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複雜曲面高性能多軸精密加工技術與方法/21世紀先進位造技術叢書

  • 作者：孫玉文//徐金亭//任斐//郭強|責編:裴育//王蘇|總主編:熊有倫
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030424419
  • 出版日期：2014/12/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：298
人民幣：RMB 160 元      售價：元
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內容大鋼
    本書從數字化高質高效加工的角度，比較系統地探討了複雜曲面數字化高性能多軸精密加工的技術和方法，較為全面地反映了高性能加工的相關進展以及作者的研究思路和方法。全書共9章：第1章論述複雜曲面零件高性能加工的概念和內涵；第2、3章敘述Bezier與B樣條曲線曲面的基礎知識，以及複雜曲面重構和幾何連續性拼接的方法；第4?6章依次論述多島鏈複雜型腔、複雜曲面端銑加工路徑規劃策略與方法、直紋面側銑加工刀位規劃方法；第7章論述複雜曲面的五軸加工銑削力精確預測與加工穩定性分析方法；第8、9章分別闡述參數曲線插補的適應性進給率定製方法和加工中的最優配准方法。
    本書可作為機械工程專業本科生和研究生的參考用書，對NC加工、CAD／CAM／CAE領域的研究人員和T程技術人員也有一定的參考價值。
作者介紹
孫玉文//徐金亭//任斐//郭強|責編:裴育//王蘇|總主編:熊有倫
目錄
《21世紀先進位造技術叢書》序
前言
第1章  緒論
  1.1  測量加工一體化
  1.2  高性能加工
  1.3  表面完整性
  1.4  本書的結構
參考文獻
第2章  Bezier與B樣條曲線曲面基礎
  2.1  Bezier曲線曲面
    2.1.1  Bernstein多項式
    2.1.2  Bernstein多項式的算術運算
    2.1.3  Bezier曲線的定義和性質
    2.1.4  Bezier曲線的德卡斯特里奧演算法
    2.1.5  Bezier曲面的定義和性質
    2.1.6  Bezier曲面的偏導和法矢量
    2.1.7  Bezier曲面上的等參數線
    2.1.8  Bezier曲面的分割演算法
  2.2  B樣條曲線曲面
    2.2.1  B樣條基函數的遞推定義和性質
    2.2.2  B樣條基函數的導數公式
    2.2.3  B樣條曲線的定義和性質
    2.2.4  B樣條曲線導矢的計算公式
    2.2.5  計算B樣條曲線上點的德布爾演算法
    2.2.6  B樣條曲線的節點插入演算法和分段Bezier表示
    2.2.7  B樣條曲面的定義和性質
    2.2.8  B樣條曲面的偏導和法矢量
    2.2.9  B樣條曲面上的等參數線
    2.2.10  計算B樣條曲面上點的德布爾演算法
  2.3  曲線曲面的自由變形
    2.3.1  曲線的自由變形
    2.3.2  曲面的自由變形
參考文獻
第3章  自由曲面幾何重構
  3.1  散亂數據的預處理
    3.1.1  曲線數據的序化處理
    3.1.2  點雲數據的主元分析
    3.1.3  數據點k鄰域的快速搜索
    3.1.4  局部數據點的最小二乘擬合
    3.1.5  空間數據的平面映射
    3.1.6  測量數據的邊界點提取
    3.1.7  測量數據的截面輪廓提取
  3.2  數據點的參數化
    3.2.1  曲線數據點的參數化
    3.2.2  曲面陣列數據點的參數化
    3.2.3  曲面散亂數據點的參數化
  3.3  B樣條曲線重構
    3.3.1  節點矢量的設計方法
    3.3.2  B樣條曲線插值
    3.3.3  B樣條曲線的最小二乘逼近

    3.3.4  規定精度內的B樣條曲線逼近
  3.4  B樣條曲面重構
    3.4.1  B樣條曲面插值
    3.4.2  規則數據點的最小二乘曲面逼近
    3.4.3  曲面蒙皮
    3.4.4  散亂數據的曲面逼近
  3.5  B樣條曲面片的拼接
    3.5.1  B樣條曲面拼接的幾何連續性條件
    3.5.2  兩張B樣條曲面的G1光滑拼接
    3.5.3  四張B樣條曲面的角點G1光滑拼接
參考文獻
第4章  多島鏈型腔加工路徑
  4.1  型腔加工概述
    4.1.1  常用的型腔分層加工方法
    4.1.2  型腔加工的走刀方式
    4.1.3  型腔加工的銑削方式
  4.2  型腔加工區域的自動識別
    4.2.1  截面輪廓的獲取
    4.2.2  截面輪廓嵌套關係的判斷
    4.2.3  加丁區域的識別
  4.3  Zig-Zag加工路徑
  4.4  加工路徑生成的偏微分方程方法
    4.4.1  偏微分方程的定解問題
    4.4.2  偏微分方程的差分解法
    4.4.3  加工路徑生成
  4.5  流線型加工路徑
    4.5.1  流函數的數學描述
    4.5.2  平面速度矢量場的重構
    4.5.3  加工路徑生成
  4.6  輪廓平行加工路徑
    4.6.1  偏置曲線的計算
    4.6.2  局部白交的消除方法
    4.6.3  全局白交點計算的單調鏈法
    4.6.4  有效偏置環的提取
  4.7  加工路徑的連接
    4.7.1  路徑連接的基本元素
    4.7.2  路徑的樹形層次結構和連接原則
    4.7.3  路徑間的連接曲線
  4.8  加工路徑的拐角優化
    4.8.1  軌跡尖角的分類
    4.8.2  軌跡尖角的識別
    4.8.3  牙狀清根軌跡
    4.8.4  單圓弧拐角軌跡
    4.8.5  雙圓弧拐角軌跡
參考文獻
第5章  複雜曲面端銑加工路徑規劃
  5.1  數控加工端銑刀位規劃基礎
    5.1.1  銑削刀具的統一描述
    5.1.2  刀觸點和刀位點的基本定義
    5.1.3  刀具姿態的定義

    5.1.4  走刀步長的計算
    5.1.5  加工行距的計算
  5.2  參數映射的基本原理
    5.2.1  協調映射模型
    5.2.2  曲面與參數域上點的雙向映射
  5.3  複雜曲面加工路徑設計
    5.3.1  曲面上相鄰軌跡的對應刀觸點計算
    5.3.2  映射域中的參數增量計算
    5.3.3  等參數加工軌跡
    5.3.4  無虧格曲面的螺旋加工軌跡
    5.3.5  虧格曲面上的輪廓平行環切加工軌跡
    5.3.6  虧格曲面上的螺旋加工軌跡
  5.4  五軸加工刀具姿態優化
    5.4.1  局部加工干涉的消除
    5.4.2  全局碰撞干涉的消除
    5.4.3  加工曲面的誤差控制
    5.4.4  可行加工空間的構造
    5.4.5  刀具姿態的優化模型
參考文獻
第6章  側銑加工刀位規劃
  6.1  側銑加工刀位規劃基礎
    6.1.1  數控機床的運動學變換
    6.1.2  銑削刀具切削刃的幾何模型
    6.1.3  直紋面的基本定義
    6.1.4  刀位路徑面的B樣條插值方法
  6.2  側銑加工刀位的局部優化方法
    6.2.1  單點偏置法
    6.2.2  兩點偏置法
    6.2.3  三點偏置法
    6.2.4  最小二乘法
    6.2.5  密切法
  6.3  側銑加工刀位的整體優化方法
    6.3.1  刀具跳動
    6.3.2  側銑刀具掃掠包絡面的幾何建模
    6.3.3  被加工表面的幾何誤差
    6.3.4  刀具跳動對被加工表面幾何誤差的影響
    6.3.5  融合刀具跳動的側銑刀位整體優化方法
  6.4  薄壁件側銑加工變形預測與刀位補償方法
    6.4.1  材料模型確定
    6.4.2  有限元模型的構造
    6.4.3  加工變形誤差預測
    6.4.4  薄壁件側銑加工誤差的刀位補償
參考文獻
第7章  切削力預測與切削穩定性分析
  7.1  切削力預測的理論模型
    7.1.1  刀刃微元切削力模型
    7.1.2  刀具跳動效應下的切削力模型
  7.2  切削力模型參數的計算
    7.2.1  瞬時未變形切屑厚度計算
    7.2.2  參與切削的刀刃微元判斷

    7.2.3  切削力係數識別
    7.2.4  刀具跳動參數的獲取
  7.3  銑削力模型模擬與實驗
  7.4  動態切削系統的動力學模型
    7.4.1  柔性刀具剛性工件系統的動力學方程
    7.4.2  剛性刀具柔性工件系統的動力學方程
    7.4.3  刀具工件雙柔性系統的動力學方程
  7.5  動態切削系統穩定域的求解方法
    7.5.1  常用的穩定域求解方法
    7.5.2  穩定域的三階全離散求解方法
    7.5.3  刀具跳動下穩定域的三階全離散求解方法
參考文獻
第8章  參數曲線插補與刀具進給率定製
  8.1  參數曲線插補的基本描述
  8.2  常用的曲線插補方法
    8.2.1  等參數增量插補法
    8.2.2  恆定進給率插補法
    8.2.3  自適應進給率插補法
  8.3  插補點參數的求解方法
    8.3.1  泰勒展開法
    8.3.2  常微分方程法
    8.3.3  預估校正法
  8.4  微分運動分析的活動標架方法
    8.4.1  加工路徑的弧長參數化方法
    8.4.2  Frenet標架
    8.4.3  Darboux標架
    8.4.4  刀具運動與曲線參數間的聯繫
  8.5  進給率定製中運動幾何學特性的數學描述
    8.5.1  幾何精度
    8.5.2  運動學特性
    8.5.3  機床驅動特性
  8.6  進給率定製的線性規劃演算法
    8.6.1  線性規劃演算法的數學模型
    8.6.2  線性規劃演算法的約束條件
    8.6.3  線性規劃演算法的算例
  8.7  進給率定製的曲線演化演算法
    8.7.1  約束條件的等比例調節
    8.7.2  進給率曲線的演化
    8.7.3  曲線演化演算法的算例
參考文獻
第9章  複雜曲面加工中的最優匹配策略
  9.1  曲面匹配中的基本問題
    9.1.1  曲面最優匹配的數學模型
    9.1.2  坐標系間的剛體運動變換
    9.1.3  剛體運動變換的求解
    9.1.4  坐標系間對應關係的構造
  9.2  點到曲線曲面最近點的計算
    9.2.1  點到B樣條曲線的最近點
    9.2.2  點到B樣條曲面最近點的計算方法
  9.3  多視測量點雲的數據融合

    9.3.1  點的曲率特徵匹配
    9.3.2  三角約束條件
    9.3.3  最小距離目標函數
  9.4  複雜曲面加工精度檢測與誤差評估
    9.4.1  複雜曲面上檢測點的數量和分佈
    9.4.2  測量數據與設計模型間的精確匹配
    9.4.3  加工曲面的誤差評估
  9.5  複雜曲面整體/局部的加工餘量優化
    9.5.1  加工餘量優化問題的數學描述
    9.5.2  加工餘量的約束定位優化
  9.6  複雜曲面零件的非剛性匹配方法
    9.6.1  非剛性匹配的數學描述
    9.6.2  求解非剛性變換的輪換迭代策略
    9.6.3  基於非剛性匹配的截面輪廓重構
參考文獻

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