飞机结构件是构成飞机骨架和气动外形的重要组成部分，为了满足轻量化和高性能的要求，在飞机结构件中大量采用槽特征。内型和转角是槽特征的关键子特征，其加工是槽特征精加工的重要组成部分。由于槽特征中转角数量大，并且包含碎面、自由曲面等复杂结构。转角数控编程需要在零件数模中大量地重复拾取几何元素、创建几何辅助元素、设置加工参数等操作，造成了编程难度大、重复工作量大、效率低、质量不稳定等问题

目前，转角特征主要采用侧铣和插铣两种铣削方式，所采用的工艺方案也有两种，一是靠刀法侧铣，二是插铣结合侧铣的方法。靠刀法是依次使用直径从大到小的刀具采用侧铣的方式分别加工转角处。该方法先通过刚性较好的大直径刀具去除大部分金属材料，留给刚性较弱刀具加工的部分仅是圆角处较小的一部分，避免了直接采用细长刀具在大切削用量情况下的加工变形和切削振动现象。

转角加工时刀具运动轨迹要进行换向，机床在换向过程中势必会进行加减速，尤其是高速机床为了避免换向带来的冲击，其加减速更为明显。通常加工转角处都是采用等径向切深切削的方式，即在一次走刀过程中理论径向切深为一定值，当刀具由直线走刀过渡到圆弧走刀的时候，由于切削夹角(刀齿切入和切出时的夹角)明显增大，导致刀具与工件的接触面积增加。由于转角加工存在上述特点，直接导致了加工转角时切削力出现了明显的超值突变现象。航空结构件大量采用薄壁结构，因此，转角处的铣削力突变极易诱发切削振动，从而在圆角处产生振纹，造成刀具和工件的加工变形增大(欠切)或拉刀，严重影响了加工质量。尤其是具有面角度小、深度大、半径小、与底面夹角小等一些特点的转角，其加工工艺状态不稳定，存在较大的加工质量风险。此外，在生产实践中往往暴露出转角的加工工艺方法和加工参数较为混乱的问题，造成加工转角质量不高，效率较低。

本课题主要研究结构件转角加工走刀策略，课题具体研究内容选择几种结构件模型，利用CATIA等软件分别生成转角处的走刀轨迹方案，进行刀具轨迹算法的仿真，然后对各方案的优点和缺点进行对比分析。课题的重点在于走刀轨迹的生成和分析。

文献[1]以限制径向切深为目标,对拐角刀具轨迹进行优化。避免了角高速铣削时,切削方向突变和径向切深骤增会导致切削力和振动突然增加。

文献[2]提出一种刀轨优化算法,通过对航空机械制造中复杂工件的刀轨点位进行优化,从而使刀具下刀位置更加准确,走刀速度更快,以期达到提高航空机械工件加工质量的目的。

文献[3]提出一种基于转角面的自动扩展技术,并结合工艺知识建立加工模型,为实现转角数控加工自动编程技术奠定了基础。应用结果表明,该技术显著提高了转角数控加工编程的效率和质量,降低了编程工作量。

文献[4]根据型腔转角面的几何特性,提出了无干涉插铣刀轴方向的算法;根据转角面几何信息和前一把加工刀具参数信息,实现插铣加工区域计算。在两者基础上,提出型腔转角插铣加工的刀位轨迹计算方法。

文献[5]在识别粗加工余料区域的基础上,从均匀径向切削深度、平滑刀轨路径等方面考虑,研究并实现了型腔边界拐角处的精加工刀轨生成算法。采用将拐角区域加工分为多个循环进行渐进切削的策略,可减小径向切深。同时,每一切削循环内切削段和空程刀轨段、各循环之间均采用圆弧过渡,刀轨路径满足一阶连续,从而可减小切削力的变化幅度和方向突变,提高加工精度。

文献[6] 提出一种新的刀轨生成算法.首先通过线性插值型腔边界的等距多边形生成螺旋状折线,然后以指数函数分布规律插入控制顶点,以这些控制顶点所定义的B样条曲线为基础规划最终刀轨.所生成刀轨不需要离散成大量小直线段即可直接用于具有NURBS插补功能的高速数控系统;另外,刀轨可以任意阶连续,从而减小切削力的变化幅度,避免方向突变,提高加工效率和加工精度.

文献[7] 通过对拐角处连接情况的分析,确定了连接PH曲线中的参数计算方法。在拐角前后使用S加减速进行加工,以保证直线、圆弧轨迹加工中的平稳;在拐角连接区域内使用基于曲率的速度模型,通过对拐角前后S加减速和拐角速度的连接,使拐角前后的速度更加连续,得到平滑的速度曲线;通过拐角处的加速度和弓高误差的限制,计算平稳的加工速度。

文献[8]本文提出了细化圆角走刀路径的铣削方法,以解决航空薄壁件的圆角铣削加工问题。试验结果表明,该方法是有效、可行的。

文献[9] 通过限制加工小圆弧的最大速度来限制拐角处的速度,利用超前分析的方法,根据减速所需的最大距离提出了一种多程序段运动平滑算法,实现进给速度提前减速,从而防止刀具在拐角处发生过载,并有效地减少了工件形状在拐角处,或小半径圆弧的加工误差;用等效的梯形加减速方法实现了S型曲线加减速的分析,导出了S型曲线加减速实时精确的插补算法,从而克服了用查表法来近似计算速度的缺点。

文献[10]提出了不同数控加工阶段插铣技术的应用方法,并从加工效率和表面质量等方面对不同类型的插铣技术进行了分析,并在飞机梁类零件上进行了应用验证,获得了良好的效果。

文献[11]提出了一种根据高速加工机床的运动性能，调整刀具运动轨迹的几何结构，从而改善刀具运动轨迹的方法。加工时间的最小化是刀具轨迹计算的一个重要目标。这样可以减小刀具路径长度或提高实际进给速度。

文献[12]介绍了通过三角剖分得到的无槽非等参刀具轨迹生成算法的研究。通过对三角剖分模型中刀具运动轨迹的仿真，给出了表面加工优化的评价。利用不同曲面模型得到的刀具轨迹和刀具轨迹，对优化的刀具轨迹建模和算法计算性能问题进行了描述和检验。

文献[13]本文分析了粒子在离散时间内运动时的轨迹（代数视图），然后发展到连续时间内的轨迹视图（解析视图）。提出了一种完整描述系统的五维描述方法。

文献[14]利用动态系统理论的标准结果对粒子群优化算法进行了分析。导出了图形参数选择准则。讨论并说明了勘探开发的权衡。给出了在基准函数上优于先前发布结果的性能示例。

文献[15]为了评估拟合误差，推导了一种基于S上双线性曲面片（由两个连续的点对构成）与其对应的曲面区域之间最大误差的自上界计算方法。为此，作者采用了一个五维或七维的动态规划解决方案。

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