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叶轮类零件具有复杂的几何结构,此类零件需要五轴数控加工技术来进行加工制造。对于非可展直纹面类零件的加工一般用端铣法或侧铣法,端铣法是点接触加工,具有加工效率低,零件表面粗糙度差的缺点。侧铣法为线接触加工,因此有效的规避了这些缺点,但是侧铣加工刀位轨迹优化增加了难度,为了提高加工精度,需要对侧铣加工刀位优化算法进行深入研究。因此,本文主要对以下几个方面进行了研究工作:(1)非可展直纹面造型技术:通过NURBS插值技术把叶片基线数据点插值成B样条的形式,再计算出叶片基线B样条控制点。将在两条基线上所求的对应控制点依次相连得到叶片曲面,通过计算叶片曲面的偏置距离得到叶片曲面的等距面,即可得到叶片模型。最后验证叶片曲面光顺性。(2)基于密切法的刀位优化:以两点偏置法基本算法为基础,提高非可展直纹面类零件的加工精度,本文提出一种定点旋转寻求最优刀轴矢量组的计算方法,并且采用密切法进一步优化。通过加工误差对比分析进行验证仿真,结果显示单刀位局部误差得到明显改善。(3)基于GA-NOA优化算法刀位优化:本文提出了一种基于遗传算法(GA)和非线性规划(NOA)混合算法的优化方法。仿真计算结果表明,该方法对于整体刀位的优化过程简单,优化结果精度高,优化后位姿集合形成的刀具包络误差小。(4)基于VERICUT的虚拟仿真加工:将刀位文件进行后置处理,在VERICUT平台上构建DMG公司的DMU50-SIEMENS840D的虚拟仿真加工系统,对叶片模型进行仿真加工,对比不同算法的刀位文件对叶片模型过切或者欠切数据的影响。验证了本文所提算法的正确性。