题目：宽行加工编程系统开发及关键技术研究

五坐标数控加工已被广泛应用于航空、航天、造船和模具等行业中的复杂曲面，而高端的五轴数控编程软件基本上都依耐进口，国内CAM软件在五坐标数控加工编程方面尚处于起步阶段。为了满足复杂曲面高效精密加工的迫切要求，本文以宽行加工编程算法为核心，结合生产实际需要，开发了适合于复杂曲面高效精密加工的数控加工编程软件。主要研究内容如下： (1) 提出了宽行加工编程系统的一种总体架构，并开发出了原型编程系统。首先结合工程实际需要，进行了系统的功能需求分析和功能详细设计。然后基于选定的CAD平台，规划了系统的总体框架和层次结构，并在此基础上完成了数据结构设计和系统界面设计。最后在VC++2010开发平台上开发了加工编程模块的功能，并进行了具体模型的刀具轨迹计算。(2) 现有的宽行加工侧铣算法在进行复杂曲面编程时计算效率较低，有必要提高其计算效率实现复杂曲面的高效编程。本文基于包络理论和纬线分划刀具的基本原理，提出了一种任意母线的回转刀具用于宽行侧铣加工时求解刀位误差分布的通用方法，并建立了刀位优化模型。通过实例分析了该方法的计算精度和效率，结果表明在相同的计算精度下，其计算效率是纬线圆离散点方法的69倍左右。在凹圆环面刀加工变曲率过渡圆弧的算法中运用了该算法，以小尺寸圆锥面和某航空发动机叶片的进排气边为例，进行了加工铣削实验。(3) 刀位误差分布的求解是宽行加工编程算法的关键技术之一，而点到曲面最短距离的求解方法一直是制约其计算稳定性和效率的主要因素。针对迭代法求解点到曲面最短距离时存在的问题，对其进行了改进。通过实例计算比较了UG算法、原始的迭代法和改进的迭代法的计算精度、稳定性和效率，结果表明改进的迭代法在曲面内部区域和边界区域，计算精度和稳定性都和UG算法相一致，计算效率却比UG算法提高了180倍左右。最后对某螺旋桨叶片进行宽行加工编程，在刀位误差分布求解时运用了改进的迭代法，并进行了加工试验验证。