计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)是现代制造技术的重要组成部分,随着世界科学技 术的不断进步,CAD/CAM及其相关技术的应用和推广必将从根本上改变传统的产品设计和制 造模式,极大地提高生产效率,创造更大的技术经济效益.该文以工程应用为背景,系统学入地研究了CAD/CAM技术领域中数控加工仿真的关键技术,主要研究成果如下:1.阐述了裁 剪NURBS曲央的数学描术及其相磁的曲面三角化技术.这些技术和方法既是曲央造型技术的 重要组成部分,同时也是数控加工仿真技术的几何基础;2.系统地研究了数控加工仿真技术的基础一切削过程的几何表示和图象表示算法.介绍了目前在切削过程几何表示问题上两种代表性的解决方法---基于实体造型表示方法和基于映射空间表示方法;在此基础上研究了 基于映射空间的Z空间分割的切削过程几何表示方法,并针对不同刀具类型,对刀具切削段 扫掠面进行了精确的几何定义;为了解决切削过程图象表示中计算和显示复杂的技术难点,该文深入地剖析了等轴测投影消隐算法在切削过程图象表示中的应用,提高了显示和计算效率;3.研究了数控加工动态仿真的实现方法及其关键的图形显示技术.详细地分析了基于OpenGL图形标准开发数控加工动态仿真系统的过程及方法,并探讨了双缓冲和局部刷新等重要图形技术的基本原理及其在系统图形显示中的实现方法.这些图形标准和技术的采用提高了数控加工动态仿真系统图形显示的真实感和动画效果;4.深入研究了数控加工仿真误差检测技术的算法基础和具体实现方法.在分析误差检测技术发展现状的基础上,提出了基于曲面三角化和Z空间分割法的数控加工仿真误差检测的实现算法,解决了在数控加工仿真系统中 工件设计曲面和切削结果曲面和切削结果曲面的表示问题.在分析Z向误差计算方法弊端的 基础上,该是出了"法向投影误差计算法",该计算方法具有计算效率高的优点.同时阐述了主差检测结果的两种输出方法---云图输出和误差文件输出,实现了误差检测结果的定性 和定量表示;5.数控加工仿真综合模型的研究与探讨.通过加工实例精度测理结果和误差检测计算值的比较,明确了实际加工精度和编程工和编程精度的不同概念,并在分析切削力、刀具磨损、对刀误差及机床误差等工艺因素对实际切削过程和加工精度影响机制的基础上,建立了综全考虑编程精度及各工艺因素的数控加工仿真综合模型,并对综合模型在产品设计和加工过程中的重要作用进行了探讨;6.论文的最后,在总结研究工作的基础上,探讨了数控加工仿真技术在实用化、商品化方面的研究和发展前景.