《三角格線曲面上高效加工軌跡規劃的黎曼測地推進方法》是依託上海交通大學，由畢慶貞擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：三角格線曲面上高效加工軌跡規劃的黎曼測地推進方法
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：畢慶貞
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以複雜三角格線曲面五軸高效加工軌跡規劃為研究目標，提出基於離散曲面上曲線黎曼測地推進的高效曲面加工理論和方法，引入加工過程約束，獲取三角格線曲面的內蘊幾何信息，規劃出高效加工軌跡，為測量-數控加工一體化、薄壁曲面零件的閉環自適應加工、有限元最佳化設計與數控加工的直接集成等領域提供理論和技術基礎。.研究內容：（1）定義反映刀具有效切削寬度的黎曼度量，研究三角格線曲面上黎曼度量意義下曲線的測地推進算法，獲得曲面上與數控加工相關的內蘊幾何信息，突破傳統方法中把三角格線曲面問題簡化為平面問題處理的局限性；（2）研究刀具軌跡對加工過程動態特性和物理因素的影響機理和仿真模型，把相關約束引入黎曼測地推進過程中，使刀具軌跡同時滿足幾何約束和加工過程約束；（3）在測地推進基礎上，將平面域高效軌跡規劃方法推廣到曲面，以提高平均進給率、穩定切削力和減少刀具磨損為目標，研究面向五軸高效加工的軌跡規劃方法。
結題摘要
本項目於2010年8月批准立項，2011年1月開始實施，計畫2013年12月結題。項目研究內容包括四個方面：三角格線曲面上曲線黎曼測地推進的數值算法、面向高效加工特徵的曲面分割方法、加工過程約束建模和高效加工刀具軌跡規劃方法、軟體開發和工程套用。項目研究按原計畫實施，主要完成了以下幾項研究工作：(1)提出了三角格線曲面上直紋線多權重度量的測地推進數值算法，套用於有限元最佳化後輸出的整體葉輪曲面模型和飛機結構件細碎曲面模型的直紋化，將原有的點銑加工改進為線接觸的側銑加工，提升了加工效率和表面質量；(2)提出考慮加工過程中刀具光順性和刀具剛度因素的線接觸加工刀具軌跡多目標最佳化模型，突破了現有線接觸軌跡規劃方法僅僅考慮減少逼近誤差而忽略加工過程約束的局限，CIRP Fellow、法國Bernard A教授發表綜述性論文總結了30年來線接觸加工領域的創新性工作，其中引用了我們的工作；(3)提出了離散位置連續小線段向曲率連續軌跡轉化的刀具軌跡雙樣條實時平滑方法，解決了二階連續、誤差約束、參數化同步等難題，突破了現有實時平滑方法僅做到一階連續的局限；(4)研究了反求出的離散三角格線曲面上的螺旋軌跡規劃方法，減少了加工軌跡中的拐角和工具機振動，套用於火箭貯箱箱底曲面的整體銑削；(5)提出了五軸工具機旋轉軸精度和整體葉輪葉片曲面加工精度的原位測量方法，實現了葉輪曲面加工誤差的原位補償；(6)開發了整體葉輪線接觸加工和插銑加工的專用軟體，克服了現有葉輪加工CAM軟體僅能處理直紋面葉片五軸側銑加工的局限，提供了商用插銑軟體沒有的快速退刀和切寬控制功能，套用於航空發動機整體葉輪和火箭發動機變螺距誘導輪的五軸加工，提升加工效率3-4倍，成套已經套用於發動機研製和生產。(7) 在項目的資助下，已發表論文8篇，其中SCI收錄4篇，EI收錄4篇，遞交SCI論文2篇、國際會議論文1篇，正在撰寫SCI論文1篇；申請發明專利5項，已授權2項；申請軟體著作權2項，其中1項通過上海市軟體評測中心的成果鑑定。
