直纹曲面类零件的CAD／CAM技术研究

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直纹曲面是由-个连续族直线按照-定的规律在空间移动的轨迹所形成的曲面。具有直纹曲面特征的零件在工业中应用相当广泛，作为制造工业中出现较多的自由曲面类型，如汽车和航空发动机中的涡轮叶片、离心压气机中的导风轮、纺织和食品机械中的直纹曲面槽和许多空气传输系统中的过渡管等都属于直纹曲面轮廓类零件。

因此，对直纹曲面的性质及其应用的研究很具有现实意义。

数控加工未出现前，常规的机械加工方法对复杂曲面的加工较困难。随着数控加工技术特别是多坐标数控加工技术的发展，采用数控机床进行加工可以满足直纹曲面轮廓类零件的加工要求。在零件的设计制造过程中，精确的数学描述及三维造型是进行加工制造的前提，实体建模的优劣直接影响后续编程，零件的数控铣削加工技术不仅影响工件表面质量和几何精度，而且也决定生产效率的高低，因此开展对直纹曲面轮廓类零件的造型和多轴数控加工编程技术理论及应用研究非常重要u 。

本文对直纹曲面轮廓类零件的建模技术和数控加工技术进行研究，并以-种直纹曲面类叶片零件为例详细说明了基于CAD/CAM三维建模和数控加工技术应用过程。

1直纹曲面类轮廓造型技术1.1直纹曲面类轮廓造型的数学描述直纹曲面是由直线产生的曲面，在微分几何学上是-种参数表示的解析曲面，直纹曲面的生成方法如图1所示，空间中的直线 )沿参数曲线(C)运动即可生成直纹曲面，生成轨迹的每条直线叫做直纹曲面的母线，直纹曲面的主要特征是至少有-条直线通过直纹面上的点，而且该直线会落在直纹曲面上。设曲线(c)： ： )为直纹曲面的导线，6 )是过导线上-点 )处的直母线上的单位向量，则有直纹曲面的数学模型： ( )vb(u)其中，直纹面上-点P到导线 )上的点的距离为1，。特别地，当b(u)bo为常向量，任意母线的方向不变，该直纹曲面为柱面。 )：ao为常向量，任意母线过-定点，直纹曲面为锥面。b(u) 为导线上的切向量，为-空间曲线的切线曲面。

M1图1直纹曲面数学模型 图2直纹曲面构建收稿日期：2012-08-26基金项目：上海高校青年教师培养资助计划项目 (B-8500-11-0127)作者简介：沈守国 (1985-)，男，河南信阳人，实验师，硕士，研究方向为CAD/CAM/CAE。