1、本報(bào)告對(duì)復(fù)雜型腔高速切削加工過(guò)程中刀具軌跡規(guī)劃進(jìn)行了深入研究。高速切削加工的切削速度要比常規(guī)切削速度高5～10倍以上，若刀具軌跡規(guī)劃不合理，在切削過(guò)程中會(huì)引起切削負(fù)荷突變。高切削速度與高進(jìn)給率下切削負(fù)荷突變產(chǎn)生的破壞性行為，會(huì)直接導(dǎo)致加工質(zhì)量下降、刀具破損與機(jī)床主軸損傷。因此本文提出基于水平集方法的智能刀具軌跡規(guī)劃方法。同時(shí)，針對(duì)加工過(guò)程的穩(wěn)定性問(wèn)題，研究了每齒進(jìn)給率對(duì)加工穩(wěn)定域的影響。通過(guò)銑削試驗(yàn)，研究了線性與非線性切削力模型的切削力

2、系數(shù)擬合方法，并通過(guò)試驗(yàn)與仿真研究徑向切寬對(duì)最大切削力的影響及進(jìn)給率變化對(duì)平均切削力的影響。主要的研究工作及成果總結(jié)如下：
　　 1.提出了基于水平集方法的型腔嵌入表達(dá)模型及螺旋刀具軌跡規(guī)劃方法。引入曲率流運(yùn)動(dòng)，通過(guò)求解Hamilton-Jacobi系統(tǒng)方程進(jìn)行型腔可加工區(qū)域的識(shí)別，且利用隱函數(shù)進(jìn)行不可加工區(qū)域的幾何量計(jì)算。根據(jù)加工精度的要求，構(gòu)造水平集方程的速度函數(shù)，實(shí)現(xiàn)型腔邊界的低曲率偏置。通過(guò)建立相鄰偏置線間的對(duì)角線，實(shí)現(xiàn)

3、復(fù)雜型腔的低曲率螺旋軌跡規(guī)劃。基于水平集方法的刀具軌跡生成的優(yōu)點(diǎn)是型腔邊界在偏置的過(guò)程無(wú)需處理復(fù)雜的拓?fù)渥兓?，且曲率流的平滑作用也不需檢測(cè)高曲率角點(diǎn)。與傳統(tǒng)的生成螺旋刀具軌跡方法相比，不需要設(shè)置復(fù)雜的求解偏微分方程的邊界條件。
　　 2.針對(duì)具有狹長(zhǎng)特征的復(fù)雜型腔，提出隱式的智能刀具軌跡規(guī)劃方法。利用快速推進(jìn)法實(shí)現(xiàn)型腔的中軸變換，其優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)選擇初始拓?fù)涔?jié)點(diǎn)，且能夠處理帶孔幾何結(jié)構(gòu)的中軸變換，使其能方便處理復(fù)雜帶島型腔。根據(jù)中軸

4、變換的性質(zhì)，確定型腔中軸上最大內(nèi)切圓的圓心及半徑，通過(guò)設(shè)定狹長(zhǎng)區(qū)域與非狹長(zhǎng)區(qū)域分割的內(nèi)切圓半徑閾值，實(shí)現(xiàn)根據(jù)型腔特征的區(qū)域分割。利用符號(hào)距離函數(shù)的特性，進(jìn)行非狹長(zhǎng)區(qū)域的區(qū)域合并，然后在不同區(qū)域分別構(gòu)造大圓弧刀具軌跡及螺旋刀具軌跡，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜型腔的智能刀具軌跡規(guī)劃。
　　 3.根據(jù)數(shù)控加工試驗(yàn)進(jìn)行銑削穩(wěn)定性分析。在建立平底刀線性與非線性切削力模型的基礎(chǔ)上，研究了以加工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)位移為變量的切削過(guò)程穩(wěn)定性分析的一維模型與二維模型