模型.采用有限元方法进行了齿轮副加载分析,获得的应力云图可准确显示接触椭圆的位置和形状,验证了文中建模方法的可行性.     

一种基于机器人的曲面测量、建模和加工方法

提出了一种基于机器人的卷曲类自由曲面的测最、建模和加T路径生成方法.本文采用结构光测量方法设计了一种基于机器人的自动测量系统,实现了自由曲面零件的表面测量.根据测量数据和零件的形状特点提出了一种新的建模方法,该方法首先采用提出的截面法直接提取点云的边界,然后利用射线与局部拟合曲面的交点获得有序的精整数据点,实现了NURBS曲面的精确拟合.最后,对重构的自由曲面采用等参数线法生成了加工路径.实际的算例和应用验证了本文方法的有效性和精确性.     

组合曲面叶片的螺旋加工刀位轨迹生成

为提高叶片加工质量和改进现有螺旋加工方法,提出了一种新的针对组合曲面造型叶片的四轴螺旋加工方法.该方法在叶片曲面造型过程中,将叶片曲面分割为叶盆、叶背、前缘和后缘四个区域.根据组合曲面叶片造型,提出了组合曲面叶片螺旋加工刀位轨迹生成方法和切触点的计算公式.最后,基于UG软件平台,以二次开发方式编制了相应的数控编程模块.生成了连续光滑的叶片螺旋加工刀位轨迹.试验结果表明,该方法能够实现叶片的四坐标螺旋加工,并可有效提高叶片的加工质量.     

发动机叶片的反求设计和检测分析

叶片作为航空发动机的关键部件之一,其形状的不规则性和复杂性,使得发动机叶片实体建模比一般实体复杂得多。逆向造型软件的出现为复杂形状的叶片数字化建模提供了有力的技术手段。通过三维激光扫描机对叶片的三维形状信息进行采集,然后利用逆向软件Surfacer和Geomagic Studio交互使用对所采集的数据进行处理,并在Geomagic Studio中进行曲面重构。然后通过逆向模型快速检测软件Geomagic Qualify中的叶片检测技术对重构的曲面和原始点云模型进行三维误差比较、叶片截面二维误差比较和截面二维扭曲分析,为发动机叶片的数字化设计检测提供了依据。     

关于B样条曲面造型及其刀位数据计算的探讨

复杂形状零件的几何建模是数控编程的首要环节，选择合适的曲面造型方法有利于刀位计算和数控加工编程；本文采用三次B样条曲线为基础的双三次B样条曲面造型方法，并给出了其矩阵表达式，在此基础上能十分方便地进行点矢和法矢计算；针对该造型方法，还给出了三轴数控加工中的刀位数据计算方法。     

基于Pro/E的螺旋桨三维模型设计研究

本文研究基于Pro/E的螺旋桨三维模型设计，利用螺旋桨螺旋曲面生成原理及Pro/E强大的三维曲面造型功能，充分发挥Pro/E的特点进行螺旋桨三维模型的建立。研究表明，此建模方法摒弃了传统建模过程中繁琐的坐标变化，建模直观、便于修改、可塑性强。     

基于齿面网格的超环面行星蜗杆传动系统实体建模

超环面行星蜗杆传动系统中的关键零件——中心蜗杆和内超环面齿轮的齿面是一种复杂的空间曲面,中心蜗杆和内超环面齿轮实体模型的精确性直接影响到数控加工的精度。研究了中心蜗杆数字化建模问题,根据中心蜗杆的数学模型,对其螺旋齿面进行网格划分,提出基于齿面网格的超环面行星蜗杆传动系统精确实体建模方法,并通过数控加工进行了验证。     

基于数据点正投影和曲面法矢的自由曲面造型

提出用控制自由曲面形状的数据点投影和曲面在数据点的法矢进行自由曲面造型的新思想。利用数据点的正投影 (二维坐标 )和曲面法线方向计算出数据点的三维坐标后 ,即可采用现有的自由曲面造型方法 ,如采用参数双三次样条曲面等自由曲面造型方法构造自由曲面。这种给定自由曲面数据的方法具有易于控制自由曲面形状、几何意义明显等优点     

基于曲面透视投影和内在几何的自由曲面造型

提出基于曲面透视投影和其内在几何的自由曲面造型方法。给出从曲面数据点的透视投影坐标、曲面法矢、切矢及主曲率,计算曲面三维数据点坐标的原理和过程。利用参数双三次样条曲面造型方法,从曲面三维数据点构造了自由曲面。给出的两个算例证明自由曲面初始数据法具有几何意义明显和便于控制的优点。     

基于均匀三次B样条曲面的斜齿轮副精确建模

基于均匀三次B样条曲面的基本理论,在ANSYS系统中得到了精确的斜齿轮轮齿曲面,建立了完整的斜齿轮副装配模型,为斜齿轮有限元接触分析和疲劳分析的可靠性和精度提供了保证。基于B样条方法的曲面造型方法研究,对于在计算机上建立一些复杂自由型曲面的零件模型具有重要的参考意义。     

Mathematical model of a helical gear with asymmetric involute teeth and its analysis

This paper describes a simple approach based on the gear theory for deriving a helical gear with asymmetric involute teeth. A helical gear with asymmetric involute teeth can be easily obtained through the envelope theory for the one-parameter family of surfaces. The mathematical models for asymmetric helical gears can be provided by the application of two imaginary rack cutters. The investigation on the undercutting analysis of the asymmetric helical gear is studied based on the developed mathematical model and the method of tooth-profile shifting. Here we provide geometric modeling of the designed asymmetric helical gear meshing when assembly errors are present. Stress analysis for the helical and the cylindrical forms are constructed. To illustrate the effectiveness of the approach, an analytical expression of helical gear with asymmetric involute teeth is given.     

Mathematical model of a helical gear with asymmetric involute teeth and its analysis

This paper describes a simple approach based on the gear theory for deriving a helical gear with asymmetric involute teeth. A helical gear with asymmetric involute teeth can be easily obtained through the envelope theory for the one-parameter family of surfaces. The mathematical models for asymmetric helical gears can be provided by the application of two imaginary rack cutters. The investigation on the undercutting analysis of the asymmetric helical gear is studied based on the developed mathematical model and the method of tooth-profile shifting. Here we provide geometric modeling of the designed asymmetric helical gear meshing when assembly errors are present. Stress analysis for the helical and the cylindrical forms are constructed. To illustrate the effectiveness of the approach, an analytical expression of helical gear with asymmetric involute teeth is given.     

NBXD-A螺杆转子的铣刀刃形设计

利用铣刀回转曲面与NBXD-A螺杆螺旋齿面相切的原理，推导出它们的接触方程．用数值法解接触方程，求铣刀刃形。然后，选取转子端面型线的坐标和空间接触线的坐标来校核铣刀坐标。     

基于曲面反求技术的汽车排气歧管逆向开发

以具有复杂自由曲面的汽车排气歧管逆向设计为主线,通过Surfacer和UG NX2软件等相关开发工具,介绍了整个开发过程的具体实施流程,并对其中的数据采集及变截面气道曲面拟合两个关键环节作了详细论述.     

Modeling and numerical simulation for the machining of helical surface profiles on cutting tools

The classical conjugation and envelope method is very accurate and effective for forward and inverse calculations of grinding helical surfaces. However, this method involves complicated mathematics and requires that the profiles be continuous. It can also result in undercutting or interference to the desired surface profiles. In this paper, a new approach is proposed to simulate the grinding process of helical surfaces on cutting tools. The paper begins with the reconstruction of cutter helicoids from sampled points. Using the recovered helical parameters from the sample points, the cross-sectional profile of the cutter surface is derived using a polynomial curve. A numerical method for calculating the profile of the grinding wheel required for the cutter surface profile is then provided. Finally, an optimization method is presented for solving the problem of inverse calculation to determine the helical surface profile for a given grinding wheel profile and setting parameters. The feasibility of the approach is tested by simulation results, which shows that the proposed approach can eliminate undesired tool-work interferences and undercutting.     

曲线和曲面造型实验分析与研究

论述了应用Unigraphics(UG)的二次开发工具UG／Open GRIP实现曲线与曲面的造型设计。详细描述了相关数据点的提取及处理方法，描述了实体的边缘提取、测量点的细分及测量轨迹仿真。结合实例介绍了该方法在复杂曲面造型中的应用。