细分曲面具有良好的连续性和任意拓扑适应性,为构造复杂工件模型提供了良好的解决方案,局部加工干涉处理是数控加工中关键的问题之一,直接决定了工件加工质量与加工效率。高效的加工模型局部加工干涉区域搜索方法,为避免局部加工过切和补偿加工欠切提供了必要的理论依据。为此,本文综合运用CAD/CAM、计算几何和计算机图形学等相关理论知识,并利用细分曲面的拓扑结构特性,结合多分辨率网格分割技术,以刀位偏置模型局部自交干涉区域和加工模型局部加工干涉区域之间的对应关系,通过刀位偏置模型局部自交干涉区域搜索问题的解决,实现加工模型局部加工干涉区域的高效搜索。主要研究内容如下:(1)细分曲面加工模型构建。利用Catmull-Clark细分曲面控制网格拓扑结构特性,提出元胞数据结构的构建方法,基于该数据结构实现细分曲面的分片表示。通过分析细分曲面极限网格特性,提出基于极限网格构建加工模型的方法;基于局部细分矩阵特征分析,给出了计算细分曲面网格顶点极限位置和极限顶点法向的方法;基于参数曲面算曲率和基于离散网格算曲率的两种计算细分曲面极限网格顶点曲率的方法。(2)加工模型中局部加工干涉发生可能性快速估计。首先提出基于细分曲面加工模型的分片表示,结合细分曲面控制网格形态分析,高效搜索加工模型中的凹区域面片;在此基础上,结合多分辨率采样技术和细分曲面加工模型面片间拓扑关系,提出搜索加工模型中最易发生干涉区域方法。以加工模型中最易发生干涉区域的曲率半径为对象,提出一种对加工模型中局部加工干涉发生的可能性进行快速估计的方法。(3)基于边缘检测的加工模型局部加工干涉区域搜索。分析了加工模型局部加工干涉区域与刀位偏置模型局部自交干涉区域之间的内在联系。基于刀位偏置模型的分片表示和细分曲面曲率连续特性,以刀位偏置模型面片作为搜索单元,结合面片分割和子面片网格多级分裂,提出了搜索单个面片中局部自交干涉区域边界网格集的方法。结合单个面片内搜索和面片间搜索两种方法,提出高效搜索刀位偏置模型局部自交干涉区域边界网格集的方法;在此基础上,利用细分曲面模型网格拓扑结构,提出刀位偏置模型局部自交干涉区域高效搜索方法,从而快速获取加工模型中相应的局部加工干涉区域。本文所提出的加工模型局部加工干涉区域搜索相关方法均通过算法实例验证。