第1章 复杂曲面加工概述 1
1.1复杂曲面精密加工的重要意义 3
1.1.1相关学术背景介绍 3
1.1.2复杂曲面精密加工目的 5
1.1.3复杂曲面加工的研究价值 6
1.2复杂曲面加工CAD/CAM编程发展情况综述 6
1.2.1关于复杂曲面加工的相关技术综述 6
1.2.2 CAD/CAM技术的发展概述 7
1.2.3五轴CAD/CAM数控编程技术概述 9
1.2.4五轴CAD/CAM技术现状分析 10
1.3复杂曲面数控插补方面的现状分析 14
1.4对上述相关方法的共性问题分析 16
1.5本书主要内容简介 19
第2章 复杂曲面的数学模型及计算机表示 23
2.1复杂曲面数学模型发展简介 25
2.2复杂曲线曲面相关数学模型 27
2.2.1复杂曲线模型 27
2.2.2复杂曲面模型 28
2.2.3节点矢量计算 30
2.2.4基函数分块矩阵计算方法 31
2.2.5对分块矩阵方法的扩展 36
2.2.6曲线长度的数值计算方法 42
2.3过型值点的拟合方法 44
2.3.1线拟合 45
2.3.2面插值 46
2.4曲面造型表示方法 47
2.4.1柱面的表示 47
2.4.2直纹面的表示 48
2.4.3扫描曲面的表示 49
2.5曲面的微分几何分析 49
2.5.1样条曲线齐次坐标表示 50
2.5.2对曲线求一阶导 51
2.5.3对曲面的偏导计算 52
2.5.4对曲面的微分计算 54
第3章 复杂曲面加工刀具路径的生成方法 59
3.1简介 61
3.2基本概念和数学模型 62
3.2.1铣削刀具 62
3.2.2相关概念 63
3.2.3五轴加工原理 65
3.3进给步长 66
3.4刀具路径的计算方法 67
3.4.1残留波纹高度与行距 67
3.4.2局部微分几何数学模型 68
3.4.3加工带宽 73
3.4.4下一条CC路径计算 76
3.4.5刀触点转换为刀位数据 78
3.5干涉检验与修正 79
3.5.1刀倾角与刀转角对加工结果的影响 79
3.5.2优化刀倾角与刀转角 80
3.5.3相关结论 82
3.6刀具路径生成流程 82
3.7刀具路径生成实例 84
3.8干涉条件的数值模拟分析 85
第4章 五轴机床的空间运动学模型及应用 91
4.1相关概念介绍 93
4.2五轴机床运动学基础 96
4.3五轴机床空间运动学分析 96
4.3.1刀具旋转摆动的五轴机床 97
4.3.2工作台旋转的五轴机床 102
4.3.3五轴机床空间运动学方法 107
4.4基于运动学模型的五轴机床后处理过程 108
4.4.1后处理过程介绍 108
4.4.2双摆头型五轴机床后处理 109
4.4.3双转台型五轴机床后处理 110
4.4.4后处理计算流程与实例分析 112
第5章 复杂曲线曲面的直接插补方法 115
5.1插补原理简介 117
5.2多项式样条插补方法 118
5.2.1两点间的二阶连续插值 119
5.2.2通过多点的多项式样条 120
5.2.3三次多项式样条插补格式及其类的定义 121
5.2.4插补预处理及插补算法 123
5.2.5插补误差与速度分析 126
5.2.6多项式插补计算实例 126
5.3五轴线性插补方法 128
5.3.1初始条件的给定 129
5.3.2预处理过程中相关量的计算 130
5.3.3插补步长计算 132
5.3.4特殊情况讨论 133
5.3.5线性插补过程 138
5.3.6线性插补摆刀误差分析 139
5.4五轴样条插补相关理论 151
5.4.1插补格式 151
5.4.2数控代码的生成 153
5.4.3信息提取 154
5.4.4实时插补计算方法 155
5.4.5实例验证 157
5.4.6加减速处理 159
5.5加工路径段间速度转接算法 169
5.5.1概述 169
5.5.2插补前加减速处理 170
5.5.3加工路径段间转接速度规划 171
5.5.4转接速度的规划 173
5.5.5加工路径段内的加减速处理 173
5.5.6算法实现与实例计算 178
5.6五轴NURBS曲面插补器 180
5.6.1概述 180
5.6.2刀触点路径实时插补 182
5.6.3刀心点及刀轴矢量计算 186
5.6.4逆机床运动变换 188
5.6.5计算机实现步骤 188
5.6.6计算机仿真实验 190
5.7刀具补偿方法 194
5.7.1刀具补偿的重要性 194
5.7.2五轴数控加工程序的生成 194
5.7.3刀具半径补偿方面存在的问题 195
5.7.4五轴刀具半径补偿方法 196
5.7.5五轴刀具长度补偿方法 198
第6章 复杂曲面五轴加工仿真方法 201
6.1仿真方法简介 203
6.1.1仿真过程研究的重要性 203
6.1.2加工仿真的类型 204
6.1.3五轴数控加工仿真的现状 205
6.2仿真算法的研究与实现 207
6.2.1算法基本原理 207
6.2.2四棱柱体结构模型的建立 207
6.2.3工件毛坯的建立 209
6.2.4去除过程建模 213
6.2.5仿真算法流程 214
6.2.6仿真算法实现技术 214
6.3叶轮五轴加工仿真 219
6.3.1叶轮加工工艺概述 219
6.3.2叶轮结构及图形显示 220
6.3.3叶轮加工工艺拟定 221
6.3.4叶轮加工编程关键技术 222
6.3.5叶轮加工仿真结果 230
参考文献 231