郑 刚 饶金山 吴 雁 张而耕

(上海应用技术大学机械工程学院，上海 201418)

薄壁叶片类零件，如涡轮和叶轮，被广泛应用于汽车和航空航天等领域，为保证气动性和能量转换效率，叶片常被设计成扭曲度大、几何精度高的复杂曲面，以表面为非可展直纹面的叶片类型最具代表性。对于该类叶片的加工，点铣加工方式适应度高，技术较为成熟，应用最为广泛，但点铣刀具磨损严重、效率较低，而侧铣方式，可在充分利用五轴机床灵活自由度、保证叶片表面精度的情况下，以线接触方式实现高效率的宽行切削[1]。

侧铣非可展直纹面时，由于铣刀的轴线不能被直纹面直母线上的各点法矢量同时穿过，因此存在不可避免的原理误差。原理误差的减小主要通过刀具路径规划方法实现，闫涛[2]对比两点偏置法[3]、三点偏置法[4]及优化的三点偏置法所带来的原理误差，提出以四点偏置法来生成初始刀位，并采用最小二乘进行优化，实现了刀轴矢量偏转，减小了过切误差。郑刚[5]基于双参数球族包络理论，将设计曲面离散点到刀具包络面的有向距离定义为包络误差，用序列线性规划算法使最大包络误差最小化，实现了刀具包络面朝向设计曲面的最佳一致逼近。阎长罡[6-7]以包络面逼近直纹面的整体误差出发，当特征线最小二乘逼近和映射曲线时判定单刀位位姿最优。

上述研究基于不同优化算法大大减小了原理误差，但并未考虑实际加工时叶片变形对刀位规划的影响，而工件变形误差对薄壁叶片表面质量的评估起主导作用，需要对变形误差进行必要补偿。……