基于离散建模的三轴数控铣削加工仿真算法研究.pdf

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1、大连交通大学硕士学位论文基于离散建模的三轴数控铣削加工仿真算法研究姓名：李军申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：沙智华20090606摘要摘要数控加工仿真是数控加工过程在虚拟环境中的映射。作为虚拟制造技术的重要组成部分，它可用于检验NC代码的正确性和判断毛坯是否有过切、漏切等现象，对缩短产品的研发周期具有重要的现实意义。本文在充分分析国内外现有三维仿真建模理论与方法的基础上，将离散建模技术引入到数控铣削加工仿真建模中，并提出了包括基于三角面片的离散建模方法进行加工环境形体构建的几何建模方法、基于刀具轨迹包围盒的刀具与毛坯求交算法和基于显示列表和顶点搜索

2、算法的仿真优化算法在内的数控铣削加工仿真思路，并对其中涉及的各项关键技术进行了深入研究。(1)基于常用几何建模方法的优点和不足，并针对三轴数控铣削加工的特点，提出了基于离散建模的三轴数控铣削加工仿真建模方法。提出了兼顾效果与效率的三轴数控铣削加工仿真原理，并以此为基础搭建了三轴数控铣削加工仿真系统的总体结构。(2)在对各种离散建模方法充分比较的基础上，将基于三角形面片的离散建模方法引入到数控铣削加工的建模中，应用该方法进行了毛坯与刀具的几何建模。建立了适合数控铣削加工仿真并能提高存储及访问效率的毛坯模型和刀具模型数据结构。(3)在毛坯与刀具的求交中，本论文将刀具轨迹包

3、围盒引入其中，它大大缩小了离散点的搜索范围。采用了显示列表技术对毛坯的离散点进行存储，对于没有发生切削的区域，离散点直接调用即可，这样大大提高了几何建模的效率。提出了顶点搜索算法用于对发生切削关系的离散点进行搜索，提高了刀具轨迹包围盒内离散点的搜索效率。关键词：数控铣削；加工仿真；离散建模；三角面片；求交效率大连交通大学T学硕+学位论文AbstractNCmachiningsimulationisamappingofNCmachiningprocessinthevirtualenvironment．Asallimportantpartofvirtualmanufact

4、uring，NCmachiningsimulationcanbeappliedtoverifythecorrectnessofNCprogramandwhetherthework—piecehasbeenover-cutormissedcutandSOon．So，ithasgreatpracticalsignificanceinproductdevelopmentcycleshortening．Basedonsufficientanalyzingtheexistedthreedimensionalsimulationtheoriesandmethodsofdomest

5、icsandabroad，thedispersionmodelingtechnologyisintroducedintoNCmillingsimulationmodelinginthisdissertation．TheNCmillsimulationmethodwhichcontainsthemodelingofmillingenvironmentshapesbasedontrianglemeshdispersionmodelingmethod，cuttingtoolandwork—pieceintersectionalgorithmbasedoncuttingtoo

6、lsimulationbasedondisplaylistandvertexpathboundingbox，andoptimizingalgorithmsearchingalgorithm，andthekeytechnologiesoftheabovemethodsareresearcheddeeply．(1)Basedontheadvantageanddisadvantageofthecommongeometricalmodelingmethod，andaimedtothecharacteristicsof3-axisNCmilling，the3-axisNCmil

7、lingsimulationmodelingmethodwhichbasedondispersionmodelingispresented．Andtheprincipleof3-axisNCmillingsimulationwhichconsideredboththeeffectandefficiencyispresented，andthestructureof3-axisNCmillingsimulationsystemisbuiltbasedontheabovesimulationprinciple．(2)Bysufficientcomparin