《面向數控寬行加工的自由曲面平滑設計理論研究》是依託北京航空航天大學，由寧濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向數控寬行加工的自由曲面平滑設計理論研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：寧濤
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
用環面刀具、磨具等複雜工具實現複雜自由曲面的數控寬行包絡加工是葉片等關鍵功能零件加工的重要技術途徑和發展方向，但自由曲面本身的幾何結構不光順、曲率不平滑將對加工精度和加工效率的提高構成嚴重障礙。現有曲面光順理論和算法只考慮到曲面的美學和物理學功能，沒有定量地考慮數控加工對曲面光順性和曲率平滑性要求，不能滿足高效率、高精度、低成本製造的客觀要求。本項目擬將傳統的曲面光順理論拓展到面向寬行包絡數控加工的自由曲面平滑設計領域，通過引入面向數控加工的自由曲面平滑性量化評價指標和評價方法，構建曲面全局平滑設計和局部平滑設計的數學模型，研究和完善穩定的求解策略，最終達到建立面向自由曲面寬行加工的平滑設計新理論之目的。該理論的建立將豐富和發展本課題組前期提出的廣義包絡理論和寬行加工方法，並為建立具有我國特色的複雜曲面設計和高效高精度加工的理論體系奠定必要的理論基礎。
結題摘要
使用環面刀具加工複雜自由曲面類零件（如航空發動機葉片）時，曲面本身的幾何不平滑性嚴重影響加工精度和加工效率。傳統曲面光順理論未定量地考慮數控加工對曲面光順性和曲率平滑性要求。本項目以數控加工為套用目標，針對現有曲面光順理論未考慮數控加工要求的問題，展開了面向數控加工的自由曲面平滑設計目標函式、最佳化方法及曲面平滑性量化評價指標研究，提出了面向數控加工的曲線曲面平滑設計數學模型，實現了曲線、曲面平滑最佳化求解方法，建立了面向自由曲面寬行加工的平滑設計新方法。在本項目提出的曲線曲面平滑設計模型中，刀具沿加工軌跡運動的加速度及其變化率是平滑性的核心量化指標，起到關鍵作用。新方法的建立豐富和發展了本課題組前期針對航空發動機葉片加工提出的廣義包絡理論和寬行加工方法。
