细长螺旋曲面的反问题研究

发布时间：2017-08-30 09:21

  本文关键词：细长螺旋曲面的反问题研究

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【摘要】：复杂曲面是各种高精度、尖端机械构件的重要组成部分，而复杂曲面往往由一些曲线按某方式运动形成，石油钻采行业中所用的螺杆钻具的螺杆廓型就是一种圆柱形螺旋曲面，要加工这种螺杆就要对这一工件的廓型做具体细致的分析。近几年，随着螺杆类型的多样化，很多螺杆的研究人员想通过对螺杆廓形、头数等因素的改变来提高螺杆钻具的功效，但随着人员的流动、时间的推移等原因，一些螺杆的廓形曲线流失掉了，仅存在数控加工程序代码或者遗留下的产品照片，希望能通过对现有条件的研究得到螺杆的端截面廓型曲线。 针对以上两种情况，提出了得到端截面廓型曲线的不同方法。对仅存在数控程序的情况，，有两种方法得到端截面廓型曲线，简单方法是设出截面曲线方程，解得方程系数得到廓型曲线；一般方法，根据刀具的运动信息包含了工件的廓型信息，将刀具的运动简化并建立数学模型，利用程序代码中信息提取刀尖圆弧中心轨迹曲线，再偏置曲线从而得到工件的端面廓型曲线。对仅存在产品照片的情况，从照片中提取螺杆轴截面偏移量曲线，结合刀具在空间的坐标方程、啮合规律等方法得到刀触点坐标，再拟合曲线得到端截面廓型曲线。最后通过实例验证方法的可行性。两种情况的不同方法的提出不仅弥补了螺杆曲面反求问题的空白，同时增加了数学理论在其他领域的应用实例。
【关键词】：螺旋曲面 曲面反求 曲线拟合
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O186.11
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 简述螺旋曲面9-10
• 1.2 螺旋曲面的主要应用10-12
• 1.2.1 螺杆钻具10-11
• 1.2.2 螺杆的分类11
• 1.2.3 螺杆加工方法11-12
• 1.3 螺旋曲面加工的发展背景、现状及趋势12-13
• 1.3.1 发展背景和现状12-13
• 1.3.2 发展趋势13
• 1.4 课题目的意义及主要研究内容13-15
• 第2章 细长螺旋曲面反问题研究的基本理论15-25
• 2.1 本文相关的几个概念15
• 2.2 细长螺杆机床运动特点及加工原理15-17
• 2.2.1 数控螺杆铣床的运动特点15-16
• 2.2.2 细长螺杆的加工原理16-17
• 2.3 曲线的拟合17-21
• 2.3.1 插值法17-20
• 2.3.2 最小二乘法20-21
• 2.3.3 NURBS 三次曲线拟合21
• 2.4 数学模型的建立21-24
• 2.4.1 坐标系建立21-22
• 2.4.2 刀具坐标系下刀具圆环面方程22-23
• 2.4.3 工件坐标系下刀具圆环面方程23
• 2.4.4 切削运动的简化23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 螺旋曲面的反问题研究25-35
• 3.1 基于影像的螺旋曲面反求25-28
• 3.1.1 啮合点偏移的介绍25-26
• 3.1.2 基于影像的螺旋曲面反求原理26
• 3.1.3 影像中的信息分析26-28
• 3.1.4 端截面上接触触点求解28
• 3.2 基于数控加工程序代码的螺旋曲面反求28-34
• 3.2.1 数控程序代码的分析29
• 3.2.2 曲线的偏置29-30
• 3.2.3 基于数控加工程序代码的螺旋曲面反求原理30
• 3.2.4 基于数控代码方法的端截面上刀触点的求解30-34
• 3.3 本章小结34-35
• 第4章 方法实例验证及分析35-40
• 4.1 计算实例35-39
• 4.2 结果分析39
• 4.3 本章小结39-40
• 第5章 结论40-41
• 参考文献41-43
• 在学研究成果43-44
• 致谢44

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈思;郭东涛;孙玉龙;;螺杆钻具的研究进展及变化趋势[J];长江大学学报(自然科学版)理工卷;2010年03期

2 刘彦臣;李战芬;李彩霞;郑鹏宇;;基于加工文件的复杂曲面反求研究[J];中北大学学报(自然科学版);2011年02期

3 柯金朴;;空间三维坐标转换原理及实现[J];江西测绘;2008年03期

4 张金土;螺杆压缩机齿形技术发展概述[J];机电设备;1995年04期

5 易先忠,邹连阳;螺旋曲面用盘形铣刀廓形设计的向量矩阵法[J];江汉石油学院学报;1997年03期

6 洪汉玉;螺旋转子的计算机绘制与消隐处理[J];计算机辅助设计与制造;1997年09期

7 陈欣,王可,唐宗军,赵文珍;螺杆数控机床加工中自动编程系统的研究[J];机械设计与制造;1999年02期

8 王跃先,陈军,阮雪榆;自由曲线/曲面的新偏置算法及其在模具设计中的应用[J];模具技术;2000年06期

9 董延;黄志刚;;一种利用Matlab提取图像中曲线的新方法[J];机电产品开发与创新;2014年02期

10 孙向明;何会中;;地图边界提取的递归算法[J];气象科技;2006年02期

本文编号：758458