论文部分内容阅读
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模,并结合布尔运算的方法,实现立铣刀参数化三维建模;并将所生成模型的数据格式转换为*.obj文件格式,以支持其他商业软件的读写。2、立铣刀磨削运动仿真:同样采用点云建模理论实现砂轮参数化建模,并以建立的立铣刀模型为基础,自动产生数控磨削程序,通过磨削运动仿真检验数控程序的正确性。本文研发的立铣刀参数化建模和磨削仿真系统实现了立铣刀的设计与可视化的统一,自动生成满足设计参数的立铣刀三维实体模型。结合砂轮参数化建模自动实现数控程序的编制,利用磨削运动仿真验证数控程序的正确性。本文基于Open GL开发立铣刀参数化建模及磨削仿真平台,提出基于关键点的点云进行立铣刀建模,并实现立铣刀磨削运动仿真,研究结果表明:本系统运行稳定,建模精度和建模效率高,且具有较好的可扩展性和实用性,有效提高了刀具的设计效率。