基于Min-Max模型的整体叶轮几何造型及五坐标数控加工(4)
我国尚缺乏在这种专用于叶轮的数控加工的编程软件，国内少数工厂已经认识到专用软件的优越性，意欲引进。但国外索价昂贵。所以开发中国产权的叶轮数控加工软件迫在眉睫。
本文所需解决问题以及采用的手段和方法
整体叶轮采用了整体式结构，并带有复杂型面的扭曲叶片，因此增大了对叶片型面的加工和检测难度，目前一般利用三坐标测量机或专用测量样板来测量来检测整体叶轮的叶片型面误差。由于本文所利用的整体叶轮型面数据点是利用三坐标测量机测量采用精密展成电解法加工后的整体叶轮叶片的表面，故存在着一定的误差。本文所需解决的问题：曲面的确定，整体叶轮模型的建立，基于Min-Max模型叶片侧铣加工刀位规划软件程序完成复杂曲面五轴计算机辅助编程,刀具路径轨迹仿真，生成NC代码，后置处理程序编制。
本文首先采用适当的数学方法对数据进行处理，研究曲面的加工方法，构造的曲面应保证曲面的连续性、光滑度，精度应符合要求，再用UG软件进行整体叶轮的造型、数控加工仿真，对曲面加工进行仿真，选择的加工方式，刀具以及走刀路径符合实际加工要求。生成的加工程序时，选择某一种数控加工系统进行后处理，生成加工的刀位文件。在造型中由于所给的数据存在着一定的误差，需利用B样条曲线和直纹面来进行拟合，使得整体叶轮大的叶片形状更接近理想的整体叶轮。数控加工一直是整体叶轮加工的难题，本文主要是五轴联动的数控机床，使得通过后置处理的数控程序能够应用到数控机床中去。整体叶轮数控展成电解加工这一课题经过多年的研究探索，已取得了很大的进展，初步形成了进行整体叶轮加工的软、硬件条件，并进行了有关的工艺试验。但在整体叶轮加工的实用化方面做得还不够，要真正加工出符合要求的零件，在工艺方面还有许多要完善的地方，如夹具的设计。
1.2 复杂曲面造型技术
零件的表面形状一般可分为两类[7]：一类是可以用画法几何与机械制图的方法完全清楚表达和传递所包含的全部形状信息的由初等解析曲面（例如平面、球面、圆柱面、圆环面圆锥面、等）组成的零件，大多数机械零件属于这一类，；第二类是不能由初等解析曲面组成，即不能由基本的立体要素（如棱柱、锥、球、有界平面等）描述的呈自然形状的曲面，而是由有限个型值点的坐标参数来确定的空间曲面，以复杂方式自由变化的曲线曲面，例如飞机、汽车、船舶的外形零件。显然，后一类形状无法单纯用画法几何与机械制图表达清楚，属于复杂零件。在复杂零件中，曲线、曲面的表示经历了Ferguson（Hermit）双三次曲面片，Coons双三次曲面片，Bezier方法，B样条方法，发展到目前广泛流行的NURBS方法[8]。non-uniform rational b-splines（nurbs）是一种交互式3d模型曲线&表面技术。现在nurbs已经是3d造型业的标准了。通常对曲线、曲面的描述有三种形式[9]：显式、隐式和参数表示。从计算机图形学和计算几何的角度来看，参数表示法具有明显的优越性。参数方程有代数和几何两种形式，两者之间可以自由变换。
目前从研究领域来看，曲面造型技术已从传统的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接，扩充到曲面变形、曲面重建、曲面简化、曲面转换和曲面等距性；从表示方法来看，以网格细分（subpision）为特征的离散造型与传统的连续造型相比，更有创新之势；以下列举的是近些年在国际国内研究比较多也是应用比较广的新的曲线曲面造型技术 [7]：基于物理模型的自由型变形（Free-Form Deformation）、基于散乱点的曲线曲面的造型方法、偏微分方程（Partial Differential Equation）构造自由曲面法、能量优化造型法、小波分析法等等。
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