復雜曲面的高效加工在多個工業(yè)領域都有重要的應用價值，是一項值得深入研究的技術。因此,如何實現(xiàn)復雜曲面的高效加工(即高效率、高效益、高質量的加工)是一個迫切需要解決的重要課題。研究者采用各種不同的方法針對目前復雜曲面加工現(xiàn)狀，以高效加工為目標，對提高復雜曲面加工高效性問題進行了深入研究，設計了許多科學的技術方法。本文針對復雜曲面高效加工中的關鍵技術方法進行分析，方便更好地將復雜曲面高效加工技術技術應用到專業(yè)領域中，直接服務于社會經濟，實現(xiàn)其最基本的社會價值。
    當今工業(yè)領域對高新技術的發(fā)展越來越重視，復雜曲面的應用也隨之推廣，復雜曲面主要用于滿足兩個方面的需求，一方面是力學特性和功能方面的需要，用于滿足設備特定的性能要求，對產品形面的數學特征有高精度的要求；另一方面則為了滿足美學效果的需要，和人們對產品外形的需求。針對復雜曲面加工的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，提高復雜曲面加工的質量、效率及效益已成為主流方向，這對復雜曲面加工中各環(huán)節(jié)的技術方法都有很高的要求。
    復雜曲面加工技術的發(fā)展概況
    1.1復雜曲面加工技術的發(fā)展歷程
    復雜曲面以前主要通過手工放樣，手工打磨或輔助于電脈沖的加工方法來完成，即單純的手工制造。在制造工程中需要進行檢測，和大量型線樣板的制作，導致制作周期長，工時、材料消耗量大，從而使加工精度降低，難以滿足實際生產的需要。在數控機床出現(xiàn)后，在工具和模具制造中得到了廣泛的應用，隨著新技術（計算機、激光、電子、新材料）的發(fā)展，在復雜曲面加工方面的許多新技術應運而生，如激光開槽(Laser Caving)、快速原型制造(RapidPrototyping)和快速工裝(Rapid Tooling)等。這些技術的優(yōu)點在于所需的設備結構簡單、靈活性很高，特別適合于加工單件或小批量的工具和模具。
    1.2復雜曲面高效加工技術的理論體系
    數控加工是復雜曲面加工的一種廣泛應用的技術，也是目前復雜曲面加工的主要方法，包括機床數控技術、數控自動編程技術。機床數控系統(tǒng)是硬件也是控制機床運動的執(zhí)行單元，；而數控編程則是軟件，負責產生加工用的零件程序。二者相互作用，構成自動化的加工手段。
    數控編程解決了數控加工中程序的編制問題，目前復雜曲面的加工主要包括：曲面造型、數控編程、數控機床加工等。同時在復雜曲面造型方面、數控編程方面、機床數控技術方面、綜合效益方面還存在諸多問題，我們的目的是通過對這些問題的研究來完善高效加工技術的理論體系，提高復雜曲面加工水平。
    復雜曲面高效加工的技術方法
    2.1復雜曲面加工方法分析
   從兩個方面分析復雜曲面的加工方法：一是在造型方面，復雜曲面造型可以從數學的角度和加工的可行性上進行綜合考慮，可以有效地避免復雜曲面加工中重迭現(xiàn)象的產生，增強企業(yè)的市場競爭力，實現(xiàn)更大的經濟效益。二是在數控程序設計方面，復雜曲面的數控程序設計技術正飛速發(fā)展，要對基于特征的刀具軌跡生成方法進行研究，并且重視發(fā)展高速加工的數控程序設計技術，尤其是對NURBS加工的使用和有效的NURBS刀具軌跡的研究。
    2.2復雜曲面加工設備技術
    復雜曲面質量的要求提高，帶動了復雜曲面加工設備的進一步發(fā)展。建立在五軸聯(lián)動加工技術基礎上的復雜曲面加工逐漸推廣，五軸聯(lián)動包括U、V、W軸不同組合的多軸控制多坐標軸聯(lián)動，不再僅限于x、y、z、A、B(或C)軸聯(lián)動，采用高精度的等動態(tài)誤差補償技術，降低形位誤差、提高機床加工的幾何精度、表面粗糙度等；使復雜曲面加工設備功能部件實現(xiàn)高速度、高精度、大功率和智能化。
    2.3復雜曲面高效加工關鍵技術
    2.3.1毛坯制備技術
    現(xiàn)在實型鑄造技術廣泛地應用于毛坯的制備，就是傳統(tǒng)的木模或金屬模被泡沫塑料制作代替，造型后不需取出模型，便可以澆注，泡在高溫液體金屬作用下，沫塑料模型迅速燃燒氣化而消失，原來泡沫塑料模型所占有的位置被金屬液取代，冷凝后形成鑄件，包括干砂實型鑄造、負壓實型鑄造、樹脂砂實型鑄造。
    在毛坯制造時，余量的確定是一個關鍵的問題。余量太小，刀具在鑄造缺陷(如夾砂、氧化硬皮等)處會磨損劇烈甚至折斷，因為粗加工時進刀量不可能太大，反而使加工成本加大。若余量過大，則使后續(xù)數控加工的工作量增大，降低了加工的高效性。
    2.3.2高速銑削技術
    加工速度高以及良好的加工精度和表面質量是高速銑削加工技術的特點，目前該技術已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展，成為第三代模具加工技術。主軸轉速、工作臺快速移動和進給速度的提高是等機床高速化的具體表現(xiàn)。高速切削機床克服了機床振動，大大降低了傳入零件中的熱量，大大提高了排屑率，減小熱變形，提高加工精度，加工面的粗糙度得到改善。所以，經過高速加工的工件一般不再需要精加工。
    2.3.3工藝決策技術等
    復雜曲面加工工藝規(guī)劃包括工藝方案優(yōu)化及工藝參數優(yōu)化，加工的高效性受不同的工藝影響非常大。復雜曲面加工時進給量、切削速度和切削深度對刀具的壽命有很大的影響，最佳切削用量一般在一個很小的范圍內，要根據具體的刀具與工件材料進行確定。影響工藝的因素既有定量指標，又有定性指標，因此要實現(xiàn)復雜曲面的高效加工，必須采用一定的方式進行工藝決策。
    此外,還包括刀具技術、現(xiàn)場化的檢測技術、NURBS加工技術、和數控連網技術等。
    對復雜曲面質量的要求帶動了復雜曲面加工設備的進一步發(fā)展，復雜曲面多軸聯(lián)動加工技術也日趨成熟。我國在這個領域內起步較晚，對機床關鍵零部件等功能部件、配備智能化技術和高性能數控系統(tǒng)的多軸數控機床的研究和開發(fā)應得到重視和加強。目前，復雜曲面加工在制造業(yè)中的比重越來越大，它已成為縮短新產品開發(fā)周期、提高企業(yè)競爭力的一個關鍵因素。