基于三角網(wǎng)格曲面的數(shù)控高速加工刀具軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、自由曲面零件以其優(yōu)良的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)特性,廣泛應(yīng)用于航空航天、造船、汽車、模具制造等領(lǐng)域。對(duì)三角網(wǎng)格模型的三軸數(shù)控加工已經(jīng)研究比較深入，然而對(duì)五軸數(shù)控加工的研究相對(duì)較少。數(shù)控加工技術(shù)作為三角網(wǎng)格曲面設(shè)計(jì)和多軸聯(lián)動(dòng)加工的橋梁，越來(lái)越凸顯出其重要性，特別是對(duì)刀具路徑軌跡規(guī)劃技術(shù)研究已成為該領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
　　在面向復(fù)雜三角網(wǎng)格曲面的數(shù)控加工過(guò)程中，進(jìn)行刀具軌跡的連續(xù)性規(guī)劃對(duì)自由曲面的加工效率和加工質(zhì)量具有重要意義。本文系

2、統(tǒng)的綜述了國(guó)內(nèi)外對(duì)三角網(wǎng)格曲面刀具軌跡規(guī)劃的研究進(jìn)展，對(duì)三角網(wǎng)格曲面五軸數(shù)控加工的相關(guān)核心技術(shù)進(jìn)行了研究，提出了利用黃金分割法的變步長(zhǎng)等弦高誤差算法和基于三角網(wǎng)格曲面映射的數(shù)控高速加工刀軌規(guī)劃算法。仿真實(shí)驗(yàn)表明，相對(duì)于截面法和環(huán)切法在加工表面質(zhì)量、軌跡長(zhǎng)度和相鄰軌跡的相對(duì)誤差等方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　本文的主要研究工作如下：
　　1、三角網(wǎng)格曲面的特性分析。主要利用三角網(wǎng)格單元自適應(yīng)拓補(bǔ)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)刀觸點(diǎn)在三角網(wǎng)格單元的

3、不同位置的幾何特性進(jìn)行分析，主要包括刀觸點(diǎn)在三角網(wǎng)格單元上的位置確定方法，刀觸點(diǎn)在三角網(wǎng)格單元上的法矢、曲率求解等。這項(xiàng)研究工作為后續(xù)刀具軌跡規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。
　　2、提出了一種基于黃金分割法的等弦高誤差變步長(zhǎng)算法，相比于傳統(tǒng)的等弦長(zhǎng)步長(zhǎng)計(jì)算方法，本算法的最大特點(diǎn)是運(yùn)用黃金分割法求取最大弦高誤差和步長(zhǎng)，同時(shí)通過(guò)給出利用曲率半徑符號(hào)來(lái)判別的弦高誤差的校核方法，避免利用弦高誤差中點(diǎn)校核法帶來(lái)的判斷誤差。
　　3、提出了一種基于三