复杂型腔高速切削加工的隐式螺旋刀具轨迹规划方法与应用

本项目研究隐式螺旋曲线的型腔高速切削加工刀具轨迹规划的方法与应用，提出基于矢量水平集的复杂螺旋曲线隐式描述方法，综合利用动态界面推进技术和晶体增长理论研究复杂螺旋曲线的生成，将螺旋曲线的构造演化为两个隐式曲线边界推进过程。针对型腔高速切削加工的要求，研究等距、光滑、连续的复杂螺旋曲线构造方法及其高效、高精度、稳定的数值求解算法。以提高加工效率为目标，研究基于物理约束与几何约束的进给率优化问题，减少加工区域的振动。在理论研究的基础上，开发基于NURBS曲线插值的复杂型腔加工的螺旋曲线轨迹规划软件系统，在三轴数控机床上进行复杂型腔加工实验研究。通过加工时间、刀具寿命、机床主轴疲劳时间、加工质量等方面的实验数据，验证所提出的理论与方法的正确性。项目的预期成果将为基于螺旋曲线轨迹的型腔高速切削加工提供理论基础与技术手段。