基于三角网格曲面的数控高速加工刀具轨迹规划研究

《基于三角网格曲面的数控高速加工刀具轨迹规划研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码10530学号201330071572分类号TP273密级硕士学位论文基于三角网格曲面的数控高速加工刀具轨迹规划研究学位申请人许都指导教师秦衡峰学院名称机械工程学院学科专业机械工程研究方向数字化设计与制造二〇一六年五月ToolPathPlanningResearchOfCNCHighSpeedMachiningBasedOnTriangularMeshSurfaceCandidateXuDuSupervisorAssociateProfessorQinHengfengCollegeTheSchoolofMech

2、anicalEngineeringProgramMechanicalEngineeringSpecializationDigitaldesignandmanufacturingDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay.2016湘巧大学学位论文原创巧声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研巧；成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研

3、巧做出重要贡献’的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名日期年ｙ月日学位论文版权使用授巧书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查陶和借阅。本人授权湘潭大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名日期：年ｉｒ月弓〇日导师签名：＾／５日期

4、：年月＾日＼＾＾＾湘潭大学硕士论文摘要自由曲面零件以其优良的动力学和热力学特性,广泛应用于航空航天、造船、汽车、模具制造等领域。对三角网格模型的三轴数控加工已经研究比较深入，然而对五轴数控加工的研究相对较少。数控加工技术作为三角网格曲面设计和多轴联动加工的桥梁，越来越凸显出其重要性，特别是对刀具路径轨迹规划技术研究已成为该领域内的一个研究热点和难点。在面向复杂三角网格曲面的数控加工过程中，进行刀具轨迹的连续性规划对自由曲面的加工效率和加工质量具有重要意义。本文系统的综述了国内外对三角网格曲面刀具轨迹规划的研究进展

5、，对三角网格曲面五轴数控加工的相关核心技术进行了研究，提出了利用黄金分割法的变步长等弦高误差算法和基于三角网格曲面映射的数控高速加工刀轨规划算法。仿真实验表明，相对于截面法和环切法在加工表面质量、轨迹长度和相邻轨迹的相对误差等方面有明显的优势。本文的主要研究工作如下：1、三角网格曲面的特性分析。主要利用三角网格单元自适应拓补能力强的特点，对刀触点在三角网格单元的不同位置的几何特性进行分析，主要包括刀触点在三角网格单元上的位置确定方法，刀触点在三角网格单元上的法矢、曲率求解等。这项研究工作为后续刀具轨迹规划奠定了基础。2

6、、提出了一种基于黄金分割法的等弦高误差变步长算法，相比于传统的等弦长步长计算方法，本算法的最大特点是运用黄金分割法求取最大弦高误差和步长，同时通过给出利用曲率半径符号来判别的弦高误差的校核方法，避免利用弦高误差中点校核法带来的判断误差。3、提出了一种基于三角网格曲面映射的数控高速加工刀轨规划算法，对比传统的刀具轨迹规划算法（截面法，环切法等）在加工质量和加工效率上有所提高。主要是通过将映射到参数域内的刀触点重新规划,运用NURBS最小二乘法拟合得到螺旋线，再将螺旋线逆映射到网格曲面上，最终得到满足残余高度、等弦高误差的

7、螺旋刀触点加工轨迹。关键字：三角网格曲面；等弦高；黄金分割法；映射；螺旋加工轨迹I湘潭大学硕士论文AbstractFree-formsurfacepartsarewidelyusedinaerospace,ship-building,automobileandmouldmanufacturingfieldsforitsexcellentdynamicandthermodynamiccharacteristics,Three-axisNCmachiningbasedontriangularmeshmodelhasbeen

8、studieddeeply,however,theresearchonfive-axisNCmachiningisrelativelyfew.Asabridgeoftriangularmeshsurfacedesignandmulti-axismachining,NCprocessingtechnologyincreasingly