基于OpenGL的立铣刀参数化建模及磨削仿真系统研究
发布时间：2022-12-22 03:32
立铣刀作为一种高性能的自由曲面加工刀具,具有良好的切削性能和表面加工质量,广泛应用在航空、航天、汽车模具等领域。但由于立铣刀结构复杂,三维建模困难,耗时较多,设计效率低下,因此需要进行刀具参数化建模以提高立铣刀设计的效率。立铣刀建模的相关研究大多基于商业三维CAD绘图软件（UG、Solid Works、Pro E、MABLAB等）进行二次开发,建模系统完全依赖商业软件运行,使其功能扩展及市场应用受到极大的限制。目前国内的磨削系统基本都是使用国外的软件,商品化的国产软件目前仍未成熟。因此,建立具有独立知识产权的立铣刀建模和磨削仿真系统对刀具行业的发展具有十分重要的意义。本文在Visual Studio2015环境下建立了立铣刀参数化建模和磨削仿真系统,实现刀具的三维建模、自动产生数控磨削程序以及磨削运动的仿真功能,为刀具的设计制造一体化提供了一个平台。论文主要研究内容如下:1、基于Open GL的立铣刀参数化建模:针对Open GL底层图形库的特点,分析立铣刀周刃与端刃结构特征,将光学扫描重构建模领域中的点云建模理论应用到立铣刀参数化建模中;提出了一种立铣刀建模方法——基于关键点的点云建...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 立铣刀数学模型的建立
1.2.2 立铣刀三维参数化建模软件的实现
1.2.3 磨削运动仿真
1.2.4 目前立铣刀参数化建模存在的问题及对策
1.3 课题主要研究内容
1.4 本章小结
第2章 建模系统的环境搭建
2.1 OpenGL简介
2.2 OpenGL工作流程
2.3 OpenGL的环境配置
2.4 OpenGL的视口搭建
2.5 透视变换
2.6 OpenGL的渲染
2.7 本章小结
第3章 立铣刀周刃建模
3.1 概述
3.2 立铣刀周刃截面的点云建模
3.2.1 立铣刀周刃截面关键点数学建模
3.2.2 立铣刀周刃截面点云信息
3.3 立铣刀的周刃点云建模
3.4 点云的三角网格处理
3.5 立铣刀参数化建模系统的实现
3.6 立铣刀周刃生成模型的格式转换
3.6.1 *.obj文件的简介
3.6.2 转换文件格式的处理
3.7 本章小结
第4章 立铣刀端刃建模
4.1 概述
4.2 端刃后刀面建模
4.2.1 端刃后刀面点云建模
4.2.2 端刃后刀面建模的实现
4.3 端刃前刀面建模
4.3.1 端刃前刀面点云建模
4.3.2 端刃前刀面参数化建模的实现
4.4 不同类型立铣刀建模
4.4.1 长短刃转化数学模型
4.4.2 立铣刀类型转换的实现
4.5 本章小结
第5章 磨削加工仿真
5.1 概述
5.2 砂轮参数化建模
5.2.1 砂轮的点云建模
5.2.2 砂轮的三角网格
5.2.3 砂轮参数化建模的实现
5.3 立铣刀加工轨迹解析
5.3.1 砂轮加工立铣刀周刃运动轨迹分析
5.3.2 砂轮加工容屑槽运动轨迹分析
5.4 NC代码的生成
5.5 立铣刀磨削加工运动仿真
5.5.1 解读NC代码
5.5.2 运动仿真
5.6 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录A 在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维激光扫描的物体重构建模[J]. 周海平. 计算机测量与控制. 2017(12)
[2]基于OpenGL的三维模型读取与动态观察[J]. 张肇同. 科技视界. 2017(34)
[3]整体式立铣刀三维建模及切削力预测研究[J]. 史文,谷美林,刘慧娟,李宁,穆金成. 工具技术. 2017(04)
[4]基于Solid Works球头立铣刀的三维建模技术[J]. 蓝华,蒋道顺. 机械工程师. 2016(11)
[5]基于VERICUT的四圆弧齿轮成形磨削加工仿真[J]. 任重义,赵艺,段建中. 机械传动. 2016(10)
[6]Opengl环境下人体模型重建方法研究[J]. 王小波,刘炯. 内蒙古工业大学学报(自然科学版). 2016(02)
[7]锥度球头立铣刀磨削加工数学模型研究[J]. 夏文胜,赵先锋,高飞,周兆锋. 组合机床与自动化加工技术. 2016(01)
[8]基于OpenGL的三维数控铣削仿真系统的研究与开发[J]. 袁红兵,赵动动,谭鑫. 组合机床与自动化加工技术. 2015(01)
[9]整体立铣刀参数化建模分析与研究[J]. 刘建宁,李占锋,李大鹏. 现代制造工程. 2015(01)
[10]国内外数控工具磨削软件的发展状况[J]. 张洪军,李建广,张天微. 制造技术与机床. 2013(08)
硕士论文
[1]基于OpenGL的剪切机三维动画软件设计与实现[D]. 王冠.吉林大学 2017
[2]三角网格曲面快速重建技术研究[D]. 徐万银.南京航空航天大学 2013
[3]整体硬质合金立铣刀参数化设计及优化[D]. 裴志强.山东大学 2012
[4]立铣刀三维参数化设计系统研发[D]. 米蓉.西南交通大学 2011
[5]整体硬质合金立铣刀CAD技术研究[D]. 张晓东.山东大学 2011
[6]基于Web的超高速磨床加工仿真研究[D]. 张恒先.东北大学 2010
[7]数控磨削螺旋刃球头立铣刀前后刀面的研究[D]. 胡鑫.湖南大学 2009
[8]球头立铣刀的参数化设计及有限元分析[D]. 马世辉.兰州理工大学 2009
[9]加工钛合金立铣刀参数优化与铣刀的计算机辅助设计[D]. 宋灵明.东北大学 2008
[10]复杂形状刀具三维实体建模[D]. 邱迎宾.华中科技大学 2007
本文编号：3723361
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 立铣刀数学模型的建立
1.2.2 立铣刀三维参数化建模软件的实现
1.2.3 磨削运动仿真
1.2.4 目前立铣刀参数化建模存在的问题及对策
1.3 课题主要研究内容
1.4 本章小结
第2章 建模系统的环境搭建
2.1 OpenGL简介
2.2 OpenGL工作流程
2.3 OpenGL的环境配置
2.4 OpenGL的视口搭建
2.5 透视变换
2.6 OpenGL的渲染
2.7 本章小结
第3章 立铣刀周刃建模
3.1 概述
3.2 立铣刀周刃截面的点云建模
3.2.1 立铣刀周刃截面关键点数学建模
3.2.2 立铣刀周刃截面点云信息
3.3 立铣刀的周刃点云建模
3.4 点云的三角网格处理
3.5 立铣刀参数化建模系统的实现
3.6 立铣刀周刃生成模型的格式转换
3.6.1 *.obj文件的简介
3.6.2 转换文件格式的处理
3.7 本章小结
第4章 立铣刀端刃建模
4.1 概述
4.2 端刃后刀面建模
4.2.1 端刃后刀面点云建模
4.2.2 端刃后刀面建模的实现
4.3 端刃前刀面建模
4.3.1 端刃前刀面点云建模
4.3.2 端刃前刀面参数化建模的实现
4.4 不同类型立铣刀建模
4.4.1 长短刃转化数学模型
4.4.2 立铣刀类型转换的实现
4.5 本章小结
第5章 磨削加工仿真
5.1 概述
5.2 砂轮参数化建模
5.2.1 砂轮的点云建模
5.2.2 砂轮的三角网格
5.2.3 砂轮参数化建模的实现
5.3 立铣刀加工轨迹解析
5.3.1 砂轮加工立铣刀周刃运动轨迹分析
5.3.2 砂轮加工容屑槽运动轨迹分析
5.4 NC代码的生成
5.5 立铣刀磨削加工运动仿真
5.5.1 解读NC代码
5.5.2 运动仿真
5.6 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录A 在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维激光扫描的物体重构建模[J]. 周海平. 计算机测量与控制. 2017(12)
[2]基于OpenGL的三维模型读取与动态观察[J]. 张肇同. 科技视界. 2017(34)
[3]整体式立铣刀三维建模及切削力预测研究[J]. 史文,谷美林,刘慧娟,李宁,穆金成. 工具技术. 2017(04)
[4]基于Solid Works球头立铣刀的三维建模技术[J]. 蓝华,蒋道顺. 机械工程师. 2016(11)
[5]基于VERICUT的四圆弧齿轮成形磨削加工仿真[J]. 任重义,赵艺,段建中. 机械传动. 2016(10)
[6]Opengl环境下人体模型重建方法研究[J]. 王小波,刘炯. 内蒙古工业大学学报(自然科学版). 2016(02)
[7]锥度球头立铣刀磨削加工数学模型研究[J]. 夏文胜,赵先锋,高飞,周兆锋. 组合机床与自动化加工技术. 2016(01)
[8]基于OpenGL的三维数控铣削仿真系统的研究与开发[J]. 袁红兵,赵动动,谭鑫. 组合机床与自动化加工技术. 2015(01)
[9]整体立铣刀参数化建模分析与研究[J]. 刘建宁,李占锋,李大鹏. 现代制造工程. 2015(01)
[10]国内外数控工具磨削软件的发展状况[J]. 张洪军,李建广,张天微. 制造技术与机床. 2013(08)
硕士论文
[1]基于OpenGL的剪切机三维动画软件设计与实现[D]. 王冠.吉林大学 2017
[2]三角网格曲面快速重建技术研究[D]. 徐万银.南京航空航天大学 2013
[3]整体硬质合金立铣刀参数化设计及优化[D]. 裴志强.山东大学 2012
[4]立铣刀三维参数化设计系统研发[D]. 米蓉.西南交通大学 2011
[5]整体硬质合金立铣刀CAD技术研究[D]. 张晓东.山东大学 2011
[6]基于Web的超高速磨床加工仿真研究[D]. 张恒先.东北大学 2010
[7]数控磨削螺旋刃球头立铣刀前后刀面的研究[D]. 胡鑫.湖南大学 2009
[8]球头立铣刀的参数化设计及有限元分析[D]. 马世辉.兰州理工大学 2009
[9]加工钛合金立铣刀参数优化与铣刀的计算机辅助设计[D]. 宋灵明.东北大学 2008
[10]复杂形状刀具三维实体建模[D]. 邱迎宾.华中科技大学 2007
本文编号：3723361
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