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细分方法是一种新的离散造型技术,通过定义控制网格和细分规则来表示造型曲面。它不仅具备B样条曲面的局部支承性、仿射不变性等良好性质,而且具有参数曲面所没有的任意拓扑性等特点,正逐渐成为几何造型的有力工具。曲面的细分算法采用逐次细分,从离散到离散,最终得到所需要的曲面,避免了以往样条曲面从离散到连续,再从连续到离散的过程。在诸多细分模式中,Catmull-Clark细分曲面是B样条曲面的推广,这样的细分曲面具有易于与NURBS曲面融合的特点,能更好的与数控加工相结合。细分曲面的数控加工,是细分曲面应用于工程生产的基础。而精确的刀具轨迹规划算法是数控加工的灵魂。本文就是以Catmull-Clark细分曲面为切入点,提出了一种基于Catmull-Clark模式的细分曲面NC刀具轨迹生成算法,旨在将细分曲面应用于生产加工,为细分曲面在工业领域的发展打下基础。主要工作如下:1.提出了一种基于Catmull-Clark模式的细分曲面NC刀具轨迹生成算法:首先计算Catmull-Clark细分曲面初始控制网格顶点的极限点和法矢量,然后由极限点出发,按给定精度、以球头刀半径长度沿其法矢量方向向外等距,获得等距曲面,最后在等距曲面上生成NC刀具轨迹。该算法可以将细分曲面应用于CAD/CAM系统,适用于任意拓扑的四边形网格模型。2.应用开发工具Visual C++6.0和OpenGL,对Catmull-Clark模式的细分曲面进行了实现;采用四叉树结构和翼边结构相结合的方法,对Catmull-Clark细分曲面等距面进行了实现;采用截平面法,生成了Catmull-Clark细分曲面NC刀具轨迹。3.等距曲面误差作为细分曲面等距的一个基本问题,本文对其进行了分析,提出了两种控制方法:第一种方法以相邻点法矢夹角为基准,控制等距面的精度。第二种以控制网格点与非控制网格点的等距距离差为基准,获得具有给定精度的等距面。