回转曲面直纹面槽建模技术研究

针对回转曲面直纹面槽类零件的造型问题,本文提出了一种基于计算几何的模型建立方法。首先,通过理论点拟合平面NURBS曲线,再缠绕平面曲线于柱面上获得直纹面准线,然后通过直纹面槽导动杆角度获得目标直纹面,最后通过求取直纹面等距面和垂直直纹面得到回转曲面直纹面槽。文中对直纹面准线、等距直纹面、垂直直纹面的生成方法进行了研究。实例证明该方法可行有效。     

直纹面叶轮逆向拟合算法研究

介绍了直纹面叶轮逆向建模流程,以及叶轮叶片曲面参数对编程与加工的影响。通过对叶轮叶片曲面参数进行研究,提出自由曲面拟合为直纹面的一种近似算法。对这一算法的原理进行了分析,并开发了算法自动处理程序,解决了直纹面叶轮逆向造型问题。这一算法可以提高直纹面叶轮建模质量,进而提高叶轮的加工精度。     

直纹曲面宏程序加工

简要介绍了数控编程宏程序的概念及应用,阐述了曲面造型中直纹面的特点.在了解了直纹面结构特征的基础上,介绍了利用宏程序编程来加工直纹面的方法,给出了直纹面加工参考程序,最后提出了编程过程中的注意事项.     

基于特征的直纹面5轴侧铣精加工刀位计算方法

提出了基于加工特征的直纹面5轴侧铣精加工刀位轨迹的计算方法,给出了误差估算方法。通过对直纹面微分几何特性的研究,用扭曲度来刻画直纹面特征,将直纹面划分为可展化曲面和非可展化曲面。对于可展化曲面,通过调整直纹面上母线方向的变化规律,使之成为可展曲面,以便在加工中获得无脊棱的光滑曲面;对于非可展化曲面,提出用最小偏置角原理来求取刀轴矢量,以使加工误差在刀具与被加工曲面切触状态下趋于最小,最终获得无干涉刀位轨迹。     

基于圆锥直纹面刀具姿态控制的曲线插补算法

为提高参数曲线与圆锥直纹面相结合类复杂零件的加工精度,提出一种基于圆锥直纹面刀具姿态控制的曲线插补算法.在该算法中,根据给定圆锥直纹面信息确定圆锥直纹面刀具姿态曲线,实现对刀具姿态的控制;建立虚拟圆弧,将参数曲线与圆锥直纹面刀具姿态曲线间的重参数化问题转化为简单的求解向量夹角问题,从而避免产生多重拟合误差.此外,给出了适用于该插补算法的数控加工程序编程格式.实例验证及分析表明,所提算法能够控制加工中刀具姿态始终在所要求的圆锥直纹面上,并且可在缩短代码段数目的基础上,有效降低运算量和加工误差.     

相伴曲面方法及其在机构运动几何学研究中的应用

将微分几何学中的曲线与曲线相伴方法发展到曲线与直纹面、直纹面与直纹面相伴方法,应用于机构运动几何学研究。分别以约束曲线和约束曲面为原曲线和原曲面,导出了连杆运动的瞬心线或瞬轴面及其不变量的表达式,提示了其运动学意义,加之引入不动点、不动性和准不动线条件,完整地描述了连杆点和直线的轨迹与瞬轴面的内在联系。为机构运动几何学研究提供了新的有力工具。     

基于切触点高斯过程的直纹面侧铣可靠度分析

针对不确定因素导致直纹面侧铣精度预测困难及计算效率低的问题,提出了基于刀具切触点GP模型的直纹面侧铣可靠度分析方法。首先在高斯随机过程描述中引入驱动误差和参数不确定性的刀具切触点坐标误差,然后基于某型机床的误差传递模型,利用多体理论构建直纹面侧铣加工的精度分析模型;通过带有随机常数Zi的确定函数的线性组合方式,简化模型的输入变量,并根据重要性指标和精度指标选择有用样本和更新模型;最后基于更新模型采用蒙特卡洛法获得加工精度可靠度。实验结果表明,所提方法准确预测了加工精度变化趋势,具有较高的计算效率和预测精度,为直纹面侧铣精度预测提供了有效的方法。     

平行直纹展成电解磨削整体叶轮的控制技术

介绍了数控展成电解磨床的结构与运动、组合式四轴联动数控系统以及直纹展成电解磨削整体叶轮叶片型面的数学模型。对整体叶片的叶片型面进行了平行直纹展成电解磨削。     

基于半径和角偏置的直纹面五坐标加工刀位生成算法

引入直纹面基线的曲率因素建立五坐标侧刃铣直纹面误差分析模型.通过研究刀轴矢量与母线、基线的空间关系提出角偏置概念,并推导出偏置角的求解方程.在此基础上提出半径和角偏置法,应用于直纹面五坐标加工刀位的计算,消除母线两端法矢异向引起的过切误差,实现对直纹面基线的精确加工,误差的总体分布也得到改善.实例分析误差分布与母线长度、法矢夹角等相关参数的关系,通过与半径偏置法进行误差分布指标量的对比证明该算法具有精度高、工艺性好等优点.     

开式整体叶盘叶片型面数控抛光编程技术

为了实现整体叶盘叶片型面数控抛光,针对五坐标数控抛光机,研究开式整体叶盘叶片型面数控抛光轨迹规划与编程技术。通过分析多坐标数控抛光系统结构及开式整体叶盘抛光工艺方法,提出面向抛光加工的路径规划方法,选择分段直纹面拟合逼近叶片型面,利用分段直纹面的直母线直接生成刀位轨迹。最后进行了数控抛光实验验证,实现了整体叶盘叶片型面抛光的机械化和自动化,极大地提高了整体叶盘的抛光效率,为航空发动机整体叶盘的使用性能和安全可靠性提供了保障。     

自由曲面测量的区域划分准则研究

数据测量是反求工程CAD建模的首要工作,当被测对象为自由曲面时,对曲面进行合理的区域划分可保证准确全面地获取实物表面数据。曲面测量区域划分是否合理将直接影响曲面的拼接质量和曲面整体品质,在目前应用广泛的三坐标测量机曲面测量中,测量区域划分应遵循四条基本准则。     

基于三角曲面的逆向工程CAD建模方法

根据目前逆向工程CAD建模中存在的问题，提出一种基于三角Bezier曲面模型初始表达的跨平台产品逆向工程CAD建模策略，既能利用三角Bezier曲面的优势，又能有效地与通用CAD软件集成。对涉及产品逆向建模方案、数字化测量规划、实际建模过程和再创新设计等具体内容进行了详细阐述，并结合具体实例说明了该方法的可行性和有效性。     

复杂曲面实时插补系统的开发

介绍一个具有曲面插补功能的ＣＮＣ系统的硬件构成和软件结构。提出一个不同于一般粗插补和精插补的两步骤插补器结构,介绍其实现技术,解决了轨迹行终点减速区的预测判别问题。最后给出应用实例。     

关于大圆柱族包络面是否能由小圆柱族生成的问题

在机械工业中，由圆柱面运动生成的包络面是一种常见的曲面。由于机械磨损，圆柱会变小从而需要及时更换。这是一笔很大的浪费。因此很自然引出如下的问题：由一柱面运动生成的包络面能否由另一更小的圆柱面运动生成。我们对这一问题进行了研究，发现了一个充分条件，并通过一反例说明了在一般的情形下对该问题的回答是否定的。     

The significance of surface topography in engineering

All machining processes leave characteristic topographic features on the surfaces of components. This paper reviews a wide range of examples in which the surface topography of a component has been found to bear a significant effect on its function. Problems in manufacture which are related to surface roughness requirements are also disccused.     

共轭曲面求解理论与方法研究

分别介绍了基于解析曲面和数字曲面的共轭曲面求解理论与方法 ,对各种求解方法的基本思想、关键技术作了简要说明和评述 ;提出了基于数字曲面的求解策略 ,预测了该领域今后的研究重点和方向。     

基于MODM模型的自由曲面NC加工刀位计算

指出现有的基于曲线逼近分析的刀位计算精度控制原理存在的不足，提出基于曲面离散基本单元（MODM）模型的NC刀位计算原理，给出了利用MODM模型生成等参数线刀轨、截面线刀轨以及特殊形式刀轨的方法；对有关方法分别进行了程序实现并给出计算实例。程序实现的结果表明，基于MODM的刀轨生成方法在计算效率，精度控制可靠性，刀轨生成能力等方面有独特的优点。     

自由曲面孔域数据的拟实填补与曲面重建

为解决具有孔域的自由曲面在逆向设计中存在的数据空洞，提出了孔域测量数据的填实方法，通过孔域边界数据的光顺，截面测量曲线的端点 闭合处理，孔域的截面数据延拓，母面设计和曲面裁剪等技术，解决了自由曲面孔域数据填补和曲面的重建问题，实例应用表明，该方法可应用于逆向工程中对具有孔域的自由曲面的测量和造型，并能保证曲面重建的品质。     

超精密车削表面微观形貌的几何建模与仿真研究

在综合考虑刀具几何参数，刀具振动和最小切削厚度等因素对已加工表面形貌影响的前提下编写了表面微观形貌的仿真程序，在仿真时把一个随机振动信号成功地叠加在理论表面粗糙度中。提出一种建立圆弧刃金刚石车刀超精密车削表面粗糙度模型的新方法。结果表明，仿真得到的表面微观形貌，能够比较正确地反映出超精密加工将要获得的表面轮廓。     

基于控制顶点的Bezier曲面交线算法

Bezier曲面求交问题是CAGD的核心问题之一。利用Bezier曲面片的控制顶点构造可展直纹面片,将Bezier曲面的求交问题转化为可展直纹面的求交问题,从而获得一种简单快捷的求交算法。