基于OpenGL的立銑刀參數(shù)化建模及磨削仿真系統(tǒng)研究
發(fā)布時間:2022-12-22 03:32
立銑刀作為一種高性能的自由曲面加工刀具,具有良好的切削性能和表面加工質(zhì)量,廣泛應(yīng)用在航空、航天、汽車模具等領(lǐng)域。但由于立銑刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜,三維建模困難,耗時較多,設(shè)計效率低下,因此需要進(jìn)行刀具參數(shù)化建模以提高立銑刀設(shè)計的效率。立銑刀建模的相關(guān)研究大多基于商業(yè)三維CAD繪圖軟件(UG、Solid Works、Pro E、MABLAB等)進(jìn)行二次開發(fā),建模系統(tǒng)完全依賴商業(yè)軟件運(yùn)行,使其功能擴(kuò)展及市場應(yīng)用受到極大的限制。目前國內(nèi)的磨削系統(tǒng)基本都是使用國外的軟件,商品化的國產(chǎn)軟件目前仍未成熟。因此,建立具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的立銑刀建模和磨削仿真系統(tǒng)對刀具行業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。本文在Visual Studio2015環(huán)境下建立了立銑刀參數(shù)化建模和磨削仿真系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)刀具的三維建模、自動產(chǎn)生數(shù)控磨削程序以及磨削運(yùn)動的仿真功能,為刀具的設(shè)計制造一體化提供了一個平臺。論文主要研究內(nèi)容如下:1、基于Open GL的立銑刀參數(shù)化建模:針對Open GL底層圖形庫的特點(diǎn),分析立銑刀周刃與端刃結(jié)構(gòu)特征,將光學(xué)掃描重構(gòu)建模領(lǐng)域中的點(diǎn)云建模理論應(yīng)用到立銑刀參數(shù)化建模中;提出了一種立銑刀建模方法——基于關(guān)鍵點(diǎn)的點(diǎn)云建...
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題來源及研究意義
1.1.1 課題來源
1.1.2 課題研究目的及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 立銑刀數(shù)學(xué)模型的建立
1.2.2 立銑刀三維參數(shù)化建模軟件的實(shí)現(xiàn)
1.2.3 磨削運(yùn)動仿真
1.2.4 目前立銑刀參數(shù)化建模存在的問題及對策
1.3 課題主要研究內(nèi)容
1.4 本章小結(jié)
第2章 建模系統(tǒng)的環(huán)境搭建
2.1 OpenGL簡介
2.2 OpenGL工作流程
2.3 OpenGL的環(huán)境配置
2.4 OpenGL的視口搭建
2.5 透視變換
2.6 OpenGL的渲染
2.7 本章小結(jié)
第3章 立銑刀周刃建模
3.1 概述
3.2 立銑刀周刃截面的點(diǎn)云建模
3.2.1 立銑刀周刃截面關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)學(xué)建模
3.2.2 立銑刀周刃截面點(diǎn)云信息
3.3 立銑刀的周刃點(diǎn)云建模
3.4 點(diǎn)云的三角網(wǎng)格處理
3.5 立銑刀參數(shù)化建模系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
3.6 立銑刀周刃生成模型的格式轉(zhuǎn)換
3.6.1 *.obj文件的簡介
3.6.2 轉(zhuǎn)換文件格式的處理
3.7 本章小結(jié)
第4章 立銑刀端刃建模
4.1 概述
4.2 端刃后刀面建模
4.2.1 端刃后刀面點(diǎn)云建模
4.2.2 端刃后刀面建模的實(shí)現(xiàn)
4.3 端刃前刀面建模
4.3.1 端刃前刀面點(diǎn)云建模
4.3.2 端刃前刀面參數(shù)化建模的實(shí)現(xiàn)
4.4 不同類型立銑刀建模
4.4.1 長短刃轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型
4.4.2 立銑刀類型轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)
4.5 本章小結(jié)
第5章 磨削加工仿真
5.1 概述
5.2 砂輪參數(shù)化建模
5.2.1 砂輪的點(diǎn)云建模
5.2.2 砂輪的三角網(wǎng)格
5.2.3 砂輪參數(shù)化建模的實(shí)現(xiàn)
5.3 立銑刀加工軌跡解析
5.3.1 砂輪加工立銑刀周刃運(yùn)動軌跡分析
5.3.2 砂輪加工容屑槽運(yùn)動軌跡分析
5.4 NC代碼的生成
5.5 立銑刀磨削加工運(yùn)動仿真
5.5.1 解讀NC代碼
5.5.2 運(yùn)動仿真
5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于三維激光掃描的物體重構(gòu)建模[J]. 周海平. 計算機(jī)測量與控制. 2017(12)
[2]基于OpenGL的三維模型讀取與動態(tài)觀察[J]. 張肇同. 科技視界. 2017(34)
[3]整體式立銑刀三維建模及切削力預(yù)測研究[J]. 史文,谷美林,劉慧娟,李寧,穆金成. 工具技術(shù). 2017(04)
[4]基于Solid Works球頭立銑刀的三維建模技術(shù)[J]. 藍(lán)華,蔣道順. 機(jī)械工程師. 2016(11)
[5]基于VERICUT的四圓弧齒輪成形磨削加工仿真[J]. 任重義,趙藝,段建中. 機(jī)械傳動. 2016(10)
[6]Opengl環(huán)境下人體模型重建方法研究[J]. 王小波,劉炯. 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(02)
[7]錐度球頭立銑刀磨削加工數(shù)學(xué)模型研究[J]. 夏文勝,趙先鋒,高飛,周兆鋒. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2016(01)
[8]基于OpenGL的三維數(shù)控銑削仿真系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J]. 袁紅兵,趙動動,譚鑫. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2015(01)
[9]整體立銑刀參數(shù)化建模分析與研究[J]. 劉建寧,李占鋒,李大鵬. 現(xiàn)代制造工程. 2015(01)
[10]國內(nèi)外數(shù)控工具磨削軟件的發(fā)展?fàn)顩r[J]. 張洪軍,李建廣,張?zhí)煳? 制造技術(shù)與機(jī)床. 2013(08)
碩士論文
[1]基于OpenGL的剪切機(jī)三維動畫軟件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D]. 王冠.吉林大學(xué) 2017
[2]三角網(wǎng)格曲面快速重建技術(shù)研究[D]. 徐萬銀.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]整體硬質(zhì)合金立銑刀參數(shù)化設(shè)計及優(yōu)化[D]. 裴志強(qiáng).山東大學(xué) 2012
[4]立銑刀三維參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)研發(fā)[D]. 米蓉.西南交通大學(xué) 2011
[5]整體硬質(zhì)合金立銑刀CAD技術(shù)研究[D]. 張曉東.山東大學(xué) 2011
[6]基于Web的超高速磨床加工仿真研究[D]. 張恒先.東北大學(xué) 2010
[7]數(shù)控磨削螺旋刃球頭立銑刀前后刀面的研究[D]. 胡鑫.湖南大學(xué) 2009
[8]球頭立銑刀的參數(shù)化設(shè)計及有限元分析[D]. 馬世輝.蘭州理工大學(xué) 2009
[9]加工鈦合金立銑刀參數(shù)優(yōu)化與銑刀的計算機(jī)輔助設(shè)計[D]. 宋靈明.東北大學(xué) 2008
[10]復(fù)雜形狀刀具三維實(shí)體建模[D]. 邱迎賓.華中科技大學(xué) 2007
本文編號:3723361
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題來源及研究意義
1.1.1 課題來源
1.1.2 課題研究目的及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 立銑刀數(shù)學(xué)模型的建立
1.2.2 立銑刀三維參數(shù)化建模軟件的實(shí)現(xiàn)
1.2.3 磨削運(yùn)動仿真
1.2.4 目前立銑刀參數(shù)化建模存在的問題及對策
1.3 課題主要研究內(nèi)容
1.4 本章小結(jié)
第2章 建模系統(tǒng)的環(huán)境搭建
2.1 OpenGL簡介
2.2 OpenGL工作流程
2.3 OpenGL的環(huán)境配置
2.4 OpenGL的視口搭建
2.5 透視變換
2.6 OpenGL的渲染
2.7 本章小結(jié)
第3章 立銑刀周刃建模
3.1 概述
3.2 立銑刀周刃截面的點(diǎn)云建模
3.2.1 立銑刀周刃截面關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)學(xué)建模
3.2.2 立銑刀周刃截面點(diǎn)云信息
3.3 立銑刀的周刃點(diǎn)云建模
3.4 點(diǎn)云的三角網(wǎng)格處理
3.5 立銑刀參數(shù)化建模系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
3.6 立銑刀周刃生成模型的格式轉(zhuǎn)換
3.6.1 *.obj文件的簡介
3.6.2 轉(zhuǎn)換文件格式的處理
3.7 本章小結(jié)
第4章 立銑刀端刃建模
4.1 概述
4.2 端刃后刀面建模
4.2.1 端刃后刀面點(diǎn)云建模
4.2.2 端刃后刀面建模的實(shí)現(xiàn)
4.3 端刃前刀面建模
4.3.1 端刃前刀面點(diǎn)云建模
4.3.2 端刃前刀面參數(shù)化建模的實(shí)現(xiàn)
4.4 不同類型立銑刀建模
4.4.1 長短刃轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型
4.4.2 立銑刀類型轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)
4.5 本章小結(jié)
第5章 磨削加工仿真
5.1 概述
5.2 砂輪參數(shù)化建模
5.2.1 砂輪的點(diǎn)云建模
5.2.2 砂輪的三角網(wǎng)格
5.2.3 砂輪參數(shù)化建模的實(shí)現(xiàn)
5.3 立銑刀加工軌跡解析
5.3.1 砂輪加工立銑刀周刃運(yùn)動軌跡分析
5.3.2 砂輪加工容屑槽運(yùn)動軌跡分析
5.4 NC代碼的生成
5.5 立銑刀磨削加工運(yùn)動仿真
5.5.1 解讀NC代碼
5.5.2 運(yùn)動仿真
5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于三維激光掃描的物體重構(gòu)建模[J]. 周海平. 計算機(jī)測量與控制. 2017(12)
[2]基于OpenGL的三維模型讀取與動態(tài)觀察[J]. 張肇同. 科技視界. 2017(34)
[3]整體式立銑刀三維建模及切削力預(yù)測研究[J]. 史文,谷美林,劉慧娟,李寧,穆金成. 工具技術(shù). 2017(04)
[4]基于Solid Works球頭立銑刀的三維建模技術(shù)[J]. 藍(lán)華,蔣道順. 機(jī)械工程師. 2016(11)
[5]基于VERICUT的四圓弧齒輪成形磨削加工仿真[J]. 任重義,趙藝,段建中. 機(jī)械傳動. 2016(10)
[6]Opengl環(huán)境下人體模型重建方法研究[J]. 王小波,劉炯. 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(02)
[7]錐度球頭立銑刀磨削加工數(shù)學(xué)模型研究[J]. 夏文勝,趙先鋒,高飛,周兆鋒. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2016(01)
[8]基于OpenGL的三維數(shù)控銑削仿真系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J]. 袁紅兵,趙動動,譚鑫. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2015(01)
[9]整體立銑刀參數(shù)化建模分析與研究[J]. 劉建寧,李占鋒,李大鵬. 現(xiàn)代制造工程. 2015(01)
[10]國內(nèi)外數(shù)控工具磨削軟件的發(fā)展?fàn)顩r[J]. 張洪軍,李建廣,張?zhí)煳? 制造技術(shù)與機(jī)床. 2013(08)
碩士論文
[1]基于OpenGL的剪切機(jī)三維動畫軟件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D]. 王冠.吉林大學(xué) 2017
[2]三角網(wǎng)格曲面快速重建技術(shù)研究[D]. 徐萬銀.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]整體硬質(zhì)合金立銑刀參數(shù)化設(shè)計及優(yōu)化[D]. 裴志強(qiáng).山東大學(xué) 2012
[4]立銑刀三維參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)研發(fā)[D]. 米蓉.西南交通大學(xué) 2011
[5]整體硬質(zhì)合金立銑刀CAD技術(shù)研究[D]. 張曉東.山東大學(xué) 2011
[6]基于Web的超高速磨床加工仿真研究[D]. 張恒先.東北大學(xué) 2010
[7]數(shù)控磨削螺旋刃球頭立銑刀前后刀面的研究[D]. 胡鑫.湖南大學(xué) 2009
[8]球頭立銑刀的參數(shù)化設(shè)計及有限元分析[D]. 馬世輝.蘭州理工大學(xué) 2009
[9]加工鈦合金立銑刀參數(shù)優(yōu)化與銑刀的計算機(jī)輔助設(shè)計[D]. 宋靈明.東北大學(xué) 2008
[10]復(fù)雜形狀刀具三維實(shí)體建模[D]. 邱迎賓.華中科技大學(xué) 2007
本文編號:3723361
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