模具型腔数控加工关键技术与算法研究

"模具型腔数控加工关键技术研究" 这篇博士学位论文主要探讨了模具型腔在数控加工过程中的关键技术和方法，特别是在算法方面的创新。作者陈丽萍在导师王小椿的指导下，深入研究了分层加工、刀位规划和计算等核心问题，为模具型腔的计算机辅助制造（CAM）软件开发提供了坚实的理论支持。 1) 论文首先提出了自由曲面跟踪求交和裁剪的新算法。这是确定分层面上加工区域的基础。跟踪求交算法优化了速度与精度的平衡，确保了跟踪起点、方向和步长的合理设定，同时保证了交线的完备性。裁剪算法则利用曲面间的拓扑关系，在参数域中进行裁剪和连接，生成清晰的裁剪曲面，有助于更精确地定义加工区域。 2) 针对内环处理这一关键难点，论文提出了一种创新方法，通过直线搭桥将内环转化为复杂边界但无内环的区域。这种方法建立了一个统一的处理模式，避免了在加工过程中因处理内环而影响质量和效率。 3) 提出的独特刀位规划策略解决了无内环区域的刀位规划问题。通过将加工区域分割成上、下两个独立部分，并进一步划分为多个上U形区和下U形区，使用行切法对每个U形区进行递归式加工，确保了在整个加工过程中无内环的连续性。 4) 这些新算法的结合，形成了适用于分层面上加工区域的通用刀位规划算法。该算法自动化程度高，无需人工干预，能快速生成理想的刀位轨迹，确保了无空刀、无重复走刀和无抬刀的连续加工，极大地提升了加工效率和质量。 这些研究成果不仅深化了模具型腔数控加工的理论基础，而且对于CAM软件的开发和实际生产应用具有重大的推广价值，对于提升模具制造的精度和效率有着显著的推动作用。