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基于ACIS 几何平台的CAD/CAM软件开发关键技术研究

安鲁陵  
【摘要】: 计算机辅助设计与制造技术(CAD/CAM)是近30年来迅速发展起来的新技术,是现代制造技术的重要组成部分。CAD/CAM技术的应用和发展,从根本上改变着传统的产品设计和制造模式,引起了产品设计和制造方式的根本性变革。其中数控加工编程技术是最能带来明显生产效益的环节。本文以工程应用为背景,结合国家“九五”重点科技攻关专题,深入研究了基于ACIS几何平台的CAD/CAM系统开发的相关技术,并对其中的数控加工编程技术进行了重点研究。本文的主要研究内容和成果如下: 1.分析面向制造业的CAD/CAM系统的需求,建立了超人2000 CAD/CAM系统中三维几何造型与数控铣削编程软件的总体框架,设计系统结构、数据流。并进了系统的功能设计。 2.深入剖析ACIS几何平台,分析其体系结构,模型数据结构,开发接口。解决了ACIS几何平台对开发数控加工编程模块支持的关键技术问题,提出了在ACIS平台上基于实体布尔运算的环的集合运算算法,并应用于平面轮廓环的关系判别、加工区域的识别提取和加工刀轨生成中,为数控加工编程子系统的开发奠定了坚实的基础。 3.研究了基于ACIS几何平台的复杂平面型腔的数控加工编程技术,分别就二轴轮廓加工编程、行切加工编程和环切加工编程,给出相应的加工类,设计了具体的刀轨生成算法。其中,对行切加工方法进行了优化,设计了新的环切加工方法。研究了补充加工和余料加工算法。 4.研究了基于实体表面的粗加工刀轨生成算法,设计了粗加工类。就零件的可加工性、型腔类零件、凸台类零件和开型腔的刀轨生成算法进行了深入的研究。利用本文提出的算法,用户可以灵活选择预钻工艺孔的位置,方便了加工编程。研究并实现了两维半零件的加工刀轨生成算法。 5.对基于实体表面等距面的截平面法精加工刀轨生成算法进行了研究。在实体的棱边和顶点处引入虚过渡,研究实现了棱边和顶点等距面的生成。既保护了棱边与顶点,避免了过切干涉,又简化了编程。 本文所研究的关键技术,已成功地用于超人2000 CAD/CAM集成系统中,实践证明,本文的研究成果是有效可行的。


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