随着CAD/CAM及其相关技术的应用和推广,从根本上改变了传统的产品设计、制造模式,极大地提高了生产效率,创造更多的技术经济效益。数控加工仿真是计算机辅助设计与制造的关键技术之一。复杂曲面加工的仿真技术对于加工精度和加工表面质量分析具有重要意义。为此,本文对复杂曲面数控加工的几何仿真技术进行了研究。 本文介绍了利用最小有向距离原理计算刀位轨迹的方法。在此基础上分析了各种铣刀的几何特征,归纳出一种用参数表示的通用铣刀模型,并对构成刀具模型的双圆锥面和圆环面的曲面参数方程及其单位法矢量方程进行了研究。通过对数控加工基本运动单元的深入分析,归纳出利用数控运动参数求解刀具表面与工件表面之间相对运动的方法。根据点啮合的基本原理,提出了一种在已知刀位数据和刀具表面的条件下,基于啮合基本定理的点接触包络加工表面的几何仿真算法。利用第一进给方向和第二进给方向的两个相对运动速度在刀触点上与刀具法矢量垂直原理,得到刀触点的啮合方程式,从而可求得加工表面上的刀触点,即几何仿真点。该仿真算法以数控程序中的刀具运动参数为基本信息,把几何仿真问题转化成了非线性方程组求解问题,原理简单,计算量较小,对于一般的复杂曲面加工具有较好推广价值。最后,根据仿真算法原理编制了仿真程序,采用典型实例,对算法和程序进行了验证。 在数控自动编程系统中,利用加工表面几何仿真工具进行编程误差分析,可以获得较高的分析精度。根据啮合基本定理提出的复杂曲面加工表面几何仿真算法是对几何仿真新的探索,具有较强的实际意义。