中图分类号：TP391学科分类号：082503论文编号：102870514-S213硕士学位论文义齿高效数控加工刀轨优化技术的研究与实现研究生姓名学科、专业研究方向指导教师雷伟军航空宇航制造工程数字化设计制造程筱胜教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一四年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringResearchonEfficientToolpathOptimizationforDentalRestorationAThesisinAerospaceManufacturingEngineeringbyLEIWEIJUNAdvisedbyProf.ChengXiaoshengSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2014承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要“”“”随着社会的进步与人们对生活质量要求的增加，义齿的概念已经突破了传统的假牙的含义，人们不仅需要其很好的满足咬合度和舒适度，还对其加工质量和加工效率提出了更高的要求。而义齿数控刀轨设计是完成义齿加工的核心技术之一，本文针对义齿加工的特点，研究了实现高效数控刀轨的相关技术，使之满足实际加工需求。本文研究的主要内容如下：(1)研究了基于中轴变换的环切刀轨生成技术。将加工轮廓点分为凸凹顶点进行相应的处理，计算出有效向量角分线，然后将角分线进行求交运算得到中轴线。在中轴线的基础上，引入子域划分的概念，将加工轮廓分为不同的子区域然后求解其等距环，该方法能求解出稳定均匀的等距环。(2)针对环切刀轨中过渡连接存在的问题，提出采用四次B样条和斜向双圆弧连接方式进行过渡。从父环进入子环采用四次B样条的方式，从子环返回父环采用斜向双圆弧过渡的方式，这种连接方式能保证加工过程中的速度连续，有效的提高加工效率。(3)研究了环切拐角的过渡优化问题。针对环切刀轨中存在的大量环切拐角问题，本文提出了采用三段Clothoid曲线过渡连接的方式进行设计。首先计算拐角点对之间的骨架线，然后求解其残余区域，通过选择合适的控制点进行设计三段曲线连接。这种过渡方式能够保证加工过程中的速度和加速度连续，实现环切的高速过渡。(4)针对多义齿加工空间跳刀问题，提出采用基于遗传算法的多义齿加工路径规划。首先将多义齿简化为一系列的中心点，然后采用改进遗传算法对其进行排布，得到整体的加工顺序。然后，在加工顺序确定的基础上，对模型进行旋转和平移等操作，从而进一步缩短整体的加工路径，提高整体的加工效率。关键词：义齿，中轴变换，环切过渡，拐角过渡，路径规划i义齿高效数控加工刀轨优化技术的研究与实现ABSTRACTWiththeimprovementofsocialtechnology,theconceptof“dentalrestoration”hasbrokenthoughthemeaningof“prosthodontics”.Notonlythematchingandocclusionofthefalseteethisasked,butalsothemachiningefficiencyandthemachiningprecisionarebeingputforward.However,thetoolpathdesignofdentalrestorationisoneofthekeyelementstoaccomplishthemachiningprocess.Basedonthetraitsofthedentalrestoration,inordertomeettheneedsoftheactualmachining,somerelatedalgorithmsareproposedinthispaper.(1)Thecontourparalleltoolpath,basedonthemedialaxis,isproposedtoachievethedentalrestorationmachining.Atfirst,thecontourpointsareclassifiedtoconvexandconcavepoints,andthenthecorrespondinganglebisectorsarecomputedtogetthemedialaxis.Onthebasisofthemedialaxis,thesubregionisintroducedtocomputethetoolpath.Thehighqualitytoolpathcouldbegottenthoughthisalgorithm.(2)Inordertorealizethetoolpathtr...