细分曲面粗加工刀轨生成算法

研究了细分曲面等高粗加工刀轨生成算法。以Catmull-clark细分曲面为研究目标,首先利用基于面误差的自适应细分算法构建粗加工模型,该方法构建的模型不仅具有均匀的加工余量,且能完全包围精加工模型,;然后采用层切法生成切层轮廓,在计算切削区域边界轮廓时采用了有效边追踪算法,该算法可以有效快速正确的得到每层的加工区域;为了验证算法的可行性及有效性,最后给出了加工实例,实例表明该方法可以有效地控制加工模型的网格数量,并能快速地生成粗加工刀轨。     

细分曲面数控加工关键技术

对三角域和四边域细分曲面数控加工的关键技术做了讨论,包括细分曲面数控加工模型的建立,粗加工模型的包围网格生成算法,NC刀轨生成常用的两种方法,精加工模型的等距网格求解算法及等距误差控制方法,给出了应用实例;指出了解决细分曲面数控加工技术实用化问题需要进一步研究的内容。     

三角网格曲面等参数线刀轨生成算法

提出一种三角网格曲面等参数线刀轨生成算法。采用调和映射的方法对三角网格曲面进行参数化,给出了四种等参数线刀轨规划方式;根据网格模型、投影网格和参数网格之间的对应关系,由残留高度确定参数网格中的x或r参数线;在此基础上,采用“区域划分”的方法快速生成了无干涉、无冗余数据的网格曲面等参数线行切和环切刀轨。实验结果表明该算法是可行和有效的。     

基于MMR的三角网格曲面五轴加工刀轨生成算法

为了提高三角网格曲面五轴加工的加工效率,提出了基于最大材料去除率(maximal materialremoval rate,MMR)的平底刀五轴加工刀轨生成算法。首先计算无曲率干涉且具有最大材料去除率的网格曲面五轴加工的刀具方位角;然后在确定网格曲面可能干涉区域的基础上,提出刀触点处干涉性假设,并以最大材料去除率、刀具无曲率干涉和全局干涉为约束条件,采用二分法确定具有最大材料去除率的无干涉刀具方位角;最后采用截面线法生成三角网格曲面MMR平底刀五轴加工刀轨。通过实验验证了采用文中算法生成的刀轨进行加工能够获得较高的加工效率和表面质量。     

三角Bézier曲面数控精加工刀轨快速生成算法

为了解决三角Bézier曲面精加工刀轨生成效率低以及存在的刀轨干涉等问题,提出一种基于三角Bézier曲面的数控精加工刀轨快速生成算法,该算法引入动态索引组织三角Bézier面片的拓扑近邻关系,基于该索引快速获取与刀轨截平面相交的三角Bézier面片集,对其中任一相交面片进行初始交点迭代计算,从初始交点开始跟踪迭代获取跨越三角Bézier面片的完整交线,将获得的有序交线各端点作为刀触点获取相应刀位点,依据刀触点处曲面法矢与刀杆矢量的关系快速确定可能存在干涉的区域,进而对干涉区域刀位点进行调整获取无干涉刀位点,顺次连接各刀位点生成数控加工刀轨,实例证明该算法可对任意复杂三角Bézier曲面精确、快速生成数控加工刀轨,并通过三角Bézier曲面模型的数控刀轨生成验证了该算法的实用性。     

基于网格分割的自适应细分曲面算法研究

细分曲面中,随着对模型细分次数的增多,模型的面片数迅速增长,巨大的数据量加大了模型后处理的难度。为此,结合网格分割技术,提出了一种自适应细分曲面算法。该算法利用控制网格每个顶点与其对应的极限位置之间的欧氏距离不同、采用K-均值算法和区域合并技术对控制网格进行分割,随后对用户指定的网格区域或不满足精度的区域进行局部自适应细分。实验结果表明,该算法在给定精度范围内,有效地以相对较少的面片数获得了理想光滑的细分曲面,且大大提高了模型的后处理速度。     

基于MODM模型的曲面NC加工刀轨行距计算

提出基于MODM的曲面NC加工刀轨行距计算理论与方法。针对新的刀轨行距换算原理提出确定基本单元行距换算系数的方法,把对相邻刀轨间的相关区域整体性质的考察转化为对有限个基本单元行距换算系数的考察,消除了现有方法中的采样特征,提高了对残余高度控制的可靠性,使计算过程得到简化。另外还设计了一个递归优化过程以减少刀轨生成数量,提高加工效率。     

二维轮廓嵌套加工刀轨生成算法

提出一种新的刀轨生成算法,成功解决了由通用等距方法的刀轨加工而成的凸台和凹槽在嵌套时产生干涉的问题。该算法只需要三次等距即可计算出凸台和凹槽加工刀轨,并且能够处理包含自由曲线的轮廓。最后给出的算例验证了该算法的有效性。     

基于水轮发电机叶片的复杂曲面数控加工刀轨生成算法比较研究与优化

以中小水轮发电机叶片加工为研究对象,通过对等参数线法、等距截面法和等残留高度法三种刀轨生成算法所生产叶片零件的加工过程进行研究,比较三种不同算法在复杂曲面加工中的异同及三种不同的加工方法对水轮机叶片加工质量及加工效率的影响,得出水轮机叶片三种加工方法各自最优使用范围及方法,为水轮机叶片实际生产加工过程提供了参考。     

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。     

数控加工刀位轨迹生成的算法分析

自由曲面数控加工刀位轨迹的自动生成,是CAM技术的关键问题。针对自由曲面零件刀具口路径生成的几种算法,进行了较为详细的分析,并指出了这几种算法各自的加工特点。     

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....     

复杂型腔行切轨迹生成算法研究

复杂型胶类零件的加工是数控编程中的一个难点.本文从提高加工算法的稳定性和加工效率的角度出发.提出了一个复杂平面型腔数控加工的优化算法.即通过二维环的等距、自交、集合等基本运算.按“端点同环最短距离优先剖面线算法”规划并优化刀具轨迹.最后给出了应用实例.     

用改进的等残留高度法生成五轴NC加工刀位轨迹

提出了一种判别曲面凹凸性的新算法,该方法利用微分几何"法截线"的性质进行判别.还指出了现有求取刀轴倾角方法存在的问题,提出了一种"逐步寻优"求取刀轴倾角的新算法.最后用实例对新算法进行了验证.     

曲面数控加工中刀具轨迹生成探讨

以三坐标数控加工自由曲面为研究对象,对复杂曲面刀具路径生成中的一些问题进行了探讨,对常用的三坐标曲面加工方法进行分析比较,给出了步长、步距的计算公式以及走刀方式、进/退刀方式的选择原则.     

一个曲面数字化模型及其在数控加工中的应用

通过提出一个新的曲面数字化模型，建立了一个新的参数曲面数控加工刀位点生成方法。该模型的精度控制准则消除了现有的刀位点计算误差分析中的不可靠因素。同时，该曲面数字化模型的建立使刀位点生成速度得到有效的提高     

环形刀五轴数控自由曲面分片光顺轨迹规划研究

采用曲面分片思想将具有相同或相似曲面信息与工艺特征的复杂曲面分成曲面片族,利用环形刀在各曲片域内建立等残留高度刀具路径规划策略,使刀具姿态随工件曲面的曲率而变化,并完成曲面片间的光顺接合.该方法可从整体上提高复杂曲面的加工精度,改善曲面加工质量.     

环形刀五轴数控加工刀具路径生成算法

将微分几何理论应用于环形刀五轴加工无干涉刀具路径生成方法的研究,分别推导出刀触点处刀具曲面和工件曲面曲率分布方程,结合这两个方程,进行进给步长、加工行距以及相邻刀触点等的计算并建立判断有无干涉发生的条件,利用该条件对刀具姿态角进行修正以避免干涉.对实际曲面进行路径计算结果表明,提出的方法能有效避免干涉而且缩短加工路径长度.