高速铣削复杂型腔模具中的拐角刀具轨迹优化

本项目将从高速加工工艺及数控系统的动态特性出发，开展复杂型腔模具高速铣削过程中的拐角刀具轨迹优化研究。首先通过基本工艺试验，科学分析各类拐角处刀具与工件切削的接触特征及加工残余生成机制，掌握拐角高速铣削过程中铣削力、铣削时间及加工质量的变化规律。接着建立拐角刀具轨迹仿真优化的三个预测模型：拐角铣削时间、铣削轮廓误差及铣削力模型。在此基础上，对拐角加工轨迹的曲率连续性、残余清除、啮合角均匀化、切削量均匀化等作全面几何分析，提出基于多种过渡曲线（包括双圆弧曲线、五次样条曲线、回旋曲线等）及其组合形态的拐角高速铣削刀具轨迹优化的几何模型。通过刀具轨迹仿真优化研究，确定平面、斜面及曲面拐角的最优轨迹过渡形态；开展正交工艺试验，验证仿真优化的正确性并提炼拐角刀具轨迹的优化策略。最终建立高速铣削过程中拐角刀具轨迹优化理论与实现方法，实现复杂型腔模具高速铣削加工的连续、高效、高质量加工。

本项目为青年科学基金项目，研究内容为开展复杂型腔模具高速铣削过程中的拐角刀具轨迹优化研究。首先通过基本工艺试验掌握拐角高速铣削过程中铣削力、铣削时间及加工质量的变化规律，接着建立拐角刀具轨迹仿真优化的预测模型。在此基础上，对拐角加工轨迹作全面几何分析，提出基于多种过渡曲线拐角高速铣削刀具轨迹优化方法。开展正交工艺试验，验证仿真优化的正确性并提炼拐角刀具轨迹的优化策略。该项目整体进展良好，目前研究成果正在广东企业做实施，可实现复杂型腔模具高速铣削加工的连续、高效、高质量加工。通过该项目，培养研究生4名，其中已毕业研究生1名。已发表核心期刊论文2篇，ISTP收录1篇会议论文，已录用核心期刊论文2篇，及整理好投稿的英文论文1篇，另有2篇论文正在整理中。