基于反求工程的自由曲面数控加工的研究与应用

发布时间：2017-06-09 09:05

  本文关键词：基于反求工程的自由曲面数控加工的研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着工业的快速发展，具有自由曲面的复杂外形零件越来越多，精度要求也越来越高。数控加工技术已成为这类产品加工的主要方法。这些产品加工时往往没有现成的图纸或CAD模型。近年来发展起来的反求技术已成为这些产品获得CAD模型的重要手段。因此，基于反求工程的自由曲面数控加工技术在航空、汽车、模具、艺术品等领域得到了广泛应用。 本文对反求工程中自由曲面零件的三维数据采集方式、测量数据预处理、曲面重建以及数控加工刀具轨迹生成进行了理论的研究和实践应用。 本文分析了反求技术中三维数据的采集方式、测量过程中测量区域的规划和测点的分布，对测量数据的去噪、压缩、插补、光顺及测头半径补偿和数据重定位整合等处理提出了较好的的方法。对基于三角Bezier曲面和B样条或NURBS曲面的曲面重构进行了论述，介绍了B样条和NURBS曲线曲面特点并对用插值法生成曲线曲面进行了研究。 本文对自由曲面进行了微分几何上的分类，对平头铣 刀在自由曲面数控加工的特点进行了较为详细的论述。着 重探讨了刀具轨迹生成策略和截面法、等参数法、等残留 高度法等刀具轨迹生成方法。从提高自由曲面数控加工精 度入手，，对多轴数控加工的误差进行了分析，并提出了较 为合理的走刀步长的估算方法。最后以头像自由曲面的反 求和数控加工对前述的研究进行实践应用。 综上所述，对自由曲面零件进行反求，利用CAD/CAM 系统生成数控加工程序是具有复杂的自由曲面零件生产 的先进技术，可以极大的提高生产的灵活性和精确性。本 论文的研究工作丰富了自由曲面的反求和数控加工理论 和方法，将在一定程度上促进该项技术的推广和应用。
【关键词】：反求工程 数据处理 曲面重建 数控加工 刀具轨迹
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-6
• 英文摘要6-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 引言8-10
• 1.2 基于反求的数控加工研究现状及其关键技术10-14
• 1.2.1 反求工程研究现状10-11
• 1.2.2 反求工程的关键技术11-13
• 1.2.3 自由曲面数控编程技术研究现状13-14
• 1.3 本文研究的主要内容及论文框架14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 自由曲面的数字化技术16-31
• 2.1 三维数据采集方式16-17
• 2.1.1 接触式数字采集方法16
• 2.1.2 非接触式数字采集方法16-17
• 2.2 自由曲面三维数据测量规划17-21
• 2.2.1 测量区域界定18-19
• 2.2.2 测点分布19-21
• 2.3 测量数据处理21-29
• 2.3.1 去噪处理22-24
• 2.3.2 数据压缩24-25
• 2.3.3 数据插补25-26
• 2.3.4 数据光顺26-27
• 2.3.5 测头半径的影响消除27-28
• 2.3.6 测量数据重定位整合28-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 自由曲面的三维重构31-43
• 3.1 逆向工程中的曲面重构技术31-33
• 3.1.1 以三角Bezier曲面为基础曲面构造31-32
• 3.1.2 以B样条或NURBS曲面为基础的曲面构造32-33
• 3.2 B样条和NURBS曲线曲面33-36
• 3.2.1 B样条曲线曲面33-34
• 3.2.2 NURBS曲线曲面34-36
• 3.3 曲线曲面生成36-41
• 3.3.1 B样条曲线插值37-38
• 3.3.2 NURBS曲线的反算拟合38-39
• 3.3.3 NURBS曲面反算拟合39-41
• 3.4 曲面重构实例41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 自由曲面数控加工参数分析43-52
• 4.1 自由曲面的区域分类与刀具半径43-44
• 4.1.1 自由曲面的分类43-44
• 4.1.2 球刀半径的确定44
• 4.2 数控刀具类型及刀具选择44-48
• 4.2.1 数控刀具类型44-45
• 4.2.2 多轴加工时平头立铣刀的特点45-48
• 4.3 走刀步长与加工带宽度48-51
• 4.3.1 走刀步长48-49
• 4.3.2 加工带宽度与残留高度49-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 自由曲面数控加工刀具轨迹的规划与计算52-72
• 5.1 刀具轨迹生成策略52-53
• 5.2 与刀具轨迹有关的几个基本概念53-54
• 5.3 刀具轨迹生成方法54-62
• 5.3.1 参数线法54-56
• 5.3.2 等距截面法56-58
• 5.3.3 等残留高度法58-62
• 5.4 多轴数控加工刀具轨迹计算62-67
• 5.4.1 加工误差分析62-65
• 5.4.2 非线性误差的补偿65-66
• 5.4.3 走刀步长计算66-67
• 5.5 应用实例67-71
• 5.6 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 总结72
• 6.2 展望72-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-79
• 攻读学位期间发表的学术论文79

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 商庆清;郑建冬;孙青云;孙志武;;ACAD自由曲线数控加工刀触点数据创建方法研究[J];科技资讯;2009年27期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘鸣华;基于结构仿生的派生曲面研究[D];燕山大学;2011年

2 曾艳;大型螺旋桨数控加工的在线测量与余量计算研究[D];华中科技大学;2005年

3 胡小龙;基于扫描数据反求的数控代码自动生成技术的研究[D];西安理工大学;2006年

4 王禾玲;数控加工刀具运动轨迹的研究[D];西北农林科技大学;2006年

5 周密;基于逆向工程的曲面加工及快速制造技术研究[D];西安理工大学;2007年

6 齐国宁;基于逆向工程的复杂曲面数控加工技术研究[D];西安理工大学;2008年

7 刘福聪;基于PET的放射治疗三维调强铅模CAD/CAM技术研究[D];天津大学;2007年

8 王黎明;基于反求工程的复杂曲面数控加工研究[D];兰州理工大学;2009年

9 王静;大型核电封头CAD/CAM技术应用研究[D];华东理工大学;2010年

10 梁海波;逆向工程及PRO/E二次开发技术在坐便器中的应用研究[D];华南理工大学;2010年

  本文关键词：基于反求工程的自由曲面数控加工的研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：434935