随着航空工业的快速发展，高性能航空发动机对制造业提出了新的挑战。发动机涡轮叶片的质量高低直接影响发动机性能。叶片一般选用合金材料，切削性差；叶片型面属于复杂自由曲面，加工困难。如何高效准确加工出符合要求的叶片一直是航空制造业的难点之一。

基于本项目企业合作方拓璞数控对小叶片加工工艺及车铣复合机床主轴优化的需求，本项目对小叶片加工刀具路径规划与前瞻速度控制进行优化调整，通过有限元法分析了车主轴的静动态特性，提出了车主轴刚度优化的建议，并结合企业测试数据验证项目工作的有效性。

1、系统了解五轴联动车铣复合加工中心的加工特点，掌握小叶片加工的工艺流程。

2、根据车铣复合加工中心运动学原理，优化刀具路径规划与前瞻速度控制算法。

3、利用有限元分析A2-8车主轴的静动态特性，与企业实测数据进行比较。

4、提出A2-8车主轴的性能优化建议，并提供相应的仿真数据。

1、基于旋量理论完成车铣复合加工中心运动学模型建立，根据优化所得刀位数据生成加工G代码。

2、使用三阶NURBS曲线构建刀具刀尖点与刀轴矢量的路径光顺方法；提出过程曲率监测的等弓高误差法改进思路，使加工刀触点数量下降17%；引入基于S型加减速的前瞻速度规划，减小机床急停振动。

3、利用有限元法和ANSYS Workbench软件建立了A2-8车主轴的有限元模型，对车主轴的刚度、固有频率和振型进行了分析计算，验证主轴的刚度满足设计需求，且工作转速远低于最低临界转速，同时为控制系统提供了良好的机械带宽；并对车主轴进行了谐响应分析，与模态分析结果相互印证，最后基于转子动力学理论进行了固有频率影响分析。

4、研究了车主轴的机械结构，发现交换轴承位置使主轴的轴向刚度提高了2.25%，径向刚度提高了2.29%；同时，发现主轴电机可缩短跨距，最高可使主轴的弯曲刚度提升36%。