随着工业自动化程度的不断提高,自动加工技术也在不断革新。曲线曲面加工是加工行业的难点问题,但航空航天、汽车及模具等领域存在大量的曲线曲面结构。因此,如何快速、精准的进行曲线曲面加工是当前加工技术领域的一个关键问题。本文以某企业一曲面模具为研究对象,通过对该模具的结构分析、复杂曲面构造方法研究,完成该模具的数控加工程序开发,并对其进行仿真加工。为企业提供完整的模具加工工艺和程序,以指导企业的模具生产加工。本文首先对该模型中的复杂曲面进行分离和拟合,以NURBS基本原理为基础,对该曲面进行三次曲线和双三次曲面构造;再对构造好的理论曲面分别进行三轴及五轴数控仿真加工,并进行误差分析和对比;最后对模型整体进行数控仿真加工研究。(1)将模具的二维图纸转化为三维模型,把模具的复杂曲面从整体模型中分离,导入ANSYS中获取的该曲面表面上的数据坐标;运用最小二乘法的原理,在MATLAB中进行编程,在拟合工具中对该曲面进行拟合。以此达到分析曲面复杂程度和在NURBS构造中更准确获取型值点的目的。(2)利用NURBS双三次曲面构造技术进行曲面重构。通过参数方向的选取、节点矢量的确定以及根据边界条件反算控制顶点的过程,以获取的型值点坐标为数据,运用MATLAB编程对NURBS三次曲线进行曲线构造,同理对另一方向上进行同样操作,最后运用蒙面法构造出该自由曲面的NURBS双三次型面。(3)以构造出的双三次型面为理论面,采用等切削层法进行三轴数控加工并得到仿真效果图。采用曲面区域驱动的方法进行五轴数控仿真加工并得到仿真图。分别对两个仿真加工面与理论面之间进行误差分析。通过误差数据对比来得出五轴加工方法相比于三轴加工方法在曲面加工过程中的优势,以及零件公称尺寸对于仿真加工过程中误差的影响规律。(4)采用等高线轮廓铣的方法对模具整体进行数控仿真加工,通过多次粗加工和精加工,得到模具整体的数控加工仿真效果图,并生成刀具轨迹和方程。