基于OpenGL的麻花钻三维仿真研究

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我国科研人员对麻花钻进行了大量的研究,尤其在钻尖数学模型及其求解方法以及数控钻尖刃磨机床的研制方面,取得了丰富的研究成果,但对麻花钻三维仿真的研究却相对较少,与国外先进的研究成果相比还有一定差距。 本文主要目的是对麻花钻三维仿真作一个初步的探讨,主要研究内容分为两部分,即麻花钻的螺旋槽部分和钻尖部分。本文的研究内容将为钻头仿真软件系统的规划与开发提供重要的技术支持。 首先,本文通过对麻花钻螺旋槽进行分析研究,提出螺旋槽三维仿真模型的设计思想,并在标准麻花钻螺旋槽数学模型的基础上,使用OpenGL 和C++设计出其三维仿真模型,并可通过旋转该模型对其进行多视角观察;其次,通过查阅大量文献资料,对特殊结构的螺旋槽进行收集整理与分析研究,并运用上述螺旋槽三维仿真模型的设计思想,设计出它们的三维动态仿真模型。 随后,本文对锥面钻尖进行分析研究,得出其三维仿真模型的设计方法,并在其数学模型的基础上,设计出直线刃锥面钻尖三维仿真模型。为使仿真模型能适应钻尖任意设计参数组合的要求,须实现钻尖三维仿真模型设计的参数化操作,解决该问题的关键在于由设计参数快速计算出刃磨参数,但由于其设计参数与刃磨参数间的函数表达式是非常复杂的四元超越函数方程组,无法得到刃磨参数的解析解,这给计算带来很大的困难。鉴于此,本文使用神经网络方法,找到了该问题的解决对策。 最后,本文基于与锥面钻尖相似的研究方法,对形状更为复杂的基本型群钻进行了分析研究,并在其数学模型的基础上,设计出基本型群钻三维动态仿真模型;同时,对基本型群钻切削刃上的主要几何角度进行了仿真分析,并得出角度分布规律的仿真曲线。
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